模具的失效及使用寿命
模具寿命
模具寿命: 模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数。
模具失效形式归纳起来主要有三种:磨损、断裂、塑性变形磨损:由于表面的相对运动，从接触表面逐渐失去物质的现象。
模具在服役时，与成形坯料接触，产生相对运动，造成磨损。
磨损失效:当磨损使模具的尺寸发生变化或改变了模具的表面状态使之不能继续服役。
按磨损机理可分为：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损磨粒磨损:外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间，刮擦模具表面，引起模具表面材料脱落的现象。
工件表面的硬突出物刮擦模具引起的磨损也叫磨粒磨损。
磨粒硬度Hm与模具材料的硬度H0之间的相对值对磨损影响：当Hm < H0时，I区，模具产生轻微磨损，磨损率小，曲线上升平缓。
当Hm = H0时，Ⅱ区，为磨损软化状态，磨损率急剧增加，曲线上升很徒。
当Hm>H0时，Ⅲ区，为严重磨损状态，磨损量较大，曲线趋平。
影响磨粒磨损的因素：1．磨粒的大小和形状2．磨粒硬度Hm与模具材料硬度H03．模具与工件表面压力4．磨粒尺寸与工件厚度的相对比值提高耐磨粒磨损的措施：1．提高模具材料的硬度2．进行表面耐磨处理3．采用防护措施对模具表面进行耐磨处理的具体方法有:1 、表面淬火(感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火)2 、渗碳3 、渗氮4 、氰化(碳氮共渗)粘着磨损：工件与模具表面相对运动时，由于表面凹凸不平，粘着的结点发生剪切断裂，使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象。
粘着磨损分类：1、轻微粘着磨损：当粘结点的强度低于模具与工件的强度时2、严重粘着磨损：当粘结点的强度高于模具与工件其中之一的材料强度时（涂抹、擦伤、胶合）磨损程度排序: 轻微粘着磨损＜涂抹＜擦伤＜胶合涂抹；粘结点的剪切发生在较软金属表面层上部,当粘结点强度高于较软金属的强度时擦伤：当粘结点的强度高于两金属材料的强度时，剪切发生在较软金属表层较下的部分，有时剪切也发生在硬金属的浅表层内胶合：当粘结点强度比两金属强度高得多且粘结点面积较大时影响粘着磨损的因素：1.表面压力2.材料性质3.材料硬度提高耐粘着磨损性能的措施：1.合理选用模具材料2、合理选用润滑剂和添加剂3、采用表面处理疲劳磨损:两接触表面相互运动时，在循环应力(机械应力与热应力)的作用下，使表层金属疲劳脱落的现象。
冲压模具失效知识简介
三冲裁模的工作条件及失效形式
此外， 凸模退出板料时，需要有一定的卸料力 将板料从 凸模上 卸下，卸料力与作用在凸模 上的其它压应力不同，是唯一的拉应力，使凸 模在反复拉、压应力的作用下产生疲劳磨损， 这也是致使凸模崩刃的原因之一。 对于厚板冲裁模，由于凸 、凹模受到的作用力 增大，在过大应力的作用下，不仅会产生磨损， 而且可能造成刃口变形、疲劳崩刃等现象。当 冲裁 凸模较 细长时，还会引起弯曲变形或折 断，如图 11.1.2所示。
四拉深模的工作条件及失效形式
从显微观 察看，模具和坯料的表面都是凹凸不平的， 由于模具表面的硬度高于坯料，相互挤压摩擦时会将 坯料表面刮下的碎粒压入模具表面的凹坑。在拉 深过 程 中，坯料的塑性变形以及坯料和模具工作部件表面 的摩擦，会产生出热能。特别是在某些塑性变形严重 和摩擦剧烈的局部区域，所产生的热能造成了高温， 破坏了模具和坯料表面的氧化膜和润滑膜，使金属表 面裸露，促使材料分子之间相互吸引，并使模具表面 凹坑里的坯料碎屑熔化，和模具表面焊合，形成坚硬 的小瘤，即粘结瘤。这些坚硬的小瘤，会使 拉深件表 面粗糙度 变差，严重时将在产品的表面 刻划 出刻痕， 擦伤工件，并且加速模具的不均匀磨损，这种失效形 式又 称为粘模 。此时，需对模具进行修磨，除去粘附 的金属。 拉深模的 重要问题，就在于如何防止粘附的 金属小瘤。
三冲裁模的工作条件及失效形式
a ）局部塑变
b ） 摩擦磨损 c ） 疲劳损坏
（初期磨损阶段） （正常磨损阶段） （急剧磨损阶段）
图 11.1.1 冲裁时刃口的损伤过程
初期磨损阶段
模具刃口与板料相碰时接触面积很小，刃口的单位压 力很大，造成了刃口端面的塑性变形，一般称为塌陷 磨损。其磨损速度较快（见图 11.1.1a ）。
第三章 模具失效形式及机理
本章学习目标：
1、掌握模具失效主要形式
2、掌握磨损失效形式、失效机理以及影 响因素 3、掌握断裂失效形式、失效机理以及影响 因素 4、掌握塑性变形失效失效机理以及多种失 效形式的交互作用
模具的主要失效形式：
1.磨损失效 2.断裂失效 3.塑性变形失效
失效几率
早期失效
随机失效
图1-1 寿命特性曲线
耗损失效 使用时间
第一节 磨损失效
磨损：由于表面的相对运动，从接触表面 逐渐失去物质的现象。
磨损失效： 模具在服役时，与成形坯料接 触，产生相对运动，造成磨损。当该磨损使 模具的尺寸发生变化，或改变了模具的表面 状态使之不能继续服役时。
磨损的分类：
1.磨粒磨损(particle wear) 2.粘着磨损(adhesive wear) 3.疲劳磨损(fatigue wear) 4.气蚀和冲蚀磨损(cavitation erosion and wash-out wear)
图3-9 压力对磨损量的影响
d.磨粒尺寸与工件厚度的比值
工件厚度越大，磨粒越易嵌入工件，嵌入 越深，对模具的磨损越小。
磨粒 工件
( a) dm<t (b) dm=t (c) dm>t
图3-10 磨粒尺寸与工件厚度相对比值对磨损量的影响
提高耐磨粒磨损的措施 ： a.提高模具材料的硬度 b.进行表面耐磨处理 c.采用防护措施
图3-8 相对硬度对磨损量的影响
当Hm=Ho时，如II区，为磨损软化状态， 此时的磨损率急剧增加，曲线上升很徒。
当Hm>Ho 时，如III区， 为严重磨损状 态，此时磨损 量较大，曲线 趋平。
图3-8 相对硬度对磨着模具与工件表面压力的增加，磨粒压入 模具的深度增加，磨损越严重。但当压力达到 一定值后，磨粒棱角变钝，磨损增加趋缓。
冲压模具的几种失效形式
模具在制造过程中可能会产生某些缺陷，或者在服役过程中逐渐出现了某些缺陷，如微裂纹、轻度磨损、变形等等，在此状况下模具虽有隐患但仍能继续工作，这种虽有缺陷但未丧失服役能力的状态称为模具的损伤。
模具因某种原因损坏，或者模具损伤积累至一定程度导致模具损坏，无法继续服役，称为模具的失效。
在生产中，凡模具的主要工作部件损坏，不能继续冲压出合格的工件时，即认为模具失效。
冲压模具的失效形式一般为塑性变形、磨损、断裂或开裂、金属疲劳与腐蚀等等。
模具的失效按照发生时间的早晚，大致可分为两类：正常失效和早期失效。
模具经过大量的生产使用，因摩擦而自然磨损或缓慢地产生塑性变形与疲劳裂纹，达到正常使用寿命之后失效是属于正常的现象，为正常失效。
模具未达到设计使用规定的期限，既产生崩刃、碎裂、折断等早期破坏；或因严重的局部磨损和塑性变形而无法继续服役，为早期失效。
对于早期失效的模具，必须查找其产生的原因，努力采取补救的措施。
11.1.1 冲压模具的工作条件与失效形式一.冲裁模的工作条件与失效形式1. 冲裁模的工作条件冲裁模具主要用于各种板料的冲切。
从冲裁工艺分析中我们已经得知，板料的冲裁过程可以分为三个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段和剪裂阶段 ( 见图2.1.3) 。
在弹性变形阶段，当凸模对板料施加压力时，由于凸模和凹模之间存在间隙，受力部位不在同一垂线上，图2.1.1 所示力臂为 l 。
板料会在弯矩 M 的作用下产生翘曲，与凸模端面的中心部分脱离接触，。
这时板料只和模具的凸、凹模刃口部分相接触，压力集中于刃口附近。
在冲裁过程中，由于板料的弯曲，模具的受力主要集中于刃口附近的狭小区域。
凸、凹模刃口区域不仅位于最大端面压应力和最大侧面压应力的交聚处，而且也处于最大端面摩擦力和最大侧面摩擦力的交汇处，工作时刃口承受着剧烈的压应力和摩擦力作用。
2. 冲裁模的主要失效形式模具刃口所受作用力的大小和板料的力学性能、厚度等因素有关。
考虑到板料厚度对模具冲裁负荷的影响，通常可以将冲裁按板料的厚度分为薄板冲裁(t ≤ 1.5mm) 和厚板冲裁(t ＞ 1.5mm) 。
模具失效及解决方法实例
模具失效及解决方法实例一、引言模具是工业生产中必不可少的工具，它能够成型出各种形状和尺寸的产品。
然而，模具在使用过程中会受到各种因素的影响，导致失效。
模具失效不仅会影响生产效率，增加生产成本，还会影响产品的质量。
因此，了解模具失效的原因和解决方法非常重要。
本文将介绍模具失效的类型、原因以及一些常见的解决方法实例。
二、模具失效类型1. 磨损：模具在使用过程中，其工作表面会与材料不断接触，导致工作表面磨损。
2. 腐蚀：模具受到化学或电化学作用，导致腐蚀损坏。
3. 塑性变形：材料在模具内塑性变形，导致模具变形。
4. 热疲劳：模具在工作过程中频繁冷热交替，导致热疲劳损坏。
5. 裂纹扩展：由于制造、使用过程中产生的裂纹在交变应力作用下扩展导致破坏。
三、模具失效原因1. 操作不当：如超负荷生产、材料硬度过高、材料中有杂质等都会导致模具过早磨损或腐蚀。
2. 维护不当：润滑不足、冷却系统不良等都会导致模具过热或腐蚀。
3. 材料问题：模具材料的选择不当，如硬度、耐腐蚀性、耐磨性等都会影响模具的使用寿命。
4. 制造问题：制造过程中的缺陷，如铸造缺陷、热处理不当等都会导致模具产生裂纹或塑性变形。
四、解决方法实例1. 磨损修复：对于磨损的模具，可以采用堆焊、喷涂等方法进行修复。
例如，对于磨损的凸轮表面，可以采用堆焊的方式进行修复，选择耐磨性好、焊前流动性好的合金堆焊焊条。
在修复过程中，需要注意控制热输入，避免热影响扩大。
同时，对于一些磨损严重的模具，还可以采用喷涂的方法进行修复，选择耐磨性好、耐腐蚀的涂层材料，如金属陶瓷、镍基涂层等。
2. 腐蚀防护：对于腐蚀的模具，可以采用镀层、表面处理等方法进行防护。
例如，对于受腐蚀的模具钢表面，可以采用镀铬或镀锌等防腐方法进行防护。
此外，还可以采用表面处理的方法提高模具表面的抗腐蚀性能，如采用氧化处理、磷化处理等。
3. 温度控制：对于塑性变形的模具，可以通过调整生产工艺、选择合适的材料等方法来降低模具工作时的温度。
模具寿命与失效复习提纲
一、术语模具的失效：模具受到损坏，不能通过修复而继续服役时称为模具失效。
P10模具的寿命：模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品件数，称为模具的使用寿命，简称模具寿命。
P9磨损失效：由于表面的相对运动，从接触表面逐渐失去物质的现象称为磨损。
P17粘着磨损：工件与模具表面相对运动时，由于表面凹凸不平，某些接触点局部应力超过了材料的屈服强度发生粘合，粘结的结点发生剪切断裂而拽开，使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象称为粘着磨损。
P19疲劳磨损：两接触表面相互运动时，在循环应力的作用下，使表层金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损或麻点磨损。
P21 断裂失效：模具在工作中出现较大裂纹或部分分离而丧失正常服役能力的现象称为断裂失效。
P23二、基本概念1、寿命与失效的关系是什么寿命由失效界定2、什么是模具正常寿命？P11模具正常失效前生产的合格产品的数目称为模具正常寿命，简称模具寿命S 。
3、什么是正常失效，非正常失效？P11模具经大量的生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役时，称为模具的正常失效。
由于工作条件的变化、操作者的使用水平、管理者的失误等原因造成的某些损伤，也会导致模具的失效，称为模具的非正常失效。
4、影响粘着磨损的主要因素有哪些？P20材料性质、材料硬度、模具与工件表面压力、滑动摩擦速度。
5、影响疲劳磨损的主要因素有哪些？P21材料的冶金质量、材料的硬度、表面粗糙度。
6、什么是腐蚀磨损？腐蚀磨损主要有哪两类？P22在摩擦过程中，模具表面与周围介质发生化学或电化学反应，再加上摩擦力的机械作用，引起表层材料脱落的现象叫腐蚀磨损。
腐蚀磨损主要有氧化磨损、特殊介质磨损。
7、？8、什么是变形失效？变形失效主要有哪两类？P23材料受外力的作用就会产生变形。
当变形量超过了模具的精度要求，成型的工件成为次品或废品时会造成模具失效。
变形失效主要有过量弹性失效和塑性变形失效。
冲压模具的寿命管理
随着模具工业的不断发展，模具的应用越来越广泛。
目前国内大多数模具企业，模具的使用寿命还比较低，而且缺乏对模具寿命管理的理论认识和指导依据，这不仅会影响模具冲压生产的产品质量，而且会造成模具材料、加工工时等成本的巨大浪费，增加产品的成本并降低生产效率，严重影响模具企业产品市场的竞争力。
现从模具寿命的概念入手，说明了模具的失效形式及原理，通过对影响模具寿命的各方面因素进行分析，提供了模具寿命管理的有效方法和相关数据。
一、模具寿命的概念原理模具寿命是指在保证制件品质的前提下,模具所能达到的生产次数(冲压次数、成型次数)。
它包括反复刃磨和更换易损件，直至模具的主要部分更换所成形的合格制件总数。
模具使用寿命：模具已经生产的次数。
模具的失效分为非正常失效和正常失效。
非正常失效(早期失效)是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能工作。
早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。
正常失效是指模具经大批量生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续工作。
1.模具正常寿命模具正常失效前，生产出的合格产品的数目，叫模具正常寿命，简称模具寿命，模具首次修复前生产出的合格产品的数目，叫首次寿命；模具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产品的数目，叫修模寿命。
模具寿命是首次寿命与各次修复寿命的总和。
2.模具失效形式及原理模具种类繁多，工作状态差别很大，损坏部位也各异，但失效形式归纳起来大致有三种，即磨损、断裂、塑性变形。
①.磨损失效模具在工作时，与成形坯料接触，产生相对运动。
由于表面的相对运动，接触表面逐渐失去物质的现象叫磨损。
磨损失效可分以下几种：a. 疲劳磨损两接触表面相对运动时，在循环应力(机械应力与热应力)的作用下，使表面金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。
b. 气蚀磨损和冲蚀磨损金属表面的气泡破裂，产生瞬间的冲击和高温，使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象叫气蚀磨损。
液体和固体微小颗粒反复高速冲击模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻点和凹坑的现象叫冲蚀磨损。
模具的失效及使用寿命
模具的失效及使用寿命引言模具是工业生产中常见的重要工具，用于制造各种零件和产品。
然而，由于长时间的使用和外界环境的影响，模具会发生失效，并且其使用寿命也会受到一定的限制。
本文将探讨模具的失效原因和如何延长其使用寿命。
模具失效原因模具失效是指模具无法正常工作或无法满足生产需求的状态。
模具的失效原因可以分为以下几种：模具常常需要与材料接触，在长时间使用过程中，模具表面不可避免地会发生磨损。
磨损会导致模具尺寸偏差增大，使得制造的产品不符合要求。
疲劳疲劳是指模具在循环工作中受到反复加载引起的损伤。
长时间的循环工作会导致模具材料发生变形、龟裂甚至断裂，使得模具无法正常工作。
锈蚀模具在储存或使用过程中会与空气中的氧气与湿度接触，导致模具表面产生氧化反应，形成锈蚀。
锈蚀会导致模具表面粗糙，增加摩擦力并降低模具寿命。
模具在使用过程中，可能会遇到工件材料的结疤、套筒材料的残留物等堵塞问题。
堵塞会导致模具无法正常排出产品，影响生产效率。
温度模具在工作时会受到温度的影响。
温度过高会导致模具热胀冷缩不均匀，引起变形；温度过低会导致模具变脆，容易破裂。
延长模具使用寿命的方法虽然模具的失效是不可避免的，但可以采取一些措施来延长模具的使用寿命。
以下是几种常见的方法：定期保养定期保养是延长模具使用寿命的重要措施之一。
保养包括清洁模具、润滑模具以及进行各种维护工作。
定期保养可以有效减少磨损和锈蚀，延缓模具的失效。
控制模具工作环境模具的使用寿命与工作环境密切相关。
控制模具工作环境的温度、湿度和清洁度可以减少模具的疲劳和锈蚀，延长使用寿命。
使用合适材料选择合适的模具材料可以提高模具的抗磨损性能和抗疲劳性能。
同时，合适的材料还可以降低模具的摩擦力，减少磨损和温度影响。
加强培训和操作规范加强员工的培训和操作规范可以减少误操作，降低模具遭受损坏的风险。
培训员工正确使用模具和注意模具的保养，可以延长模具的使用寿命。
定期更换模具部件模具的部件往往是容易受损的部分，定期更换易损部件可以减少磨损的影响，并延长模具的使用寿命。
模具的失效形式
模具的失效形式模具性能的优劣，最直接的判断依据是其使用寿命的高低。
同时，模具的性能优劣，也必然反应在模具的失效形式和失效特点上。
为了分析各类模具对模具堆焊材料的性能要求，合理选择堆焊材料，应进行各类模具的失效分析，找出其失效规律。
1. 热作模具的失效形式热作模具的失效形式主要有断裂（包括整体开裂，局部断裂及机械疲劳裂纹等）、变形、热疲劳龟裂、热磨损、热熔损等５种。
一般热作模具以断裂失效时模具寿命较低，被视为模具的早期失效形式。
这种失效形式在技术上被视为不能允许的非正常失效形式，这主要是模具钢种选择不当或热处理工艺不合理造成的。
具有较长模具寿命的磨损失效、变形失效及热疲劳失效一般可视为模具的正常失效。
随着模具技术的不断发展，各类热作模具的失效形式不断由非正常失效形式向正常失效形式转化。
而模具堆焊技术人员的任务就是在研究各类模具的失效规律的基础上研究性能优良的堆焊材料，匹配相应的堆焊工艺，在减小模具的早期失效提高使用寿命的情况下，尽量提高模具堆焊效率。
模具的失效形式反映出材料的不同性能。
对于热作模具，则突出显示出模具对材料在高温条件下的性能要求。
断裂失效：出现的根本原因有二点：(1)模具的承载应力在整体范围或局部位置超过材料的高温断裂强度；(2)模具承受的瞬时冲击载荷超过材料的高温韧度指标。
堆塌失效：堆塌失效的原因是：(1)材料的低于模具的承载应力水平，塑变累积所致。
(2)材料的热稳定性不能适应长时间工作的高温条件。
热疲劳失效：热疲劳失效主要由材料的高温屈服强度决定，也与材料的高温冲击韧性和热稳定性有关。
即材料越难变形，韧性越高热疲劳抗力越好。
热磨损失效：对于大多数热作模具钢，提高材料的高温屈服强度、热稳定性及抗氧化能力均可提高热磨损抗力。
但是，不同材料的热磨损抗力更多地与材料的组织结构，尤其是材料内部碳化物的类型有关。
热熔损失效：热熔损失效与不同温度及应力下模具材料与铸液的化学亲和力有直接关系。
2. 冷作模具的失效形状冷作模具常见的失效形式有：刃口崩裂、刃口啃掉、刃口开裂；模具整体开裂，局部断裂；刃口磨损、塌陷；拉延筋面坎子与粘附；模口Ｒ的磨损；拐角处出现凹槽；托卸料板的变形与开裂等。
模具寿命与失效
④工件厚度越大，磨粒越易嵌入工件，嵌入工件的深度越深，对模具的磨损量减小。
7、影响粘着磨损的因素：①材料性质，相同金属或互溶性大的材料组成的摩擦副，粘着效应较强，易产生粘着磨损。性质不同的金属或互溶性较小的材料组成的摩擦副，不易产生粘着磨损。②材料硬度，，模具材料的工件材料硬度相差越大，则磨损越小。两者硬度越接近则磨损越严重。③模具与工件表面压力。④滑动摩擦速度
6、影响磨粒磨损的因素：①磨粒的几何形状对磨损率也有较大的影响。当默默里的棱角尖锐且凸出较高时，金属表面磨损率较大。当磨粒棱角不尖锐且凸出较小时，磨损率较小。
②要减小磨粒磨损量，金属的硬度Hm应比磨粒的硬度Ha高。（要求满足Hm≈1.3Ha）
③模具与工件之间的表面压力越大，磨粒压入金属表面的深度越深，则磨损量越大。但当压力达到一定值后，磨粒棱角变钝，使磨损量的增加减缓。
44、耐磨性与哪些因素有关
答：耐磨性不仅与材料的强度、韧性及硬度有关，还与钢中碳化物的数量、大小及分布有关。一般来说，强度或硬度及韧性越高，碳化物越细小、分布越均匀，材料的耐磨性越好。
45、论述减轻粘着磨损的主要措施
答：1.尽量选择互溶性少、粘着倾向小的材料配对；选择强度高、不易塑性变形的材料。
29、模具表面的应力集中部位，加工和使用过程中所造成的表面损伤，材料本身的冶金缺陷等，都易成为疲劳断裂的裂纹源。尤其表面存在较大拉应力时，疲劳裂纹多萌生于表面应力集中处。
模具管理办法：模具使用寿命评估
模具管理办法：模具使用寿命评估引言模具是制造业中常用的工具，用于制造各种产品。
模具的使用寿命评估是非常重要的，可以帮助企业合理安排模具的使用，延长模具的寿命，提高生产效率和产品质量。
本文将介绍模具使用寿命评估的相关内容和管理办法。
模具使用寿命评估的意义模具是企业生产过程中的重要资产之一，合理评估并延长模具的使用寿命，对于降低成本、提高生产效率和产品质量具有重要意义。
通过模具使用寿命评估，企业可以及时掌握模具的状况，合理安排维护和检修计划，避免因模具故障而造成生产线停工和损失。
模具使用寿命评估方法1.模具日常巡检定期进行模具的日常巡检是模具使用寿命评估的重要手段。
巡检内容包括外观检查、尺寸测量、功能性测试等。
通过巡检，可以及时发现模具的异常状况，及早采取措施进行维护或修理，避免故障的发生。
2.模具维护记录建立模具维护记录是评估模具使用寿命的关键步骤。
在模具维护记录中应详细记录模具的使用情况、维护时间和维护内容等信息。
通过维护记录的分析，可以判断模具的使用状况和维护效果，为模具使用寿命评估提供依据。
3.模具寿命曲线分析模具寿命曲线分析是一种常用的评估模具寿命的方法。
通过收集模具使用寿命数据，并进行统计和分析，可以建立模具寿命曲线。
根据曲线的变化情况，可以预测模具的寿命和寿命剩余，制定合理的维护和更换计划。
4.模具精度和品质变化评估模具的精度和品质变化评估是衡量模具是否需要更换的重要指标。
通过定期对模具精度和品质进行测试和比对，可以得出模具精度和品质的变化情况。
一旦发现模具已经无法满足产品要求，即使外观正常，也需要进行更换。
模具使用寿命管理办法1.建立模具使用档案对于每一个模具应建立完整的使用档案，包括模具的基本信息、购置时间、制造商、定期维护记录等。
通过建立使用档案，可以清晰了解每一台模具的使用情况，为模具使用寿命评估和维护提供依据。
2.制定模具维护计划根据模具的使用情况和寿命评估结果，制定合理的模具维护计划。
模具寿命的概念
、模具寿命的概念原理模具寿命是指在保证制件品质的前提下, 模具所能达到的生产次数（冲压次数、成型次数）。
它包括反复刃磨和更换易损件，直至模具的主要部分更换所成形的合格制件总数。
模具使用寿命：模具已经生产的次数。
模具的失效分为非正常失效和正常失效。
非正常失效（早期失效）是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能工作。
早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。
正常失效是指模具经大批量生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续工作。
1.模具正常寿命模具正常失效前，生产出的合格产品的数目，叫模具正常寿命，简称模具寿命，模具首次修复前生产出的合格产品的数目，叫首次寿命；模具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产品的数目，叫修模寿命。
模具寿命是首次寿命与各次修复寿命的总和。
2.模具失效形式及原理模具种类繁多，工作状态差别很大，损坏部位也各异，但失效形式归纳起来大致有三种，即磨损、断裂、塑性变形。
①. 磨损失效模具在工作时，与成形坯料接触，产生相对运动。
由于表面的相对运动，接触表面逐渐失去物质的现象叫磨损。
磨损失效可分以下几种：a. 疲劳磨损两接触表面相对运动时，在循环应力（机械应力与热应力）的作用下，使表面金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。
b. 气蚀磨损和冲蚀磨损金属表面的气泡破裂，产生瞬间的冲击和高温，使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象叫气蚀磨损。
液体和固体微小颗粒反复高速冲击模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻点和凹坑的现象叫冲蚀磨损。
c. 磨蚀磨损在摩擦过程中，模具表面和周围介质发生化学或电化学反应，再加上摩擦力的机械作用，引起表面材料脱落的现象叫磨蚀磨损。
在模具与工件（或坯料）相对运动中，磨损往往是以多种形式并存，并相互影响。
②. 断裂失效模具出现大裂纹或分离为两部分和数部分丧失工作能力时，成为断裂失效。
断裂可分为塑性断裂和脆性断裂。
模具材料多为中、高强度钢，断裂的形式多为脆性断裂。
模具寿命
1模具寿命：模具因为磨损或其它形式失效、终止不可修复而报废之前所加工产品的件数。
2模具服役：模具安装调试后，正常生产合格产品的过程。
3模具损伤：模具在使用过程中，出现尺寸变化微裂纹腐蚀等现象，没有散失服役能力状态4模具失效：模具受到损坏，不能通过修复而继续服役时。
5早期失效：模具未达到一定工业技术水平公认的使用寿命就不能服役时，称早期失效。
6正常失效：模具大量生产使用，缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役7修模寿命：模具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产品的数目。
8磨损：由于表面的相对运动，从接触表面逐渐失去物质的现象。
9磨损失效：当模具的尺寸发生变化或改变了模具的表面状态，使其不能继续服役。
10 按照磨损机理分为：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损。
11 磨粒磨损：工件表面的硬突出物或外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间，刮擦模具表面材料脱落的现象。
12 采用模具成形工件时，模具的硬度要比工件高。
13 工件厚度:工件厚度越大，磨粒越易嵌入工件，嵌入工件深度越深，对模具的磨损量越小。
14粘着磨损：工件与模具表面相对运动时，由于表面凸凹不平，某些接触点局部应力超过了材料的屈服强度发生粘合，粘合的结点发生剪切断裂而拽开，使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象。
15 影响粘着磨损的因素：材料性质、材料硬度、模具与工件表面压力、滑动摩擦速度。
16 影响疲劳磨损的因素：材料的冶金质量、材料的硬度、表面粗糙度。
17 断裂失效：模具在工作中出现较大裂纹或部分分离而散失正常服役能力的现象。
18 冷拉伸膜失效形式主要是粘着磨损和磨粒磨损。
19 影响模具寿命的因素主要包括：模具结构设计、模具工作条件、模具材料、模具的热加工和冷加工、模具使用状况等因素。
20 采用组合式模具可避免应力集中和裂纹的产生。
21 模具的工作间隙：凸凹模工作间隙的大小决定了模具的生产质量和使用寿命。
冲裁模凸凹模的刃口间隙是工作间隙，也叫冲裁间隙。
冲压模具使用寿命标准
冲压模具使用寿命标准
冲压模具的使用寿命标准通常会根据其使用的材料、生产工艺、模具设计等因素来确定。
以下是一些常见的评定标准：
1. 生产数量：模具的使用寿命会根据其生产的产品数量来评定。
一般来说，能够生产一定数量产品的模具才被认为达到了使用寿命。
2. 表面质量：模具的冲压产品表面质量也是评定其使用寿命的一个重要标准。
如果模具能够保持稳定的冲压质量，那么就可以认为其达到了使用寿命。
3. 磨损情况：模具的磨损情况也是评定其使用寿命的一个重要标准。
如果模具的磨损在可接受的范围内，那么就可以认为其达到了使用寿命。
4. 维修情况：模具的维修情况也是评定其使用寿命的一个重要标准。
如果模具的维修次数在可接受的范围内，那么就可以认为其达到了使用寿命。
总的来说，冲压模具的使用寿命标准是一个综合性的评定标准，需要根据多个因素来进行评定。
模具的失效及使用寿命
碱、盐等特殊条件下最易发生。 模具常见的腐蚀磨损形式有：氧化腐蚀磨损、特殊介
于提高抗疲劳磨损的能力。
26
模具失效形式及机理
五、气蚀磨损和冲蚀磨损 （一）气蚀磨损
定义：模具表面的气泡破裂，产生瞬间的冲击和高 温，使模具表面形成微小的麻点和凹坑的现象叫气蚀磨 损。
27
模具失效形式及机理
五、气蚀磨损和冲蚀磨损
（一）气蚀磨损 产生机理：模具与液体表面接触作相对运动时，在液
体与模具接触处的局部压力比液体蒸发压力低的情况下， 形成气泡，同时溶解在液体中的气体也可能析出形成气 泡，如果这些气泡流到高压区，当承受压力超过气泡内 压力时，气泡就会破裂，在瞬间产生极大的冲击力和高 温，作用于模具表面上。气泡的形成和压溃的反复作用， 使零件表面疲劳破坏，产生麻点，随后扩展成海绵状空 穴，这种磨损称为气蚀磨损。
四、疲劳磨损
（二) 影响疲劳磨损的因素 ① 材质：钢材的冶金质量，如：夹杂物类型、大小、
形貌、分布。特别是脆性、带棱角的非金属夹杂物。 ② 硬度：图3-8。一般情况下，材料抗疲劳磨损能力随
表面硬度的增加而增强，而表面硬度一旦越过一定 值，则情况相反。 ③ 表面粗糙度：表面粗糙度低，接触面积大，接触应 力小，提高抗疲劳磨损能力。
15、我就像一个厨师，喜欢品尝食物。如果不好吃，我就不要它。2021年8月上午6时32分21.8.806:32August 8, 2021 16、我总是站在顾客的角度看待即将推出的产品或服务，因为我就是顾客。2021年8月8日星期日6时32分58秒06:32:588 August 2021 17、利人为利已的根基，市场营销上老是为自己着想，而不顾及到他人，他人也不会顾及你。上午6时32分58秒上午6时32分06:32:5821.8.8
冲压模具的寿命管理
随着模具工业的不断发展，模具的应用越来越广泛。
目前国内大多数模具企业，模具的使用寿命还比较低，而且缺乏对模具寿命管理的理论认识和指导依据，这不仅会影响模具冲压生产的产品质量，而且会造成模具材料、加工工时等成本的巨大浪费，增加产品的成本并降低生产效率，严重影响模具企业产品市场的竞争力。
现从模具寿命的概念入手，说明了模具的失效形式及原理，通过对影响模具寿命的各方面因素进行分析，提供了模具寿命管理的有效方法和相关数据。
一、模具寿命的概念原理模具寿命是指在保证制件品质的前提下,模具所能达到的生产次数(冲压次数、成型次数)。
它包括反复刃磨和更换易损件，直至模具的主要部分更换所成形的合格制件总数。
模具使用寿命：模具已经生产的次数。
模具的失效分为非正常失效和正常失效。
非正常失效(早期失效)是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能工作。
早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。
正常失效是指模具经大批量生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续工作。
1.模具正常寿命模具正常失效前，生产出的合格产品的数目，叫模具正常寿命，简称模具寿命，模具首次修复前生产出的合格产品的数目，叫首次寿命；模具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产品的数目，叫修模寿命。
模具寿命是首次寿命与各次修复寿命的总和。
2.模具失效形式及原理模具种类繁多，工作状态差别很大，损坏部位也各异，但失效形式归纳起来大致有三种，即磨损、断裂、塑性变形。
①.磨损失效模具在工作时，与成形坯料接触，产生相对运动。
由于表面的相对运动，接触表面逐渐失去物质的现象叫磨损。
磨损失效可分以下几种：a. 疲劳磨损两接触表面相对运动时，在循环应力(机械应力与热应力)的作用下，使表面金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。
b. 气蚀磨损和冲蚀磨损金属表面的气泡破裂，产生瞬间的冲击和高温，使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象叫气蚀磨损。
液体和固体微小颗粒反复高速冲击模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻点和凹坑的现象叫冲蚀磨损。
模具寿命
什么叫模具寿命？影响模具寿命的主要因素有哪些？
模具寿命（N)指模具自正常服役至工作失效期间内所能完成制件加工的次数。
若模具在使用中需刃磨或翻修，则模具总寿命为：
N=∑ni
其中ni——模具在相邻两次刃磨或翻修间隔内完成制件加工的次数。
对模具失效原因的分析，一般是将模具制造的全过程和模具的服役条件作为一个整体来考虑。
其中主要影响模具服役寿命的因素如下图所示。
影响模具寿命的因素
某一类模具或某一具体模具的失效往往是这些可能因素的一种或几种造成的，因此在失效原因分析中可采取逐个因素排除的方法，但首先应根据宏观失效类型结合微观失效机理进行模具失效原因的确定。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
•五、气蚀磨损和冲蚀磨损
•（三）提高抗气蚀磨损和冲蚀磨损的措施
• 气蚀磨损和冲蚀磨损都称为侵蚀磨损。它们都可以看 成疲劳磨损的派生形式。因为就本质上来说，都是由于机 械力造成的表面疲劳破坏，但液体的化学和电化学作用加 速了它们的破坏速度。在注塑模具和压铸模具中易出现。
• （二）粘着磨损的分类 •
•
根据磨损程度，分为：轻微粘着磨损（氧化磨
损）和严重粘着磨损（涂抹、擦伤、胶合）。图3-6。
•轻微粘着磨损（氧化磨损）：粘结点强度低于模具和 工件的强度时发生。接点的剪切损坏基本上发生在粘着 面上，表面材料的转移十分轻微。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理源自区，磨屑尺寸增大，加厚，且多为金属屑；
•
当载荷继续增大超过T2
后，表面内摩擦增大而温度
很高，可能发生相变，并形
成白层，形成不易破碎的氧 化膜，因而耐磨。
•载荷对碳钢表面磨损量的影响
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• （三）影响粘着磨损的因素
•
② 材料性质
•
脆性材料比塑性材料粘着倾向小。塑性材料形成的粘
金属)所组成的摩擦副粘着倾向大；互溶性小的材料(异种
金属或晶格结构不相近的金属)组成的摩擦副粘着倾向小。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• （三）影响粘着磨损的因素
• ③ 材料硬度
•
模具材料硬度越大，磨损越小；反之，磨损
越大。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
•五、气蚀磨损和冲蚀磨损
•（二）冲蚀磨损 • 定义：液体或固体微粒高速落到模具表面，反复冲 击模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻点和凹 坑的现象叫冲蚀磨损。 • 当小液滴速度特别高，高于100m/s 时，产生的冲 击应力会超过材料的屈服强度，造成局部材料断裂。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• 二、磨粒磨损
• (一) 磨粒磨损的机 理
• （图3-1、图3-2）
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• 二、磨粒磨损
• (二) 影响磨粒磨损的因 素
① 磨粒大小与形状 ② 磨粒硬度和模具材料硬度 ③ 模具与工件表面压力 ④ 磨粒尺寸与工件厚度的相
• （二）粘着磨损的分类 • •涂抹：粘结点强度介于模具和工件的强度之间时
发生。接点的剪切损坏发生在离粘着面不远的较 软金属的浅层内，使较软金属粘附并涂抹在较硬 金属表面上。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• （二）粘着磨损的分类 • •擦伤：粘结点强度高于模具和工件的强度时发生。接
和加工硬化。在某些组织不均匀处，由于应力集中，形
成裂纹源，并沿着切应力方向或夹杂物走向发展。当裂
纹扩展到表面时或与纵向裂纹相交时，形成磨损剥落。
•
模具疲劳磨损有机械疲劳磨损、冷热疲劳磨损。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• 四、疲劳磨损
• （二) 影响疲劳磨损的因素 ① 材质：钢材的冶金质量，如：夹杂物类型、大小、
•正常失效是指模具经大批量生产使用，因缓慢塑性变形 或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
•
模具因类型不同、生产的产品不同，失效的形式也
不同。如：锻模失效主要因为尺寸不符合要求或锻模破
裂；塑料模具常常因表面光洁度不够而失效。
•
综合来讲，模具失效形式主要有三类：磨损、断裂、
• (四) 提高耐粘着磨损性能的措施
• ① 合理选用模具材料
•
选与工件互溶性小的材料，减小亲合力，降低
粘结的可能性。
• ② 合理选用润滑剂和添加剂
•
润滑油膜一方面可防止金属表面直接接触，另一方
面可减小摩擦，成倍提高抗粘着磨损的能力。
• •
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③ 采用表面处理 通过表面化学热处理，如渗硫、硫氮共渗、磷化、
着结点的破坏以塑性流动为主，它发生在离表面一定的深
度处，磨屑较大。而脆性材料粘结点的破坏主要是剥落，
损伤深度较浅，同时磨屑容易脱落，不堆积在表面上。
•
密排六方结构的金属材料粘着倾向小，面心立方
点阵的金属粘着倾向明显大于其他点阵的金属；
•
多相的金属比单相的金属粘着倾向小；
•
互溶性大的材料(包括相同金属或相同晶格类型的
度时发生。 摩擦副之间粘着面积较大，不能作相对运动 •称咬死。剪切发生在模具或工件较深的地方。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• （三）影响粘着磨损的因素
① 表面压力
•
T1（接触压应力小于材
料硬度的1/3），磨损主要
是通过氧化碎屑的脱落而产
生的，属于轻微氧化磨损区；
•
T1与T2之间为严重磨损
模具的失效及使用寿命
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2020/11/20
模具的失效及使用寿命
• 第二章 模具寿命及其对工业生产的影响
•模具失效的基本概念
• • 模具服役：模具安装调试好后，正常生产合格产品 的过程。
• 模具损伤：模具在使用过程中，出现尺寸变化或微 裂纹，但没有立即丧失服役能力的状态。 •
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• 四、疲劳磨损
• (三) 提高耐疲劳磨损的措施
① 合理选择润滑剂
②
润滑剂可避免模具与工件表面直接接触，并均
化接触应力，缓冲冲击。润滑剂粘度越高越好，固体润
滑剂比液体润滑剂好。
③ ② 进行表面强化处理
④
采用喷丸、滚压等强化方法，使模具工作表面
金属受压缩产生塑性变形，并产生宏观压缩应力，有利
于提高抗疲劳磨损的能力。
露，造成工件与模具材料纯金属接触，分子间互相吸
引、渗透、粘着，使这些突起处联接起来。随着相对
运动的进行和接触部分的温度急剧下降，突起处相当
于进行了一次局部淬火，使粘着部分材料强度增加，
形成淬火裂纹，最后造成撕裂和剥落。图3-5为粘着
磨损过程。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
软氮化等热处理工艺，使表面生成一化合物薄膜，或为 硫化物，磷化物，含氮的化合物，使摩擦系数减小，起 到减磨作用也减小粘着磨损。
模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
•四、疲劳磨损
• 疲劳磨损的定义：工件与模具表面相对运动时，在 循环应力（机械应力与热应力）的作用下，使模具表层 金属材料疲劳脱落的现象。
• 若材料具有较好的抗疲劳性和抗腐蚀性，又有较高的 强度和韧性，材料的抗气蚀磨损和冲蚀磨损性能就好。
• 工艺上，降低流体对模具表面的冲击速度，避免涡流， 消除产生气蚀的条件，可有效减少气蚀和冲蚀磨损。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
•六、腐蚀磨损
•定义：在摩擦过程中，模具表面与周围介质发生化学或电 化学反应，再加上机械摩擦作用，引起表层材料脱落的现 象叫腐蚀磨损。（腐蚀+磨损）
点剪切损坏主要发生在较软金属的浅层内，有时硬金属 表面也有擦痕。转移到硬表面上的粘结物又擦削较软表 面。如铜与钢摩擦时，剪切大多发生在铜表层内，但钢 表面也残留少量的小坑；
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• （二）粘着磨损的分类 • •胶合（咬死）：粘结点强度远远高于模具和工件的强
•腐蚀磨损，它的主要特征是磨损表面有化学反应膜或小麻 点，但麻点比较光滑。磨损物为薄的碎片或粉末。典型工 件如汽缸与活塞、船舶外壳、水力发电的水轮机叶片等。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
•六、腐蚀磨损
•（一）腐蚀磨损的机制（两个阶段） • • 第一阶段：在摩擦过程中，模具表面与周围介质发生 化学或电化学反应，形成反应物； • 第二阶段：表面反应物在随后的摩擦过程中被磨掉。 • 反应物被磨掉后，新鲜表面暴露出来，重新与周围 介质发生化学或电化学反应，重复第一阶段。
•接触疲劳磨损，主要特征为磨损表面有裂纹、小坑 等，磨损产物为块状或饼状。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• 四、疲劳磨损
• (一) 疲劳磨损的机理
•
在承受力和相对运动的情况下，模具表面及亚
表面不仅有多变的接触应力而且还有切应力，这些外力
反复作用一定周次后，模具表面就会产生局部塑性变形
• 要特征是磨损产物 多为片状或小颗粒。
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模具的失效及使用寿命
• 模具失效形式及机理
• (一)粘着磨损的机理
•
模具与工件表面的实际接触面积只有名义上
的 0.01-0.1%，只有少数微观凸起处接触，压力很大，
引起塑性变形，加上表面因摩擦而温度升高，局部金
属软化或熔化，使表层的氧化膜破裂，使新鲜材料暴
形貌、分布。特别是脆性、带棱角的非金属夹杂物。 ② 硬度：图3-8。一般情况下，材料抗疲劳磨损能力随
表面硬度的增加而增强，而表面硬度一旦越过一定 值，则情况相反。 ③ 表面粗糙度：表面粗糙度低，接触面积大，接触应 力小，提高抗疲劳磨损能力。
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