刀具模具失效模式分析
模具失效的案例分析
模具失效的分类
按失效原因可分为
按失效形式可分为
01
02
03
04
模具设计不合理
模具材料选择不当
模具制造工艺问题
使用和维护不当
模具失效的原因
如加工精度不足、装配不良等。
如材料性能不匹配、热处理不当等。
如结构不合理、热平衡性差、强度不足等。
如操作不规范、保养不及时等。
03
模具失效的检测与预防
外观检测
尺寸检测
硬度检测
无损检测
模具失效的检测方法
通过观察模具的表面状况，检查是否有裂纹、磨损、变形等失效迹象。
定期测量模具的尺寸，检查是否超出了公差范围，导致产品不合格。
检测模具材料的硬度，判断是否因硬度不足而导致模具失效。
利用超声波、X射线等技术对模具进行无损检测，发现表面和内部缺陷。
随着科技的不断发展，相关行业的发展趋势也在不断变化。未来，随着智能制造和数字化技术的广泛应用，模具的设计、制造和使用将更加智能化和高效化。同时，随着环保意识的提高，绿色制造和可持续发展将成为行业的重要发展方向。
作为从事模具设计和制造的专业人员，我希望能够不断学习和掌握新技术、新工艺和新材料，提高自身的专业素养和技术水平。同时，我也希望能够积极参与行业交流和合作，与同行共同探讨和解决模具失效等关键问题，为相关行业的发展做出更大的贡献。
根据模具的使用条件和要求，选择具有适当性能和耐久性的材料。
合理选材
对模具结构进行优化，减少应力集中和薄弱环节，提高模具的强度和稳定性。
优化设计
严格控制模具加工和装配精度，确保各部件之间的配合良好，减少磨损和应力集中。
制造精度控制
模具失效的原因分析
第一节模具失效的原因分析塑料模具的失效形式主要体现在以下几个方面：选材、钢料品质、模具设计、模具加工质量、热处理、模具表面处理、模具使用等。
1)表面磨损、局部崩裂、变形及断裂；模具的耐磨性，随着模具硬度的提高而增加，但在硬度相同的情况下，韧性愈好耐磨性愈高，所以，模具硬度越高，冲击性能会下降，会促使磨损裂纹的形成和扩展，从而加速磨损的进程。
要提高耐磨性，必须注意硬度和韧性的良好配合。
2)由于塑料制品的表面粗糙度及精度要求较高，再加上不少塑料中含有氯氟元素，其产生的腐蚀性气体的腐蚀，会加剧模具的磨损失效，所以，因表面磨损造成的模具失效比例大；3)因未调整好低压保护，胶件的压模造成模具表面凹陷的情况也时有发生；4)小型模具在大吨位机台上超载使用时，容易产生表面凹陷、皱纹、堆塌等，特别是在棱角处易产生塑性变形；5)由于塑料制品成型模具形状复杂，存在许多棱角、薄壁等部位，在这些部位会产生应力集中，而发生断裂。
6)模具材质选择不当。
具体见《模具选材原则》。
7)模具工件热处理工艺不良。
从模具失效分析得知，70％的模具失效是由于热处理不当与选材不当造成的。
二、模具失效改善途经：采用正确的钢料热处理工艺与钢料表面处理工艺为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
热处理加热温度的高低、保温时间的长短、冷却速度的快慢和炉内气氛等工艺参数的选择不当，都会造成淬火开裂或早期失效。
众所周知，磨损、粘结均发生在表面，疲劳、断裂也往往从表面开始，因此，对模具表面的加工质量要求非常高。
但实际上由于加工痕迹的存在，热处理时表面氧化脱碳也在所难免。
因此，模具的表面性能反而比基体差。
采用热处理新技术是提高模具性能的经济而有效的重要措施。
模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。
基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度，减少断裂和变形。
表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。
模具失效分析概述.
模具失效分析概述摘要：模具失效是指模具丧失了正常工作能力,不能生产出正品。
模具有冷作模具、热作模具、压铸模等。
它们的失效方式主要有塑性变形、磨损、疲劳、断裂等。
本文主要介绍冷作模具、热作模具的失效种类、原因以及对策。
关键词：模具；失效分析；对策The Summarize of Mould Failure Analysis Abstract: Mould failure means that the mould lost it's ability to work and can’t produce products.The mould contains cold working mould,hot working mould,die casting die and so on.The way of mould’s failure have plastic yield,wear,fatigue,part and so on.In this article ,I will mainly introduce the kind of failure,reason,and counterpart of cold working mould and hot working mould.Key words:mould;failure analysis;counterplan引言模具是制造技术中的重要基础工艺装备，其质量不仅关系到生产制品的质量和性能，而且直接影响到制造成本和效率[1]。
模具失效，即模具经自然磨损或损坏，致使模具不能继续发挥其原来设计之初所要求的效能。
具体来说，模具失效的情况大致分成以下3种：模具已完全不能工作；模具仍能工作，但已无法实现指定功能；模具由于结构上存在严重损伤等原因，无法继续安全操作[2]。
以下主要讲述一些模具失效的种类及对策。
1 模具失效冷、热模具在服役中失效的基本形式可分为：塑性变形；磨损；疲劳；断裂。
第二章 模具失效分析(模具材料)
something
1
第二章 模具失效分析
失效的概念
2
失效：指产品丧失规定的功能，包括规定功能的完全丧失， 也包括规定功能的降低。
按经济观点失效的分类 目的：明确失效造成损失的法律责任和经济责任
① 误用失效：产品未按规定条件使用而发生的失效。 ② 本质失效：产品因本身固有的弱点而发生的失效。 ③ 早期失效：产品因设计、制造或检验方面的缺陷等而发生的失效
正确判断模具的失效形式：主要依据失效模具的形貌特征、应 力状态、材料强度和环境因素等进行分析判断，并找出模具失 效的原因及主要影响因素。
提出防止模具失效的具体措施，主要从以下几个方面考虑： ① 合理选择模具材料 ② 合理设计模具结构 ③ 保证加工和装配质量 ④ 严格控制模具质量 ⑤ 模具表面强化处理 ⑥ 合理使用、维护和保养模具
2
3 s
F—与材料表面垂直的法向载荷 Θ—凸出部分的圆锥面与软材料
平面间的夹角 r—凸出部分圆锥面与软材料的
接触面的半径 l —摩擦副相对滑动的距离
若软材料的屈服强度σs与硬度Hk成正比，即 Hk s ，则磨损量为
V Fl tan Hk
↑Hk，↓F →↓V
2.1.1.1 磨粒磨损
22
4、影响模具磨粒磨损的主要因素 影响磨粒磨损的因素十分复杂 (1) 磨粒尺寸与几何形状
摩擦是过程；磨损是摩擦的结果，是一种材料损耗现象。
磨损失效：模具工作过程中与工件表面接触构成摩擦副，产生相 对运动而造成磨损，磨损失效是指当磨损使模具尺寸发生变化或 改变模具表面状态致使模具不能正常工作的现象。
磨损不是一个简单的力学过程，而是力学、物理和化学过程的综 合。根据磨损破坏机理，磨损可分为磨粒磨损（各类磨损造成的 经济损失中，所占比例高达50%）、粘着磨损（所占比例约15%）、 腐蚀磨损（包括冲蚀磨损、气蚀磨损，所占比例约13%）、疲劳磨 损、微动磨损等。
2 模具的失效分析
2.2 模具的服役条件与模具失效分析
1、模具的服役条件 、 冷作模具主要用于金属或非金属材料的冷态成形。冷作模具在服 役过程中承受拉伸、弯曲、压缩、冲击、疲劳等不同应力的作用， 而用于金属冷挤、冷镦、冷拉伸的模具，还要承受300度左右的 交变温度作用。 热作模具主要用于高温条件下的金属成形，模具是在高温下承受 交变应力和冲击力，工件成形温度往往在1000度以上，模具还要 经受高温氧化及烧损，在强烈水冷条件下经受冷热变化引起的热 冲击作用。 塑料模具中的热固性塑料压模受力较大，而且温度为200—250度 左右，模具在较强的磨损及浸蚀条件下工作，而热塑性塑料注射 模其受力、受磨损都不太严重，但部分塑料品种含有氯及氟，当 压制时易放出腐蚀性气体，模具型腔经受气体腐蚀作用。
2.5 断裂失效
1.韧性断裂的特征
●宏观特征:宏观变形方式为缩颈，典型断口为杯锥状断口，底部 成纤维状剪切断口，其平面和拉伸轴大致呈45角。 ●微观特征:蛇形滑移和延伸，间距不等、短而且平行、不连续的 条纹韧窝，大小相当于显微空洞裂纹的一半。
韧性(塑性)断裂实物
断口韧窝电镜照片
2.5 断裂失效
2.脆性断裂的特征 脆性断裂时承受的工作应力较低，通常不超过材料的 屈服强度，甚至不超过常规的许用应力，所以又称为低应 力脆断。这种宏观裂纹可以在生产工艺过程中产生，还可 能由于疲劳或应力腐蚀而产生。
一、模具失效分析的重要性 首先确定模具失效的形式； 其次检查模具的服役条件； 最后运用金相分析、硬度测试等从模具结构、机加工质量、 模具材料和热处理等方面找出模具失效的主要原因。
2.8 模具失效分析的重要性和基本内容
二、模具失效分析的基本内容 现场调查 分析并确定故障原因和故障机理 分析结论，提出分析报告。 分析结论，提出分析报告。 分析报告的主要内容： （1）故障分析结论 （2）改进措施与建议及对改进效果的预计； （3）故障分析报告提交给有关部门，并反馈给有关承制单位； （4）必要时对改进措施的执行情况进行跟踪和管理。
模具开发DFMEA失效模式分析
3
120
对比Q3导流板结构缺陷改 余海斌 进设计： 1.采用顺序阀热流道控制2. 前模增加气顶、扣位使用弹 块。 3.模具仁设计成单向压块、 保证同一基准。
2014-3-31
OK
8
1.硬度不足； 2.抛光性能不好； 3.密度及纯度不够；
3
1.硬度计管控； 2.检验记录管控； 3.索取供应商的材质保证 书.
模具清洁度
1.产品外观不良
4
1.人员作业不当
6
3
72
制程尺寸与模 1.产品尺寸不良，导致组装或功 具图面不符 能干涉
8
1.人员作业漏失
3
2
48
9导流板
改善后 已采取之措施 [S] 参考Q3导流板进胶方式比 对。 [O] [D] RPN
8 1.采用顺序阀热流道控制 2.前模增加气顶、扣位使 用弹块。 3.模具仁设计成单向压块 、保证同一基准。 8
3
1
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3
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16
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潜在失效模式分析（FMEA）
制程名称:模具开发制作 FMEA 小组负责人: 生产负责人： 治具负责人: QE： FMEA 小组 : 评分依据: 严重度: 发生率: 难检度: 1 = 几乎无影响 1 = 几乎不可能 1 = 几乎完全可以检查出来 10 = 极具危险性 10 =几乎不可避免 10 = 几乎不可能检查出来 制订日期: 变更日期: 页码: 产品名称:T99导流板
3
72
8
1.硬度不足 1.项针系列硬度不 足； 2.防水圈耐高温性能 不佳. 1.纯度不够. 2.铜料内混有杂质.
3
1.硬度计管控； 1.硬度计管控； 2.每批抽取2PCS进行耐 高温测试； 3.索取供应商的材质保证 书. 1.每批抽取测试； 2.索取供应商的材质保证 书.
刀具的失效模式及应对措施
模具失效分析
模具失效分析模具失效分析对提高模具质量的作用模具是生产出合格制件的关键因素，模具质量的好坏，直接影响的各类产品的质量、成本，一副模具从开始设计到交付使用要经过设计、原材料选用、坯料制作、机械加工、热处理、检验等诸多环节，每个环节出现问题都会给模具的质量造成不利影响，轻者降低使用寿命，重者使模具报废无法使用。
模具质量主要包含以下几个方面：1、制件质量：生产出合格的制件，制件尺寸、粗糙度、内在质量等符合图纸的设计要求；2、使用寿命：在保证制件质量的前提下，模具所能够顺利完成的生产的制件数量；3、模具的使用维护：操作是否方便、维修是否容易等；模具质量的优劣，直接影响至用户的采用，质量不好的模具能够保证用户生产的制件的产品质量，确保用户如期保质保量顺利完成制件的生产。
质量高的模具无法保证制件质量，模具过早失灵，不但影响制件的质量，提升产品生产成本，还可以影响制件的按期交货，对用户导致损失。
对于模具生产企业而言，生产出来无法保证用户建议质量的模具，企业就可以失去客户，直接影响至企业的存活。
模具失效分析目的在于针对失效模具表象及内在因素，对模具从设计到使用诸多环节，进行多学科交叉分析，找出失效的原因，判明经济责任，制定解决的措施，防止类似的失效再次发生，不断提高模具的质量。
现以较典型的失灵形式—脱落为基准详细表明模具失灵分析的方法和步骤:1、现场调查和模具断裂件的处理首先应付事故现场展开维护；分析人员尽早步入现场实地考察模具脱落失灵的部位与形式；查问生产设备的采用状况、操作方式情况和模具失灵过程并统计数据模具的实际使用寿命。
在调查过程中，应当特别注意搜集齐全所有的脱落碎块，以便确认主断口和展开断口分析。
在收集断裂碎块时，应注意保护断口的洁净和新鲜。
对于洁净的断口，应立即放人干燥器内进行保护；对有油泥污染的断口，应依次用汽油、丙酮(或三氯甲烷、苯等)、无水乙醇清洗断口，并用热风吹干后放入干燥器内；对于附有腐蚀产物的断口，可暂不清除腐蚀产物而直接放入干燥器内。
模具的失效分析
模具的失效分析№ 1一, 目的1, 模具设计人员必须熟知如何保证模具设计正确,合理,提高模具寿命,降低成本.2, 生产中模具失效时,能分析原因,提出改进措施,也是工艺员应掌握的技能.二, 模具的工作条件1, 工装模具组成凹模 - 冷镦, 正挤, 反挤, 冲孔, 锥形凸模, 切边凹模, 切边凸模,孔类` 螺母用凹模等.套 - 推出销套, 衬套垫 - 带孔垫块轴类冲头–正挤, 反挤, 六方冲头, (螺母冲头), 推出销, 凸模销,光凸模(无孔)销, 轴, 杆.板,块类型 - 垫块,切断刀,送料滚,刀体,钳片,夹子,弹簧板,弹簧片螺旋弹簧–拉,压弹簧碟簧板簧2, 易损件 (服役期短,经常更换的件)冲头, 凹模重点分析易损件–冲头, 凹模.3, 模具工作条件①挤压冲头工作条件–以活塞销为例上冲头上冲头–向下运动, 下冲头–固定不动.挤压中,上冲头受力大于下冲头. 上冲头受力情况如下:A) 向下运动–反挤坯料,冲头受压应力. B)向上运动–脱离坯料,因摩擦力冲头受拉应力. C)可能因冲头偏心,产生弯曲应力.结论: 上冲头受力复杂,易导致失效. 上冲头最大名义压力可达2500 MPa.在尺寸过渡处,由于应力集中, 有时应力更大于此值.② 冷挤压凹模的工作条件 № 2 冷挤压过程中,凹模型腔表面受很大的压力,该压力使凹模产生巨大的切向拉应力.(以下插图)p 0材料力学厚壁筒受力分析理论公式拉应力压应力P 1R 21 - P 0 R 20R 20 -R 21P 1 -P 0R 21 R 20σt σr =()+R 2R 20-R 21()=R 20 -R 21P1R 21 - P 0 R 20-)(R 20-R 21R 2)(R 21 R 20P 1 -P 0①②③④⑤⑥当采用整体模时,如下图P 0 =0 代入①,②式)(R 20 -R 21R 2+=σt R 21 R 20P 1R 20 -R 21P 1R 21=P 1R 21R 20 -R 21(1+R 20R 2)P 1 R 21 R 20R 2R 20 -R 21()-P 1R 21 R 20 -R 21=σr =R 20 -R 21P 1R 21 )R 2R 201-(当R=R 1 时,分别代入公式③,④得σtR1σrR1=)R 21R 201+(R 20 -R 21P 1R 21)R 21R 21-(R 20 -R 21P 1R 21=P 1R 20 -R 21R 20 +R 21==-P 1所以实际应用中,整体式凹模 d外/ d内比值取4-6 符合上面计算结果.σtR0=P1(6R1)2 -R212R21=2 /35 P1=0.0571P1由公式⑦得当R0 = 6 R1时,=0.133P1=2 /15 P12R21(4R1)2 -R21P1=σtR0由公式⑦得3,整体模孔与外径的尺寸关系当R0 = 4 R1时,结论:1,σt切向应力不是均匀分布,靠近内表面处最大,靠近外表面处最小.2,凹模承载能力并非随壁厚的增加而按比例增加.如已知一整体模及 P1 ,R0 ,R1 , 则可求出模中某点应力状态,见下图σtR0σrR0=)R21R201+(R20 -R21P1R21)R20R201-(R20 -R21P1R21=P1R2-R212R21==0当R=R0时,分别代入公式③,④得⑧⑦三,模具失效的基本形式及原因模具失效形式–模具丧失服务能力的某种损伤形式.大多数模具出现损伤后,不会立即丧失服务能力,仅在其中一种损伤发展到足以妨碍模具正常工作或生产出废品时,此模具才停止服役.№ 3(二)模具塑性变形失效原因凸凹模磨损失效是一种正常失效,但有时发生早期磨损失效值得研究.1,模具磨损过程磨损量 mg C①初期磨损阶段 A新模具 B刃口锋利(切边模,冲切模),模孔形状误差(不圆度等),与坯料接触面积小,局部压力大, A以及产生塑性变形,导致磨损速度加快.冲击次数 N②正常磨损阶段 B初期磨损阶段达到一定程度,刃口与工件接触单位压力减轻,不再产生塑性变形,进入摩擦磨损阶段. 在此过程中,由于反复冲击,而模具渐渐趋于疲劳.③过激磨损阶段 C刃口, 模孔呈现疲劳,模具急剧磨损,不能正常工作,甚至因冲击出现表面剥落,剥落硬粒子成为磨粒,加快了磨损速度.2,模具磨损失效原因–基本原因是磨擦№ 6(四) 模具疲劳失效原因1,特征: 在模具某些部位△在模具某些部位,经一定的服役期,萌生了细小的裂纹,并逐渐向纵深扩展.裂纹扩展到一定的尺寸后,严重的削弱模具的承载能力,而引起断裂.疲劳裂纹萌生于应力较大的部位,特别是应力集中的部位(尺寸过渡,缺口,刀痕,磨削裂纹等).△模具通常在高强度,低塑性状态下服役,在模具的微观疲劳断口处,很难观察到典型的疲劳条带,但是其宏观断口上,往往呈现出海滩状形貌.△高碳高合金钢模具,其疲劳断口往往出现粗糙的木纹状条纹.对宏观断口的形貌观察产生严重的干扰.2,疲劳裂纹分析根本原因是循环载荷.疲劳失效过程分两个阶段, ①疲劳裂纹的萌生②疲劳裂纹的扩展.1)疲劳裂纹的萌生①位置–经常在尺寸过渡处, 刀痕处,磨削沟痕处,磨削裂纹处.②萌生机理–见下图模具表面某些微区域内,可先发生滑移,滑移随载荷变化反复进行,到达某一程度后,材料滑移抗力下降,可能从滑移带中挤出金属,成为挤出锋,与此同时形成凹槽.当循环应力较大或晶界相对弱化时,疲劳裂纹可萌生于晶界.疲劳裂纹也可以萌生于粗大的第二相颗粒与基体的界面上.水介质(自来水,盐水等)显著加速疲劳裂纹的萌生和扩展,剧烈降低疲劳寿命.2)疲劳裂纹的扩展–分两个阶段A,扩展第一阶段 : 形成滑移带裂纹源后,沿着与拉伸应力轴成45°角的滑移面扩展.这种切变式扩展称为第一阶段扩展.对钢铁材料,第一阶段扩展为数百微米.如疲劳裂纹萌生于夹杂物,第一阶段扩展的深度仅为数个微米以后就转向垂直于拉应力轴的方向扩展.B,扩展第二阶段 : 疲劳裂纹沿垂直于拉力轴的方向扩展,在此阶段有多种机制,有拉伸,有压缩.3, 冷模具钢对疲劳裂纹萌生扩展的影响模具钢具有很高的屈服强度和很低的断裂韧性.高的屈服强度–有利于推迟疲劳裂纹的萌生.低的断裂韧性–加快疲劳裂纹的扩展,使疲劳裂纹扩展循环数剧烈缩短.№ 74,模具疲劳失效原因№ 8 根本原因是循环载荷,凡促使表面拉应力增大的因素均增加疲劳裂纹的萌生.(五) 模具冷热疲劳失效1,失效形态在极冷,极热条件下服役的模具,锻压数千次或数百次之后,型腔表面出现许多细小裂纹,其形状有网状,放射状,平行状等,这些裂纹仅有数毫米深,不会向纵深扩展,冷热疲劳裂纹经常萌生于刀痕及磨损沟槽,外观呈现直线状.2,模具冷热疲劳失效原因锻压钢件的模具与坯料接触时,表面迅速升温到600℃-900℃而内层尚处于较低的温度,表面层受热而膨胀,但受内层的约束,因而在表面产生压应力,压应力的数值一般均大于模具材料在该状态下的屈服强度,因而引起塑性变形.锻件脱模后,由于向模具表面喷洒冷却剂,使表面急剧冷却而收缩,当表面收缩受到约束时,便产生拉应力,模具表面层中的循环热应力是引起冷热疲劳的根本原因.高温氧化,冷却水的电化学腐蚀以及坯料的摩擦作用,加速了冷热疲劳过程.因此,冷热疲劳过程是极其复杂的物理化学过程.(六) 模具的断裂失效模具在服役过程中,突然出现大裂纹或分离为两部分或数部分使模具立即丧失服务能力,属于断裂失效.常见断裂失效形式有 : 崩牙,崩刃(冲头,搓丝板,滚丝轮等)劈裂,折断(冲头),胀裂等1,模具断裂(折断)失效过程可分一次性断裂和疲劳断裂两类①一次性断裂模具在冲压时突然断裂,称为一次性断裂.主要原因是严重超载或模具材料严重脆化(如过热,过烧,回火不足,严重的应力集中及严重的冶金缺陷等)②疲劳断裂模具在服役中，在应力最大或应力集中处，萌生微裂纹，在冲击力作用下，微裂纹慢慢扩展，模具有效承载面积逐渐缩小，直至外加应力超过模具材料的断裂强度，模具发生断裂或是随裂纹逐渐扩展裂纹尖端的应力强度因子不断增大，直至超过材料的断裂韧性值时，裂纹发生失稳性扩展，模具发生脆性断裂。
模具失效的原因及预防措施
(3)模具的机加上不当。
a 切削中的刀痕：模具的型腔部位或凸模的圆角部位在机加工中，常常因进刀太探而使局部留下刀痕，造成严重应力集中，当进行淬火处理时，应山集中部位极易产生微裂纹。
冷冲压模具主要用于金属和非金属材料的冷态成形。热作模具主要用于高温条件下的金属成形，模具是在高温下承受交变应力和冲击力，工作成形温度往往较高，模具还要经受高温氧化及烧损，在强烈的水冷条件下经受冷热变化引起的热冲击作用。热作模具作为金属热加工的成形工具，被广泛应用于各类压铸模、挤压模、热压模和锻模中。它的工作特点是：在一定的负荷下，使炽热的固体金属材料产生一定的塑料变形，或者使高温的液体金属压铸成形，或者使热的非金属注塑成形。
(5)断裂失效。
断裂失效常见形式有：崩刃、脶齿、劈裂、折断、胀裂等，不同模具断裂的驱动力不同。冷作模具、所受的主要为机械作用力(冲压力)。热作模所受除机械力外，还有热应力和组织应力，有许多热作模具的工作温度较高，又采用强制冷却，其内应力可远远超过机械应力，因此，许多热作模的断裂主要与内应力过大有关。
一、 模具失效
模具的失效是指模具丧失了正常工作的能力，其生产出来的产品已成为废品。模具的基本失效形式主要有断裂及开裂、磨损、疲劳及冷热疲劳、变形、腐蚀。模具在工作过程中可能同时出现多种损坏形式，各种损伤之间又互相渗透、相互促进、各自发展，而当某种损坏的发展导致模具失去正常功能时，则模具失效。
二、模具失效原因及预防措施
（1） 结构设计不合理引起失效。
尖锐转角(此处应力集中高于平均应力十倍以上)和过大的截面变化造成应力集中，常常成为许多模具早期失效的根源。并且在热处理淬火过程中，尖锐转角引起残余拉应力，缩短模具寿命。
刀具失效模式
确定刀具的失效模式并不十分困难——只需取下刀具（特别是在刀具目前预测寿命的约30％和70％时取下刀具），检测该加工阶段的切削刃状况，并对失效模式的描述进行对比。
（1）刀具的磨粒磨损再重复一遍，磨粒磨损是一种理想的失效模式。
磨粒磨损是因为工件材料磨擦划过刀具的主后刀面而造成的，在给定的加工中，对于某一特定刀具制造商提供的一定数量的刀片，其磨粒磨损趋向于具有重复性，因此也就具有可预测性。
磨粒磨损成为首选失效模式的另一个原因是其可以显示磨损的发展进程。
通常，切削中出现的某些现象可以表明磨粒磨损正在加大。
这些现象有的能观察到（如工件上出现毛刺、被加工表面光洁度发生变化等），有的能听到（如切削噪声逐渐变化等）。
通过这些加工现象，可以很容易地确定何时需要更换刀片。
由于磨粒磨损是一种理想的磨损形式，因此当加工中刀具出现磨粒磨损时，通常无需改变加工工艺。
当然，某些刀具牌号和涂层确实能够提供更高的耐磨性（尤其在高速切削时），如果刀具出现磨粒磨损，改用这些刀具牌号或涂层则可以延长刀具寿命。
（2）刀具的月牙洼磨损一般来说，月牙洼的产生可能同工件材料与刀片前刀面相互作用引起的任何磨损形式有关。
最常见的月牙洼磨损是由钢制工件与硬质合金刀具之间的化学作用（即刀具前刀面渗出的碳溶入切屑中）引起的。
不过，月牙洼磨损也有可能是由高速切削铸铁时切屑划过刀具前刀面的磨蚀作用所引起。
月牙洼磨损的危险性在于切削刃通常仍然完好无损，刀具也能保持相对正常的切削状态，直至刀具出人意料地突然失效。
为保护刀具前刀面避免月牙洼磨损，可采取的应对措施包括：①减小切削速度以降低切削刃温度；②减小进给率以减小刀片承受的应力；③选用涂层刀具牌号以加强对前刀面的保护；④改进刀具几何形状以减小直接作用于前刀面上的切削力。
（3）刀具的沟槽磨损刀具产生沟槽磨损的原因通常是在全切深情况下被加工工件表面某处的切削条件与其余部分相比发生恶化造成的。
导致工件表面切削条件出现差异的原因可能与工件表面剥落有关；也可能由冷作应力或加工硬化所引起；还有可能与某些似乎无关紧要的因素——例如油漆——有关，工件表面的油漆有可能对切入工件不太深的切削刃起到一种淬火作用。
PVD 涂层后的刀具、模具失效分析
图 6 多层膜层间剥落
外层脱落了，脱落边缘不整齐，没有明显磨损痕迹，但内层还在，如下图 6所示：
• （2）涂层选择不当：
• ① 所选涂层抗粘黏性不好，比如：加工不锈钢、铝合金、钛合金、镀锌板 材冲压等，如选用 TiN，则容易发生粘黏问题，形成粘着磨损。故加工上述 材料，我们一般都选用 TiCN。 ② 所选涂层硬度不够，常见情况有： a） 被加工材料硬度很高； b） 我们选用的是 TiN、CrN 涂层； c） 使用寿命相对于未涂层的，提高不明显； d） 从磨损情况来看，完全正常； e） 涂层附着力 OK； f） 涂层膜厚 OK。 ③ 所选涂层不能承受工作中的高温： a） 刀具、模具的使用环境是高温，比如铝合金压铸模具； b） 使用中速度很高，可能产生高温，比如 CNC 数控加工中心的铣刀； c） 但我们选用了不能承受高温的 TiN 或 TiCN 涂层。
4 综合分析
4.1 涂层问题： （1）涂层质量问题： ① 涂层膜厚问题 ② 附着力问题。③ 涂层耐磨性问 题④ 涂层韧性不好或是涂层自身应力过大 （2）涂层选择不当： ①所选涂层抗粘黏性不好② 所选涂层硬度不够③ 所选涂层不能承受工作中的高温 4.2 材料问题（含热处理）
1）材料质量问题（2）热处理质量问题（3）材料不能承受镀膜温度（4）热 处理方式与镀膜温度发生干涉 4.3前处理的问题 （1）刃口等重点部位毛刺（2）刃口等重点部位烧灼、氧化、生锈（3）表面粗 糙度
f） 磨损痕迹如下图：
图3 涂层磨损情况二③ 涂层耐磨性问题源自• •• • • •
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其实是一个宏观表象，其实质很复杂，它涵盖了很多方面的内容， 存在着很多种可能原因。我们在这里所说的主要是针对薄膜硬度偏低而言的。如 果出 现以下几种情况，可能是涂层耐磨性的问题： a） 在主要受摩擦、挤压的表面磨损严重，比如冲棒的头部侧面，如下图 4 所示A 2部 位； b） 在主要受冲击力的面磨损轻微，甚至完全没有磨损，比如冲棒的头部顶面， 如下 图 4 所示A 1 部位； c） 刀具的后刀面磨损严重，前刀面磨损较轻微； d） 如下图5，斜面的涂层磨损严重，平面的涂层磨损轻微或完好；
刀具失效分析
Welcome to the Tooling University. This course is designed to be used in conjunction with the online version of this class. The online version can be found at . We offer high quality web -based e -learning that focuses on today's industrial manufacturing training needs. We deliver superior training content over the Internet using text, photos, video, audio, and illustrations. Our courses contain "roll -up -your-sleeves" content that offers real -world solutions on subjects such as Metal Cutting, Workholding, Materials, and CNC with much more to follow. Today's businesses face the challenge of maintaining a trained workforce. Companies must locate apprenticeship programs, cover travel and lodging expenses, and disrupt operations to cover training needs. Our web -based training offers low -cost, all -access courses and services to maximize your training initiatives.Class Outline教学内容主要和次生失效模式 后刀面磨损（磨蚀） 后刀面磨损形态 确立作业条件 后刀面崩刃 前刀面崩刃 前刀面积屑瘤 后刀面积屑瘤刀具失效分析(ISO) 250Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.教学内容主要和次生失效模式 后刀面磨损（磨蚀） 后刀面磨损形态 确立作业条件 后刀面崩刃 前刀面崩刃 前刀面积屑瘤 后刀面积屑瘤 热裂纹月牙洼磨损（扩散） 热变形切深处破损 断裂 小结Lesson: 1/15教学内容Lesson: 2/15主要和次生失效模式标准的金属切削作业是一种损耗过程，其会产生明显的切削力并产生大量的热。
浅谈刀具在PFMEA中的潜在失效因素
屑， 会导致加工孔径大； 刀柄安装时顶部安装不到位， 导致加工尺寸偏深； 调换刀片， 压板螺钉不拧紧， 加工 中刀片会松动， 致使孔径扩大或者加工粗糙度值超差； 铣刀盘的安装面没有清洁干净， 会导致加工面粗糙度 值增大等等。 （5 ） 刀辅具的失效原因 刀辅具使用时间偏长， 就会出现各种各样的磨损与变形。如液压夹头长期使 用会出现液压夹紧的功能失效； 镗杆的长期使用， 会使 镗杆与托架的接触配合段出现磨损， 导致镗孔尺寸变 大； 刀夹中的螺钉拧紧位置的六角孔、 梅花孔等， 由于 长期使用会出现六角、 梅花变形及滑口， 导致螺钉难以 拆下； 刀体动平衡不好， 致使加工位置尺寸超差， 粗糙 度值增大； 丝锥接柄锁紧力下降， 导致加工螺纹深浅不 一； 弹簧夹头磨损导致装夹刀具加工中脱离刀体等等。 （6 ） 新刀具的失效原因 有些新刀具可能会出现 每次刀具的批次质量上的差异， 导致刀具使用寿命不 同。有些刀具第一批次使用就发现刀具非正常磨损； 焊接刀片出现脱焊等等。
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() *+,-. （ /01+2 344+5678 9.:;028 ，<=.>?=., @+>+2.7 A0;024 B02C02.;,0> D,5,;+- ，<=.>?=., $%&$%’ ，BEF） %&’()*+( ：360G; ;=+ H.,7G2+ 50-+4 ,>;20-G:+- ,> /9AI3 ,> .G;0 ,>-G4;28， 5.>8 +>?,>++24 1,77 JG4; :0>4,-+2 ;=+ +K LG,C5+>; .4 ;=+ 5.,> H.:;02 1=,:= :.> ,>H7G+>:+ ;=+ C20-G:; LG.7,;8， 1=,7+ 7+44 .;;+>;,0> 1.4 C.,- ;0 ;=+ :=+5,:.7 ，;0074，?.?+4，5.,>;.>:+ .>- 0C+2.;024 1=,:= .77 :.> .HH+:; ;=+ C20-G:; LG.7,;8M N=+ ;0074 H.,7K G2+ .>- ;=+ 5+;=0-4 ;0 :0>;207 ,; 6+;;+2 1,77 6+ 5.,>78 -,4:G44+- ,> ;=,4 .2;,:7+， ,; 1,77 6+ =+7CHG7 ;0 102O 0G; ;=+ :0>;207 C7.>， .>- .740 6+ =+7CHG7 ;0 ?G.2.>;++ ;=+ C20-G:; LG.7,;8M ,-./0)1’：/9AI3；N0074；9.,7G2+ A0-+；B0>;207 /7.> /9AI3 即 /20:+44 9.,7G2+ A0-+4 .>- IHH+:;4 3>.78K 4,4 （ 过程失效模式及后果分析） ， 它是汽车行业控制产 品质量的重要分析工具， 是 “ 事件发生前” 的措施， 是 用于识别出产品或过程的潜在失效模式的产生原因， 从而可以采取相应的纠正措施。生产中工件的机加工 /9AI3， 在潜在失效的因素考虑中以机床加工中的失 效考虑为主， 故有些机加工产品的 /9AI3 往往忽视 了其它众多影响加工工件尺寸的失效因素。如刀具、 化学品、 检具、 维修、 操作因素等等， 这些因素的考虑不 全面， 导致控制计划的不完善； 控制计划又影响到下面 其它文件的一致性。故加工中免不了出现遗漏控制措 施所造成的尺寸不稳定、 粗糙度达不到要求、 形位公差 不符标准、 工件报废等等因素出现的废品。/9AI3 中 的潜在失效的主要原因与次要原因， 这是需要共同控 制的内容。如刀具的潜在失效， 如果在 /9AI3 中考 虑不周或遗漏， 产品加工中往往会出现众多仅次于机
硬质合金成型刀具刃磨加工失效分析
编号 组 样品 号号
1 1
2
1 2
2
1 3
2
断口 正常 正常 正常 正常 正常 正常
表 1 加工前刀片毛坯的金相组织结构
金相低倍组织 X100
A类
B类
C类
E 类 孔洞( 个) 相 25- 75( m)
Co 相厚度 ( m)
金相高倍组织 X1500 相粒度 ( m)
!相粒度 ( m)
备注
A02 B00 C00 E00
层。 表 层 较 严重分层。
2 机械加工中的刀片失效形态
以某批次硬质合金刀片毛坯为研究对象。刀片 毛坯在机械加工过程中通常经过磨表面 !磨周边 ! 开齿 ! 钝化处理等工序, 该批次毛坯在开齿形时出 现大量肉眼可见的麻坑和孔洞, 有的齿边出现掉渣、 脱落, 导致大量刀片失 效报废, 加工废品率急 剧上 升。针对这一问题展开分析。
机械加工工艺对精密切削用硬质合金成型刀具 的表面精度影响较大。合金毛坯制备 机械加工成 型 表面涂层处理三大工序中, 任一工序的失误都 有可能造成加工过程中的刀具失效。如较大的加工
磨削量使刀片存在较大的应力, 磨削加工中的磨烧 伤、微裂纹, 以及材料的内在缺陷等都会造成高速切 削过程中刀片的失效。
机械产品的失效一般可分为非断裂失效与断裂 失效两大类。非断裂失效通常包括磨损失效、腐蚀 失效、变形失效及功能退化失效等。本文主要探讨 加工过程中刀片的非断裂失效, 即利用金相显微镜 对加工失效产品的形态进行观察, 对成型加工过程 中因硬质合金刀片毛坯内在缺陷受腐蚀引发失效的 成因进行分析, 以有助于硬质合金刃磨成型刀具内 在质量的稳定, 提高被加工件的精度和使用寿命, 降 低废品率和生产成本。
被 Co 填 充, 毛坯检验 未
数控刀具失效形式
刀具失效形式一：刀具磨损：按磨损原因可分为：(1)磨料磨损。
被加工材料中常有一些硬度极高的微小颗粒，能在刀具表面划出沟纹，这就是磨料磨砂损。
磨料磨损在各个面都存在，前刀面最明显。
而且各种切削速度下都能发生麻料磨损，但对于低速切削时，由于切削温度较低，其它原因产生的磨损都不明显，因而磨料磨损是其主要原因。
另处刀具硬度越低磨料麻损越严重。
(2)冷焊磨损。
切削时，工件、切削与前后刀面之间，存在很大的压力和强烈的摩擦，因而会发生冷焊。
由于摩擦副之间有相对运动，冷焊将产生破裂被一方带走，从而造成冷焊磨损。
冷焊磨损一般在中等切削速度下比较严重。
根据实验表明，脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强；多相金属比单向金属小；金属化合物比单质冷焊倾向小；化学元素周期表中B族元素与铁的冷焊倾向小。
高速钢与硬质合金低速切削时冷焊比较严重。
(3)扩散磨损。
在高温下切削、工件与刀具接触过程中，双方的化学元素在固态下相互扩散，改变刀具的成分结构，使刀具表层变得脆弱，加剧了刀具的磨损。
扩散现象总是保持着深度梯度高的物体向深度梯度低物体持续扩散。
例如硬质合金在800℃时其中的钴便迅速地扩散到切屑、工件中去，WC分解为钨和碳扩散到钢中去；PCD刀具在切削钢、铁材料时当切削温度高于800℃时，PCD 中的碳原子将以很大的扩散强度转移到工件表面形成新的合金，刀具表面石墨化。
钴、钨扩散比较严重，钛、钽、铌的抗扩散能力较强。
故YT类硬质合金耐磨性较好。
陶瓷和PCBN切削时，当温度高达1000℃-1300℃时，扩散磨损尚不显著。
工件、切屑与刀具由于材料的同，切削时在接触区将产生热电势，这种热电势有促进扩散的作用而加速刀具的磨损。
这种在热电势的作用下的扩散磨损，称为“热电磨损”。
(4)氧化磨损。
当温度升高时刀具表面氧化产生较软的氧化物被切屑摩擦而形成的磨损称为氧化磨损。
如：在700℃~800℃时空气中的氧与硬质合金中的钴及碳化物、碳化钛等发生氧化反应，形成较软的氧化物;在1000℃时PCBN与水蒸气发生化学反应。
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PVD涂层刀具、模具失效分析郭 硕摘要：1、阐述了刀具、模具的基本失效模式；2、失效模式与原因分析的方法；3、刀具、模具经过PVD （物理气相沉积）处理后，失效模式的分析与改善方法。
关键字：PVD、ALTiN、TiCN、TiN、磨损、失效模式1、概述1.1失效：即产品丧失规定功能。
（国标GB3187-82中定义）比如刀具刃口磨损变钝，不能继续切削使用。
1.2失效模式：是指失效的外在宏观表现形式和过程规律，一般可理解为失效的性质和类型。
1.3失效分析：是指判断产品失效模式，查找失效机理和原因，提出改善和预防措施的活动。
2、失效模式2.1 主要的失效模式（针对模具、刀具、机械零件等）2.1.1 磨损2.1.2 断裂2.1.3 变形2.1.4 腐蚀2.2 磨损2.2.1 磨损过程（如下图所示）（1）磨合阶段（Ⅰ区，O~A）（2）正常磨损阶段（Ⅱ区，A~B）（3）快速磨损阶段，也称严重磨损阶段（Ⅲ区，B~C）图1 磨损过程示意图z磨损是一定会发生的，我们的分析与研究只是为了尽可能延长“正常磨损阶段”（即Ⅱ区）的时间，并能对B点的到来作出准确的预测。
2.2.2 磨损的分类（1）粘着磨损：相对运动的物体，接触表面发生了固相粘着，使材料从一个表面转移到另一个表面的现象。
粘着磨损情况严重时会出现“咬死”“卡死”现象。
z产生原因：①表面粗糙，表面凸起来的部分在摩擦过程中，受到很大压力发生塑性变形，进而彼此粘着。
②接触的两种材料之间物理、化学特性接近，有粘着在一起的可能，比如金属之间可能发生粘着，而金属和木材之间就不可能发生粘着。
z对于刀具、模具而言，轻微的情况就是粘料、积屑，以及进而形成的擦伤、拉毛等。
比如五金拉伸模具，模具表面粘料后，产品将出现拉毛、擦伤等异常。
（2）磨粒磨损：又称磨料磨损或研磨磨损，是指两物体接触时，一方硬度比另一方大得多时，或接触面之间存在着硬质颗粒时，所产生的磨损。
z此类磨损，在我们涂层的模具或零件应用中极为常见。
因为涂层本身硬度极高，一旦脱落，其碎片就是“硬质颗粒”，它夹杂在摩擦面之间，会造成模具本身的快速磨损。
（3）表面疲劳磨损：是指两物体接触摩擦，在交变应力作用下，材料表面疲劳，产生小坑点和很浅的细小裂纹以及由裂纹造成的下片金属脱落。
表面疲劳是介于疲劳与磨损之间的破坏形式。
z比如，冲压螺丝的十字精冲，冲压到某一寿命次数之后，十字针上就会出现很细小的裂纹和小坑点。
（4）腐蚀磨损：是指在有腐蚀性的环境下，摩擦面受到化学、电化学腐蚀与摩擦的双重作用，从而引起的破坏形式。
z塑胶模具，对于存在腐蚀性的胶料，同时受压力较大的部位（比如进胶口），在腐蚀和磨损双重作用下，就会更容易被破坏。
2.2.3 “正常磨损阶段”时间没有达到预期值（即我们所说的“寿命异常”）的失效分析，就是找出实际发生的属于那种磨损形式，以及为何没有达到正常标准时限，并找出改善其摩擦环境的措施。
2.2.4 在实际的磨损过程中，往往是多种磨损同时发生或交替作用，而且各种机理在里面的作用大小也不一定，故我们在做失效模式判断时，要根据实际情况，作出全面的分析判断。
2.3 断裂2.3.1 断裂：是指产品在外力作用下产生裂纹进而扩展分裂成两部分或多部分的过程。
对于刀具、模具的局部断裂，我通常称为“崩刃”、“崩口”。
2.3.2 断口：即断裂形成的断面。
我们分析断裂原因时，就是根据断口的痕迹与特征来判断的。
2.3.3 断裂的分类：（1）脆性断裂：材料本身的韧性不够好，在承受过大的外力时，仅发生了很小的变形就断裂。
（2）塑性断裂：材料本身韧性较好，但由于承受的外力过大，发生严重塑性变形后断裂。
（3）疲劳断裂：材料在交变应力反复作用下（如冲压加工），萌生裂纹及裂纹扩展进而造成断裂。
2.3.4 对于刀具、模具而言，发生断裂的主要原因：（1）材料问题，材料本身的强度不足以承受这般大的外力，故而断裂。
（2）热处理问题，热处理的方式或工艺不当，造成刀具、模具内部应力没有完全消除，脆性过大进而断裂。
（3）使用不当，如装夹偏位、撞车、撞刀等。
（4）加工参数设定太严苛，使得刀具、模具负荷过大，或造成机台振动，从而造成刀具、模具崩裂。
（5）使用一段时间后，模具材料出现疲劳，从而发生疲劳断裂。
2.4 变形：是指构件的外形发生塑性形变，在轮廓尺寸或相对尺寸上发生了改变，从而不能完成预定目标。
2.4.1变形原因（针对模具、刀具、金属零件）：（1）受到过大的外力，局部或整体发生塑性形变。
（2）环境温度的改变，发生热胀冷缩。
（3）受自身重力作用，久而久之发生弯曲变形，比如横放的轴、细长杆件等。
（4）受到高温，材料内部应力改变与释放，使得产品形变，比如热处理时，模具或多或少都会发生变形。
（5）材料热处理时，应力消除不彻底，后续应力慢慢释放的过程中，构件就会发生形变。
（6）模具、刀具是由多种材料构成，一旦受热，由于各种材料的膨胀系数不一，从而造成形变。
比如焊接刀具，在镀膜过程中，很容易发生“精度超差”的问题。
2.4.2 变形是一个“绝对”的概念，现实中，我们只在乎超出我们精度要求的变形。
2.5 腐蚀：金属材料与周围介质发生化学或电化学作用而遭受的变质与破坏。
如模具、刀具在使用中会接触酸性或碱性的液体，从而被腐蚀破坏。
3、失效分析3.1 失效分析的基本理论与技术：痕迹分析、裂纹分析、断口分析是失效分析中最基础的技术。
3.1.1 痕迹分析（1）机械失效往往是从表面损伤开始的，并会留下某些特征痕迹，如表面形貌、成分（材料转移），颜色、表层组织、性能、残余应力等变化。
（2）痕迹分析就是对上述的变化特征进行观察、检测与鉴别，判断出变化的过程和原因，为真正的失效原因分析提供线索和证据。
z对于磨损失效分析，最重要的手段就是“痕迹分析”。
3.1.2 裂纹分析（1）裂纹一般出现在断裂的前阶段。
（2）表面疲劳磨损时，表面也可能出现很浅的细小裂纹。
（3）热处理时如果应力消除不彻底，在后续使用或加工中，材料有可能出现裂纹。
3.1.3 断口分析：对断裂处的断口的痕迹、晶格、成分等作宏观和微观的分析，以寻求断裂原因的方法。
3.2 失效分析方法3.2.1分析思路：我们通常从4M1E（即人（Man）、机器（Machine）、材料（Material）、工艺方法（Method）、环境（Environment））这五个方面去分析。
然后再将每一个方面下面的可能原因写出来，逐个分析，找到最大可能的原因。
此分析方法叫做“因果分析法”，也叫“鱼骨图”，如下图所示：图2 鱼骨图（因果分析法）3.2.2 我们在做失效分析时，都是从我们“直接看到的失效现象（即异常现象） → 进一步观察损伤形貌 → 判断出失效模式 → 进一步分析出失效原因。
比如，齿轮齿断裂的失效分析： 失效现象 损伤形貌失效模式失效原因（可能） 1、脆性断裂；2、断口粗糙，露出晶粒。
强制断裂1、掉进异物卡死掰断 2、离合器换档操作不正确造成撞击… 齿轮齿断裂1、细晶粒断口有贝壳花样；2、有褐色微振磨损区。
疲劳断裂1、材料缺陷 2、锻造缺陷3、冲击4、热处理不当…4、 PVD 涂层后的刀具、模具失效分析z 由于刀具、五金冲压拉伸模具PVD 涂层（ALTiN、TiCN、TiN、CrN 等）目的就是提高其耐磨性，故与我们涂层有关的刀具、模具寿命问题主要都是磨损问题。
所以我们在本章节主要就从分析磨损来讨论涂层刀具、模具失效分析。
4.1 分析前要确认的问题4.1.1 异常的具体现象，比如磨损、崩刃、粘料、产品拉痕、蚀纹塑胶产品发亮等。
4.1.2 使用寿命的数据，以及与之相比对或预期寿命的数据，或者是异常出现的时机。
4.1.3 模具、刀具的不良率，比如100%，还是1%，甚至只是个例等。
4.1.4 加工方式与参数（包括机台、被加工件的信息、环境条件等）。
4.1.5 要求客户将使用过，已失效的不良样品返回作分析。
4.2 刀具、模具涂层前后磨损差异分析4.2.1刀具、模具涂层前后磨损曲线— 未涂层磨损曲线— 涂层后磨损曲线图3 刀具、模具涂层前后磨损曲线4.2.2 从上图，我们可以看出，刀模具涂层后主要是“正常磨损阶段（即A~B之间）”的时间延长了。
也就是说，我们所说的“延长刀具、模具使用寿命”就是延长“正常磨损阶段”的时间。
4.2.3 比较上面的两条曲线，发现“B1~C1”比“B2~C2”更长，也就是说涂层后的刀具、模具“严重磨损阶段”时间更短，磨损更快。
这是什么原因呢？？4.2.4 我们做刀模具耐磨性分析，主要就是分析“正常磨损阶段”是否正常，以及是否达到预期时长、行程或次数。
4.3 分析的流程（“十六字”方针）4.3.1 追溯：追溯生产记录，如所选制程，OQC的膜厚、附着力，前处理时是否有抛光、喷砂等。
4.3.2 检测：检测产品材料与涂层参数，如材料硬度、涂层实际膜厚、附着力等。
4.3.3 观察：观察产品涂层及损伤处状况。
从宏观、微观（显微镜）等多方面对磨损痕迹作观察。
注意任何一个细节，是找到真正失效原因的关键。
4.3.4 描述：描述观察到的现象，将目视以及通过显微镜等工具观察到的现象作详尽的描述出来。
值得说明的一点是：当你在描述你所观察到的现象时，如果发现仅聊聊几个字就完了，那就说明你观察还不够仔细，忽略了很多细节。
4.3.5 判断：判断失效模式。
根据上面观察到的痕迹现象，结合你的经验，得出是涂层的问题，还是材料的问题、使用的问题，亦或涂层附着力问题等可能原因。
4.3.6 分析：整理上面的所有信息，综合分析，得出失效原因的结论（当然，这个结论也允许是“多种可能”）。
4.3.7 验证：如果上面的结论还不是很肯定的话，我们还需要做出一些假设，并想办法去进一步验证。
4.3.8 改善：提出改善与预防措施：根据上面的结论（一个或多个），我们可以分别做出有针对性的对策（并不需要有完全肯定的结论才可以提出改善和预防措施）。
4.4 综合分析4.4.1 涂层问题：（1）涂层质量问题：①涂层膜厚问题。
如果出现以下几种情况，可能是膜厚偏薄的问题：a）使用寿命仅比正常值短了20%左右；b）从磨损痕迹来看，属于正常的磨损：在显微镜下可看到涂层磨损的“斜切面”；c）产品上附着力测试OK；d）膜厚实测结果比我们的标准要求偏低；e）材料硬度正常；f）图4 涂层磨损情况一②附着力问题。
如果出现以下几种情况，可能是附着力的问题：a）使用寿命严重低于正常值，与不做涂层的效果差不多，甚至比不做涂层的更差；b）磨损痕迹不正常：涂层脱落的地方磨损非常严重，涂层未脱落的地方的磨损不明显，在显微镜下看不到涂层磨损的“斜切面”；c）在显微镜下观察，涂层未脱落的地方可能有小坑点，但不一定见基材；d）产品上附着力测试结果达不到A级；e）材料硬度正常；f）图5 涂层磨损情况二③涂层耐磨性问题，其实是一个宏观表象，其实质很复杂，它涵盖了很多方面的内容，存在着很多种可能原因。