我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展到今天確實(shí)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但大型、精密、長(zhǎng)壽命模具仍然與國(guó)外先進(jìn)水平有較大的差距，本文就模具的壽命及與之相關(guān)連的失效問(wèn)題談一點(diǎn)意見(jiàn)。

　　1.我國(guó)與國(guó)外在模具壽命上的比較

　　序號(hào) 模具類(lèi)別 國(guó)內(nèi)水平 國(guó)外水平

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　　1 壓鑄模：
　　鋅錫壓鑄模 20-30萬(wàn)次 100-300萬(wàn)次
　　鋁壓鑄模 　 20萬(wàn)次 100萬(wàn)次
　　銅壓鑄模 1萬(wàn)次 10萬(wàn)次
　　黑色金屬壓鑄模 1500次 1-2萬(wàn)次
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　　2 塑料注射模：
　　非淬火鋼模 10-30萬(wàn)次 10-60萬(wàn)次
　　淬火鋼模 50-100萬(wàn)次 200-500萬(wàn)次
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　　3 沖模：
　　合金鋼制沖模總壽命 100-400萬(wàn)次 500-1000萬(wàn)次
　　硬質(zhì)合金制沖模總壽命 1-2億次 2-3億次
　　100-300萬(wàn)次/刃磨一次 500-1000萬(wàn)次/刃磨一次
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　　4 鍛模：
　　普通鍛模 1萬(wàn)次左右 2.5萬(wàn)次
　　精鍛模 0.5-1萬(wàn)次 1-1.5萬(wàn)次
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　　5 玻璃模 10-30萬(wàn)次 30-60萬(wàn)次
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　　2.模具損傷的基本形成
為提高模具壽命，經(jīng)對(duì)已失效的模具進(jìn)行分析，模具損傷的形式主要有：塑性變形、磨損、疲勞及冷熱疲勞、斷裂及開(kāi)裂、腐蝕。模具在服役過(guò)程中可能同時(shí)出現(xiàn)多種損壞形式，各種損傷之間又相互滲透、相互促進(jìn)，各自發(fā)展，直到用模具生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品為廢品，則模具失效。要提高模具壽命(服役壽命)必須對(duì)導(dǎo)致模具損傷的原因及各種影響因素進(jìn)行認(rèn)真分析，制定克服的辦法和措施。

　　3.影響模具失效的因素：
　　(1)模具結(jié)構(gòu)
　　(2)模具材料
　　(3)冷熱加工的制造工藝
　　A、鍛造 B、熱處理 C、切削加工 D、磨削加工、電加工
　　(4)模具工作條件

磨削加工對(duì)模具壽命的影響未引起人們的充分重視，由于不正確的磨削工藝，造成工件表面燒傷、磨削裂紋、磨削痕及磨削應(yīng)力，這是后續(xù)工序及模具在服役期間的機(jī)械疲勞，冷熱疲勞產(chǎn)生裂紋的萌生源，嚴(yán)重影響其工作壽命。

(1)磨削時(shí)，砂輪與工件為弧面接觸，砂輪切削時(shí)工件產(chǎn)生塑性變形及砂輪與工件間劇烈的摩擦阻力，從而在砂輪與工件間形成大小相等，方向相反的磨削力，同時(shí)由于表層材料塑性變形時(shí)使工件材料內(nèi)部金屬分子之間產(chǎn)生相對(duì)移對(duì)，形成內(nèi)摩擦而發(fā)熱，砂輪和工件之間外摩擦也產(chǎn)生熱量，這種磨削熱在磨削區(qū)會(huì)產(chǎn)生局部瞬時(shí)達(dá)1000℃的高溫，而砂輪是不易傳熱的，所以80%的熱傳入工件和磨屑，而金屬在固態(tài)下隨溫度的改變由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格，發(fā)生金相組織的轉(zhuǎn)變，在磨削淬硬鋼時(shí)，冷卻充分，表面層產(chǎn)生二次淬火，部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而馬氏體比容較大，比容增加，表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，如果磨削冷卻不好，或不用冷卻液，表面產(chǎn)生回火，發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力(如γ-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe時(shí)鐵的體積會(huì)膨脹1%)，這些應(yīng)力(殘余應(yīng)力可達(dá)到500-1000MPa即500-1000kg/mm2)，如果超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，便產(chǎn)生磨削裂紋，另外熱處理淬火后模具未立即回火，淬火溫度過(guò)高，有網(wǎng)狀碳化，回火后未回火馬氏體或殘余奧氏體過(guò)多，在磨削時(shí)都會(huì)產(chǎn)生相變，發(fā)生應(yīng)力使工件表層產(chǎn)生裂紋。磨削裂紋是一種很細(xì)的表面裂紋，它多與磨削方向垂直，有時(shí)也呈網(wǎng)狀，其深度在0.03mm以?xún)?nèi)。

(2)磨削時(shí)不正確的磨削和熱處理工藝，在磨削后，引起工件表面退火、燒傷、磨削裂紋和殘余應(yīng)力，致使工件變形。模具疲勞失效的主要原因是應(yīng)力集中和循環(huán)載荷。而模具正常是在高強(qiáng)度和低塑料狀態(tài)下服役，模具在循環(huán)載有作用下，微裂紋擴(kuò)長(zhǎng)最后導(dǎo)致疲勞失效。

(3)減少磨削缺陷的措施。產(chǎn)生磨削裂紋和殘余應(yīng)力的因素很多，主要從工藝系統(tǒng)中找。
首先是合理選擇磨削用量，而磨削深度，是影響磨削熱的主要因素，提高工件與砂輪的速度也可減少切削熱的發(fā)生，其次是合理選擇和修整砂輪，采用白剛玉的砂輪較好，它的性能硬而脆，且易產(chǎn)生新的切削刃，因此切削力小磨削熱就小，在粒度上使用中等粒度，如46號(hào)60號(hào)較好，在砂輪硬度上采用中軟和軟(ZR1、ZR2和R1、R2)，即粗粒度、低硬度的砂輪自勵(lì)性好方可降低切削熱。在磨削中還要注意勤于修整砂輪，保持磨削刃的鋒利。再有就是合理使用冷卻潤(rùn)滑液，發(fā)揮冷卻，洗滌，潤(rùn)滑的三大作用，保持冷卻潤(rùn)滑清潔，從而控制磨削熱的增加，使磨削熱在允許范圍內(nèi)，這樣防止了工件熱變形。第四方面要將熱處理后的淬火應(yīng)力降低到最低限度，因?yàn)榇慊饝?yīng)力、網(wǎng)狀碳化組織在磨削力的作用下，組織產(chǎn)生相變極易使工件產(chǎn)生裂紋。對(duì)于高精度模具為了消除磨削的殘余應(yīng)力在磨削后應(yīng)進(jìn)行低溫時(shí)效處理以提高韌性。
總之模具在制造時(shí)要充分重視磨削工序，將磨削微裂紋和殘余應(yīng)力降低最低限度，用以提高模具的使用壽命。