冷挤压模的工作条件及失效形式

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1.冷挤压模的工作条件

    冷挤压模具工作时，将大截面的坯料挤压为小截面的工件，坯料受到强烈的 三向压应力 作用，发生剧烈的塑性流动，由于被挤压材料的变形抗力较高，如钢的冷挤压，其变形抗力高达 1960MPa 以上，使模具承受强大的挤压反作用力和摩擦力。摩擦功和变形功转化成热能， 使模具表面升温达 300℃左右（局部可达300℃以上）。此外，每一次挤压过程都是在很短的瞬间完成的，从而使模具在工作时温度升高，不工作时温度又下降，就是说模具还承受着冷热交变温度和多次冲击负载的作用。如此严酷的工作条件，使得冷挤压模具的使用寿命比其它模具要低。

2. 冷挤压模的主要失效形式

    冷挤压模具的 凸 、凹模由于受力状况有所不同，所以失效形式有所差异，一般 凸 模易于折断，凹模易于胀裂。冷挤压凸模的失效形式主要有折断、磨损、 镦粗 、疲劳断裂和纵向开裂；冷挤压凹模的失效形式主要有胀裂和磨损。

    冷挤压模具的磨损主要是磨粒磨损和粘附磨损，磨损主要发生在 凸 模的工作端部和凹模内壁。模具表面温度的升高可能会使模具材料的表层软化，从而加速磨损失效的过程。

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    冷挤压时， 凸模可能 在弯曲应力或应力集中的作用下折断，或因脱模时的拉应力拉断。 凸模肩部由于承受很高的压应力和摩擦力，易产生麻点和磨损，成为导致凸 模折断的 疲劳源 。若凸模选材或热处理不当，在压应力和弯曲应力的作用下，将产生纵向弯曲或 镦粗，镦粗一般 发生在 距工作 端部 1/3~1/2 凸模工作 长度处。一旦发现 凸模镦粗 ，应立即重磨。如果 凸模因 抗压强度不够 发生镦粗 ，在工作部位表面会产生拉应力，引起表面纵裂。若继续挤压，裂纹将扩展并连接起来，造成掉块（凹模表面成片剥落）。

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    若凹模抗拉强度不够，挤压时在切向拉应力的作用下，会产生胀裂（纵向开裂）， 凹 模型 腔 变化的部位会发生横向开裂。如果采用预应力组合凹模，长期工作中内层凹模型腔内壁会因拉、压交变循环的切向应力作用导致疲劳开裂。

    任何模具，其失效形式并非一成不变。模具在服役过程中，在不同的部位，会承受不同形式的作用力，可能导致出现多种损伤形式并存的现象。

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    由于模具材料的性能、模具的结构、制造工艺、压力加工设备的特性和加工操作方法的不同，各种损伤形式的发展速度有很大的差异，多种损伤形式的相互促进会加速模具的失效。因此，同样的模具可能会导致完全不同的失效形式和服役寿命。

   对模具进行失效分析，不仅要查明其失效形式、失效原因及影响因素，还应当了解其它可能导致损伤的原因及影响因素，掌握全面的情况。在克服某一种失效形式时，还要防止其它损伤的发展，以确保和延长模具的服役期限。