模具的受載類型和工作溫度狀態(tài)的不同,對模具鋼的機械性能的要求完全不同。模具鋼的機械性能指標主要是由成份、冶煉質(zhì)量及熱處理組織決定。目前模具鋼的成分大多是合金鋼和高金鋼;冶煉質(zhì)量均是優(yōu)質(zhì)或高級優(yōu)質(zhì)鋼;不同成份的模具鋼有不同的機械性能,相同成份的模具鋼經(jīng)過不同的熱處理能得到不同的金屬顯微組織,可實現(xiàn)不同的機械性能指標.根據(jù)模具鋼的不同工作用途,一般模具材料可分為3大類: ①冷作模具鋼; ②熱作模具鋼; ③塑料模具鋼。
 
模具壽命的定義      
模具因為磨損或其他形式失效、終至不可修復而報廢之前所加工的產(chǎn)品的件數(shù)，稱為模具的使用壽命，簡稱模具壽命。模具壽命的高低是衡量模具質(zhì)量的重要指標之一。它不僅影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還影響著生產(chǎn)率和成本。隨著模具工業(yè)的發(fā)展，高質(zhì)量、高性能、高效率模具的大量應(yīng)用，模具的壽命逐漸引起世人的關(guān)注。模具的使用壽命并不期望無限長，只需要比模具成型制品的生產(chǎn)要求長。因此在考慮模具的最佳使用壽命時，應(yīng)將目標放在使單件制品獲得最低成本的基礎(chǔ)上。這樣的模具使用壽命對工業(yè)的生產(chǎn)才有實際意義。 
 
影響模具使用壽命的材料因素不僅和模具鋼的化學成分及其隨后采取的熱處理工藝有關(guān)，同時與冶煉鋼材的質(zhì)量有關(guān)，只有具有優(yōu)質(zhì)的模具鋼，才能充分發(fā)揮模具材料的各種性能。過去由于受模具制造水平和社會需求的限制，大部分模具只是用來生產(chǎn)零件的毛坯或是精度不高、結(jié)構(gòu)形狀簡單的輕工產(chǎn)品及日常生活用品。傳統(tǒng)的模具材料和熱處理工藝的配合基本能滿足模具的性能要求。在使用中模具出現(xiàn)了磨損、變形甚至微細的裂紋，由于不影響產(chǎn)品的精度要求，而沒有得到重視。再加上傳統(tǒng)的觀念認為模具本身就是成本昂貴的工具，由于生產(chǎn)制件的數(shù)量多，模具的成本平均在每一個制件上也只有幾分錢。所以模具成本高已被傳統(tǒng)觀念所接受，模具報廢之后只需重做一套即可。因此，沒有意識從模具壽命的角度對經(jīng)濟效益經(jīng)行分析，故有很大的潛力需要我們?nèi)ネ诰颉?nbsp;    
      
模具壽命與失效的術(shù)語定義
1.制件報廢  模具生產(chǎn)處的制品出現(xiàn)形狀、尺寸及表面質(zhì)量不符合其技術(shù)要求的現(xiàn)象而不能使用時稱制件報廢。大多數(shù)模具的壽命是有制品可用性決定。如果模具生產(chǎn)的制品報廢，則該模具就沒有使用價值了。
2.模具服役 模具安裝調(diào)試后，正常生產(chǎn)合格產(chǎn)品的過程叫模具服役。模具的服役條件與安裝模具的機床類型、噸位、精度、成型次數(shù)、生產(chǎn)效率、被加工件大小、尺寸、材質(zhì)、變形抗力以及工件加熱條件、制件成型溫度、冷卻潤滑條件等因素都有關(guān)系，因而模具的服役條件會有很大的不同。
3.模具損傷  模具在使用過程中，出現(xiàn)尺寸變化或微裂紋、腐蝕等現(xiàn)象，但沒有立即喪失服役能力的狀態(tài)稱為模具損傷。模具在工作時，不同部位承受不同的作用力和不同溫度變化，可能同時出現(xiàn)多種不同的損傷形式，各種損傷形式之間又會相互滲透 、相互促進、不斷積累。損傷是模具破壞的起源。損傷的積累可導致失效。
 
模具首到損壞，不能通過修復而繼續(xù)服役時稱為模具失效。其實，模具失效是指一套模具完全不能再用，生產(chǎn)中一般指模具的主要工作零件不能再用。
 
模具未達到一定工業(yè)技術(shù)水平公認的使用壽命就不能服役時，稱為模具的早期失效，也就是非正常失效。主要由模具設(shè)計和制造過程中的缺陷引起的，失效的概率很高，且隨著模具使用期限的延長而迅速降低。如果在交付使用前，能對模具進行可靠性試驗或短時間的試用，及時發(fā)現(xiàn)隱患，進行補救，就能避免在正常服役時造成損失。模具經(jīng)大量的生產(chǎn)使用，因緩慢塑性變形或較均勻地磨損或疲勞斷裂而不能繼續(xù)服役時，稱為模具的正常失效。模具發(fā)現(xiàn)正常失效時，已達到或超過模具預訂的壽命。由于工作條件的變化、操作者的使用水平、管理者的失誤等原因造成某些損傷，模具經(jīng)過長期的使用后，由于使用損傷大量積累，致使模具發(fā)生失效。
    
模具壽命的影響因素
1.模具結(jié)構(gòu)對模具受力狀態(tài)的影響很大，合理的模具結(jié)構(gòu)能使模具工作時受力均勻，不易偏載，應(yīng)力集中小。模具種類繁多，形式差別很大，工作環(huán)境也不盡相同，
 
2.模具工作條件 ①成形件的材料、溫度 a.材質(zhì)成形件的材料有金屬和非金屬。非金屬材料的強度低，所需的成形力小，模具受力小，模具壽命高。因此，金屬件成形模比非金屬成形模的壽命低。b.溫度在成形高溫工件時，模具因接受熱量而升溫，隨著溫度的上升，模具的強度下降，易產(chǎn)生塑性變形。同時，模具同工件接觸的表面與非接觸表面溫度差別很大，在模具中造成溫度應(yīng)力。   
②設(shè)備特性a.設(shè)備的精度與剛度模具成形工件的力是由設(shè)備提供的，在成形過程中，設(shè)備因受力將產(chǎn)生彈性變形。b.速度設(shè)備對模具及工件的作用力是在一段時間內(nèi)逐漸增加的，設(shè)備速度影響施力過程。設(shè)備速度愈高，模具在單位時間內(nèi)受的沖擊力愈大(沖量大)；時間愈短，沖擊能量來不及傳遞和釋放，易集中在局部，造成局部應(yīng)力超過模具材料的屈服應(yīng)力或斷裂強度。因此，設(shè)備速度越高，模具越易斷裂或塑性變形失效。    
③模具材料  模具材料的成分、組織、質(zhì)量及性能對模具的承載能力、使用壽命及加工精度、制造成本等均有較大影響。選材不當，性能要求不合理，將導致模具的早期失效或者造成浪費。因此，根據(jù)模具的工作條件合理選用模具材料，是保證模具既安全可靠又經(jīng)濟合理的關(guān)鍵因素。 
④模具制造a.模塊的鍛造  模具材料主要采用高碳鋼或高碳高合金鋼。由于冶金技術(shù)的影響，這些材料不同程度地存在成分和組織的偏析、碳化物粗大不均勻、晶粒粗大等缺陷，使得鋼材的性能下降。因此，模塊采用鍛造工藝的目的主要是為了改善材料內(nèi)部缺陷，獲得模塊所需要的內(nèi)部組織和使用性能，并使模塊獲得一定的形狀和尺寸。模塊毛坯的鍛造要經(jīng)歷加熱——鍛打成型——冷卻的工藝過程，每一個環(huán)節(jié)操作不當都會產(chǎn)生新的缺陷影響毛坯質(zhì)量。b.模具零件的加工   模具制造一般要經(jīng)過切削加工、磨削加工和電火花加工。這些加工中的質(zhì)量問題，尤其是加工表面的質(zhì)量，也會顯著影響模具的耐磨性、斷裂抗力、疲勞強度及熱疲勞抗力等。c.模具熱處理缺陷  熱處理工藝對模具材料的改性有著非常重要的作用，但一般的熱處理過程都會使材料產(chǎn)生各種缺陷，影響模具承載能力看，降低使用壽命。熱處理缺陷可以分為兩類，一類表現(xiàn)為對模具表面或內(nèi)部組織和性能的影響，這類缺陷一般都能采取相應(yīng)的技術(shù)措施處理解決。另一類缺陷是引起模具的熱處理變形，這類缺陷影響模具的尺寸精度和位置形狀精度。為此，要耗費大量工時對變形模具經(jīng)行校正和修磨后才能正常使用，當變形程度超過模具零件尺寸或形狀變化的要求而導致無法校正時，就造成模具的早期失效。
 
模具正常壽命  
模具正常失效前生產(chǎn)處的合格產(chǎn)品的數(shù)目稱為模具正常壽命。模具首次修復前生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目稱為首次壽命。模具一次修復后到下次修復前所生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目稱為修模壽命。模具壽命是首次壽命與各次修模壽命的總和。
 
模具的正確使用和妥善保養(yǎng)、維修是延長模具壽命的一項重要措施。使用時應(yīng)注意以下方面：1.模具裝拆時要保證上模平衡升降，防止上模過度傾斜導致導套破 裂；2.模具零件拆卸時，應(yīng)留意原來的狀況，做好標記以利于裝模時復位3.模具多次拆裝后，定位銷孔可能因磨損變大，使沖裁間隙不均，可以用移位的方式來調(diào)整。4.模具設(shè)計和制造應(yīng)盡量避免受力集中。實踐證明，模具形狀的微妙變化對模具壽命的影響很大。在設(shè)計時，凹凸模的過渡部分應(yīng)避免直接夾角，采用合適的圓弧過渡，以減少應(yīng)力集中。模具壽命可大幅度提高。5.需要提高模具表面的光潔度，這樣可以減少突然折斷等不正常報廢，也可以大幅度的提高疲勞強度。
 
隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較快發(fā)展。超大型、超精密、長壽命、高效模具；多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的、更為先進的加工方法。各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。
 
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