模具在服役過程中,模腔型面變形下塌,使被加工零件尺寸超差,從而造成模具失效。這種失效形式主要出現(xiàn)在熱鍛模、熱輥鍛模上,尤其是熱鍛模的下模。鍛壓金屬材料的模具,被鍛毛坯的溫度高達1000℃以上,模具表面與高溫毛坯接觸時,將會有大量的熱量傳到模具表面,即使采取了強制冷卻措施,也不一定能將模具的表面溫度下降到很低的程度,根據(jù)鍛壓工藝特點、模具的結(jié)構(gòu)和冷卻的效果,大約在500~600℃波動。下模經(jīng)受熱影響更大,容易使其型腔表面軟化、變形,導(dǎo)致塌陷。實踐表明,當模具表面層的硬度由于過度回火而被軟化到30HRC以下時,容易發(fā)生塑性變形。
在鍛造熱強性較高的材料時,或模具硬度較低,抗壓強度不足時,也容易引起模具型腔塌陷而失效。
熱鍛模在鍛造18Cr2Ni4WA鋼時,僅鍛壓1000件左右模腔就下陷變形而失效。在下塌區(qū)周圍,由于受到拉抻應(yīng)力的作用,還出現(xiàn)了細小的橫向裂紋。沖擠低碳鋼杯形鍛件的沖頭,但其頭部圓弧部分由于壁厚達30mm,雖然冷卻正常進行,但由于熱傳導(dǎo)路程較長,使該處的溫度升高,心部C點硬度為49~51HRC,距表面2mm處的A、B兩處的硬度下降到14~29HRC,使模具材料過度回火而軟化變形。
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