锤锻模具失效分析
锤锻模的失效分析与对策
１
２
３
（） ａ 模锻 开 始
（） ｂ 模锻 结 柬
图 ２ 锤 上 锻 模
１ 一上 模ห้องสมุดไป่ตู้： ２一坯 料 ； ３一下模 ； ４一锻 件 图 ２所示为锤上模段开始和结束 的两种状态 。高温坯料 锤头与上模 １ 快速下行 ， 打击坯料 ２ 迫使坯 ， 锤锻模 的工作 对象主 要为高温 （ 一般 在 １０ ￣ ０ ０Ｃ以上 ） 的 ２放在下模 ３上 ， 最后基本充填上 、 下模 整个型腔 。锤 各种钢材 。由于工况恶劣 ， 容易失 效。通过长期 的生 产实践 料与模具发生相对运动 ， 总结 出： 锤锻模 的失效形式有磨损 、 塑性变形 、 断裂。其中 ， 磨 锻模 的工作特点如下 。
经济效益。
关键词 ： 锤锻模 ； 失效 ； 用寿命 ； 使 对策
中 图分 类 号 ：Ｇ １ ；Ｇ ６ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：１０ ６ ６ （０ ７ ０ ０ ７ ０ Ｔ ３ ６ Ｔ １２ Ａ ０ ８— ７ ５ ２０ ）６— ０ ２— ３
一 … … 一 … … … 一 … … … ０一 … … （ ‘ 一
表１
钢种
轴 承 钢
各种钢的锻造温度范 围
终锻温度 ℃ 锻造 温度范 围 ℃
８０ ０
Ｊ
始锻温度 ℃
１８ ００
２０ ８
弹 簧 钢 耐 热 钢
Ｉ０ ～ Ｉ５ ｌ０ ｌ０ Ｉ０ ～ Ｉ５ ｌ０ ｌ０
８０ —８ ０ ０ ５ ８０ ５ ９０ ０ ８０ ～８ ０ ０ ５ ８０ ～８ ０ ０ ５ ７０ ７
２０ （ １ ０ ７ 第 ２卷 ）
傅 建 红 ， 国 兵 ： 锻 模 的 失 效 分 析 与 对 策 黄 锤
锻模的主要失效形式
锻模的主要失效形式锻模是实现模锻工艺的工装，是进行模锻生产的关键因素之一。
锻模的主要失效形式有：磨损、开裂、表面的热裂纹（热龟裂）、塑性变形。
1、磨损锻模在机械负荷和热负荷的双重作用下，一方面坯料对型腔表面产生冲击性的接触应力，另一方面坯料及其氧化皮的高速流动对型腔表面产生强烈的摩擦。
因此，磨损容易发生在模具的突出圆角部位。
磨损程度与模具材料，坯料类型及锻造工艺等因素有关，同时与温度有关，降低锻造温度会急剧增加模具的磨损。
2、开裂模具的开裂不仅影响生产，而且危及工作人员的人身安全，是最危险的一种失效形式。
按开裂的性质，可分为早期脆性开裂和机械疲劳开裂两种。
模具的早期脆性开裂一般发生在模具首次使用时，模具的机械疲劳开裂是在模具经受多次锻击后发生的断裂。
导致开裂的原因概况起来主要有：模具过载、模具预热温度过低或不预热、过量冷却剂/润滑剂、模具结构设计不合理造成应力集中、模具材料冶金质量不高或锻件质量缺陷、模具安装不正确等。
3、热裂纹龟裂所谓热裂纹龟裂是指模具在循环热应力的反复作用下所产生的疲劳裂纹。
发生热疲劳龟裂的主要原因有：模具型腔表面过度冷却、冷却不当、冷却剂/润滑剂的类型选用不当、模具型腔表面温度过高、模具预热不足、模具材料选择不当、热处理缺陷和表面处理缺陷。
4、塑性变形锻模局部受到超过模具材料屈服强度的工作应力时，塑性变形即发生，在型腔深处产生凹陷或棱角堆塌等塑变现象。
导致锻模塑性变形的主要原因有坯料的温度过低、模具钢的热强度不足、模温过高和模具钢的硬度不足。
为此，锻造模具选材时，应考虑模具的主要失效形式，选择合理的模具材料，提高锻模质量和使用寿命，降低制造成本，取得好的经济效益.。
锤锻模具失效分析57页PPT
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。—是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
锤锻模具失效分析
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
锤锻模具失效分析
齿型顶部开裂的防止
既然齿型顶部开裂的机制是热疲劳，那么防止或 推迟产生这种失效的主要途经应当 （1）减小齿型顶部承受的交变热应力。 （2）提高模具材料的热疲劳抗力。 具体对策有: （1）改进情锻工艺，如适当降低始锻温度，改 善模具的预热和冷却等，以减小交变热应力。 （2）改进模具热处理工艺，适当提高淬火加热 温度，以增大模具钢的热疲劳抗力。
金相分析
下图是齿型大头表层及心部的电子金相组织， 分别是高温回火索氏体(HRC26.5)和回火屈氏 体+回火索氏体(HRC45.5 )。由此可见，表层 硬度下降的原因是过回火。
金相分析
如图是齿型大头端 面局部凸起的扫描电 镜照片，塑性流变的 痕迹清晰可见，流线 方向与炽热金属流动 的方向基本一致。经 测定，凸起处硬度为 HRC26.0，组织 是高温回火索氏体。
生产过程
锻坯为50 x 92mm热轧圆钢，重量1.4hg，经 滚筒清理氧化皮后，中频感应加热，一火两锻 成形，始锻温度1150～1200℃，终锻温度 850-v9009C o模具工作之前用红铁预热，服 役过程中喷水基石墨冷却润滑。
模具服役寿命和失效形式
模具有3种失效形式:齿型大头塌陷、齿型顶部开裂和 齿型大失环裂。模具的主要失效形式是齿型大头塌陷， 占抽样模具总数的77.3%，其次是齿型预部开裂，比例 是18.2%。
锤锻模具失效案例分析
---材料11101班第四组
一、锤锻模具介绍
工作特点 工作条件 失效形式 提高措施
案例分析
1、工作特点
1、坯料温度高 在高温下变形和成型。温度高。 模具极易软化，产生塑性变形。 2、冲击力大 易引起应力集中，而造成塑性变 形和断裂 3、摩擦剧烈 4、急冷急热 循环热应力，是模具出现疲劳磨 损和疲劳断裂
模具失效形式及表面热处理（精华）
冷作模具：冲裁模的失效形式有：不均匀磨损、凸模整体折断和凸凹模局部掉块。
拉伸模失效形式有磨粒磨损和黏着磨损。
冷镦模失效形式有模口胀大、棱角堆塌、腔壁胀裂。
冷挤模失效形式有塑性变形、磨损失效、凸模折断失效、疲劳断裂失效、纵向开裂失效。
热作模具：锤锻模失效形式有磨损失效、断裂失效、热疲劳开裂失效及塑性变形失效。
压力机锻模失效形式有脆性断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效以及模具型腔的表面腐蚀失效。
热挤压模失效形式有早起断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效、模具型腔表面的氧化失效和磨损沟痕等。
热冲裁模失效形式有热磨损失效、崩刀失效、卷刀失效和断裂失效。
压铸模的失效形式主要有热疲劳失效、热熔蚀失效、冲蚀和气蚀磨损、粘模失效。
塑料模具失效形式有磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、断裂失效、疲劳失效及热疲劳失效。
冷作模具的表面热处理:1.冲裁模的工作部位的表面处理工艺有氮碳共渗，TD法渗钒渗铌，CVD法沉积TiN或TiC，镀硬铬，化学镀镍磷合金，电火花熔渗等。
2.冷挤模常采用氮化渗碳，沉积氮化物或碳化物等表面强化技术。
3.拉伸模采用渗氮，氮碳共渗，渗硼，渗钒，镀硬铬，气相沉积TiC以及盐浴涂覆碳化物、碳化物于模具表面，通过渗硫提高模具抗咬合的能力。
4.冷镦模需要对模具进行使之整体强韧化的热处理，再对之进行表面强化处理，其常见的表面处理方法有氮碳共渗，气相沉积，TiN 等超硬化合物层，硼-硫复合渗等。
热作模具的表面处理：1.锤锻模对模具型腔表面进行渗氮、渗硼、氮碳硼三元共渗等表面强化处理。
2.压力机锻模及热挤压模常用的表面处理有渗氮、硫碳氮三元共渗、硼氮共渗。
3.热冲裁，模在模具刃口处用电焊条堆焊或用等离子喷焊一层高耐磨、高热强的钴基合金。
4.渗氮和氮碳共渗能提高模具的耐磨性、抗熔蚀性，及防止铝合金的粘模现象；渗铬、渗铝可提高模具的抗氧化性，尤其对高温工作的压铸模有利；磷化、镀铬也可提高抗氧化性，降低摩擦系数，防止粘模。
模具失效分析实验报告
模具失效分析实验报告1. 实验目的本实验旨在通过模具失效分析，探究模具失效原因，提升模具寿命和生产效率。
2. 实验原理模具失效是指模具在使用过程中发生的各种故障和损坏现象，主要包括磨损、断裂、变形等。
模具失效的原因多种多样，常见的包括材料质量、设计缺陷、使用条件等方面。
本实验采用模具失效分析技术，通过观察和测试，对失效模具进行分析，确定失效原因，并提供相应的改进措施。
3. 实验步骤3.1 模具选取与准备从生产线上选取三个出现失效的模具作为实验样本，确保这些模具具有代表性。
3.2 外观检查对选取的模具进行外观检查，观察是否有明显的表面磨损、裂纹、变形等现象，并记录下来。
3.3 尺寸测量使用测量仪器对模具的关键尺寸进行测量，并与设计要求进行比对，记录下偏差值。
3.4 材料分析通过对模具材料进行化学成分分析和显微结构观察，判断是否存在材料质量问题，并记录下分析结果。
3.5 应力分析利用有限元软件对模具进行应力分析，分析模具在使用过程中的受力情况，并找出可能存在的应力集中区域。
3.6 用户反馈分析与模具使用人员进行交流，了解他们对模具失效的主观评价和使用情况，寻找可能的改进方向。
3.7 综合分析将以上各项分析结果综合起来，对模具失效原因进行初步判定，并提出相应的改进建议。
4. 实验结果与讨论通过上述实验步骤，得到了以下模具失效分析结果：- 模具外观检查发现，样本1有较严重的表面磨损和裂纹，而样本2和样本3则表现较好。
- 尺寸测量结果显示，样本1存在较大的尺寸偏差，而样本2和样本3与设计要求基本一致。
- 材料分析结果表明，样本1的材料成分出现异常，可能质量存在问题。
- 应力分析显示，样本1的应力分布不均匀，存在较大的应力集中区域。
- 用户反馈分析发现，样本1的使用寿命明显较短，存在易损部件设计不合理的问题。
综合以上分析结果，初步判定样本1的失效原因是由于材料质量问题和设计缺陷导致的。
为提升模具寿命和生产效率，建议采取以下改进措施：- 对模具材料进行检测和筛选，确保材料质量稳定。
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
模具失效总结
1.1模具的相关定义、模具寿命的基本概念模具：其是用来成型各种工业产品的一种重要工艺装备，是机械制造工业成型毛坯或零件的一种手段。
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加工的产品的件数。
制件报废：模具生产出的制品出现形状、尺寸及表面质量不符合其技术要求的现象而不能使用。
模具服役：模具安装调试后，正常生产合格产品的过程。
模具损伤：模具在使用过程中，出席那尺寸变化或微裂纹、腐蚀等现象，但没有立即丧失服役能力的状态。
模具失效：模具收到损坏，不能通过修复而继续服役。
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。
正常失效：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。
模具正常寿命：模具正常失效前生产出的合格产品的数目。
1.2模具失效形式基本概念模具失效：在特定负荷作用下，具有特定形状的模具材料的失效磨粒磨损: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，引起模具表面材料脱落。
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。
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。
气蚀磨损:当模具表面与液体接触作相对运动时，接触处形成气泡，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。
冲蚀磨损:液体和固体微小颗粒高速落下，反复冲击到模具表面，局部材料流失，在金属表面形成麻点和凹坑。
腐蚀磨损: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。
断裂失效：模具在工作过程中出现较大裂纹或部分分离而丧失正常服役能力的现象。
韧性断裂：断裂前产生明显的宏观塑性变形，端口截面尺寸减少，有颈缩现象。
脆性断裂：断裂前变形量很小，没有明显的塑性变形量，端口尺寸无明显变化，不产生颈缩。
浅谈热锻模具失效的预防
浅谈热锻模具失效的预防【摘要】本文针对锻模的几种主要失效形式，从模具材料、模具设计、模具制造和模具使用等几个方面提出了相应的预防措施，以改善模具制造质量和提高模具的使用寿命。
【关键词】模具；失效；预防措施0.引言模锻是实现模锻工艺的重要手段，在锻造生产中占有十分重要的地位。
其中模具的费用占模锻生产成本的比例达到15%～20%，因此模具的使用寿命一直受到锻造行业的高度重视。
针对模具失效报废的各种原因，提前采取相应的预防措施，可以有效的延长模具的使用寿命，从而降低生产成本，提高经济效益。
1.热锻模具失效的几种形式热锻模具的失效是指模具出现了不能通过修复手段来恢复其使用功能的损伤，也就是通常我们所说的模具损坏或报废。
锻模失效的主要形式包括：磨损、塑性变形、热疲劳裂纹、断裂。
1.1磨损磨损是模具在使用过程中，模膛表面与金属坯料接触产生相对运动，模膛表面金属逐渐被磨蚀的现象。
一般表现为刃口钝化、棱角变圆、平面下陷、表面沟痕等。
1.2塑性变形塑性变形是指模膛与金属坯料接触时，某些部位因温度急剧升高而软化或模膛本身强度不足，在较高的应力作用下模具的几何形状或尺寸发生了改变，如模膛塌陷、扩展、凸台和棱角倒塌以及凸模出现镦粗、纵向弯曲等。
1.3热疲劳裂纹热疲劳裂纹是指模膛表面在循环热应力的作用下产生循环的塑性应变，经过一定的循环次数，导致表面产生的许多细小裂纹。
1.4断裂断裂指模具受到冲击载荷时，当产生的内应力超过材料的强度极限时，从应力集中处发生开裂。
断裂一般分为脆性断裂和疲劳断裂。
2.热锻模具失效的预防措施2.1模具材料方面模具材料，是构成模具的基础，对模具的寿命有着最直接的影响。
因此，模具设计的首要任务是正确选用并合理使用模具材料，以保证模具的正常使用寿命。
模具选材一般需要满足三个条件：满足耐磨性，强韧性等工作需求，满足工艺要求，满足经济适用性。
热作模具钢除应具有高的强度，硬度，耐磨性和冲击韧性外，还应具有良好的高温强度，热疲劳性能和淬透性。
锻造失效分析及修复
锻造失效分析及修复锻造是工业生产的重要一环，其锻件质量的好坏对于后续加工质量有着直接的影响。
随着我国经济的快速发展以及工业需求的不断加大，对于高质量、低成本的锻件的需求在不断的增加，在对钢锭的性能进行分析并在此基础上制定出合理的锻造工艺以提高锻件的质量是现今乃至今后一段时间锻造企业发展的重点。
文章将在分析锻造工艺分类的基础上对锻造过程中容易产生的失效模式进行分析并提出相应的应对措施。
标签：锻造；工艺分类；失效分析；应对措施前言锻造是通过利用锻压机械来对钢锭进行挤压等机械作用使其产生一定的塑形变形从而获得所需要的金属机械性能的一种加工工艺，其中大型锻件在大型机械、航空、航天、航海等都有着重要的应用。
锻件质量的好坏对于锻件的机械性能有着极为重要的影响，需要根据不同的锻件的材料性能选择合适的锻造工艺，在确保锻件质量的同时降低锻件的成本是锻造企业的重要目标。
1 锻造的分类与应用锻造主要是利用锻压机械对钢锭等进行挤压以使其金属性能得到加强并同时形成后续加工所需要的形状和尺寸的一种加工工艺。
锻造是机械加工制造的基础工序，其锻造质量的好坏对于机械加工后的工件的性能有着极为重要的影响。
在对钢锭的锻造过程中可以有效的对钢锭中的金属铸态疏松、焊合孔洞等予以消除，从而使得锻造后的锻件性能要远远高于相同材质的铸件。
根据锻造加工时的加工温度的不同可以将锻造分为冷锻和热锻两种不同的锻造类型，其中冷锻指的是对于钢锭的加工处于室温下进行的，而热锻则指的是对加热后的钢锭进行锻造加工，加热的温度不超过钢锭的再结晶温度。
根据钢锭不同的成形方法可以将锻造分为自由锻、模锻等多种不同的锻造形式，其中，钢料等在锻压时没有其他外力限制的被称为自由锻，而其他的锻造形式在锻造的过程中会受到模具的限制，因此又多被称为闭式锻造。
在锻造的过程中主要使用过碳素钢或是合金钢作为主要的锻材，此外可以使用镁、铝、铜、钛等的合金来作为锻造的材料。
在锻造的过程中需要根据锻材的力学性能以及需要得到的锻件形状等选择合理的锻造工艺。
小型锤锻模早期失效原因分析
小型锤锻模早期失效原因分析发表时间：2017-10-23T15:34:07.147Z 来源：《防护工程》2017年第16期作者：李洪春[导读] 中心在锻件生产中部分锻模早期开裂或碎裂极大的影响锻件产品的交付进度。
中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨 150066摘要：近年来，随着生产任务的增长及生产批量的增大，车间锻模早期失效问题已经成为制约中心生产进度的一项重要因素，同时由于模具寿命较低，拉高了锻件的生产成本。
本文结合单位实际生产情况和单位实际案例，分析模具早期失效原因并提出改进意见，以期整体提高本单位的锻模寿命，降低生产成本、同时为生产保驾护航。
关键词：锻造；早期失效；模锻锤；锻模中心在锻件生产中部分锻模早期开裂或碎裂极大的影响锻件产品的交付进度。
1 锻模失效的概念及锻模早期失效统计：模具材料的选用原则：热负荷性质、机械负荷性质、模具结构、锻件批次、综合经济性。
航空航天锻件批量小，多数模锻件批量只有几十件，部分只有几百件，不过分追求模具材料的先进性，一般选择基本能满足要求的模具材料，以降低成本。
本单位所使用锻模材料为：5CrNiMo和H13（4Cr5MoV1Si），是比较经济的并且适合航空产品的锻模材料。
锻模失效是指锻模出现不能通过修理手段恢复其使用功能的损伤，即造成了通常所说的损坏或报废。
当模具未达到现有技术水平下公认的寿命，通常称为模具的“非正常失效”，又称早期失效。
早期失效主要有模体的脆性断裂、模膛压塌和局部严重磨损等。
锻模的早期失效原因一般比较明显，往往突出是由于模具的设计不当、加工不当、热处理不当、使用不当等某一因素造成模具使用初期就报废。
本单位2016上半年锻模早期失效模具统计，此部分锻模寿命较低，在生产首件或很少数量时就发生了碎裂，模具早期失效，需重新采购订制新模，周期较长，极大的影响了锻件产品交付进度，影响产品整体生产周期。
2 早期失效统计及原因分析：本单位近两年来早期失效统计见表1：综合表1统计数据，热处理因素导致的模具早期失效占中心锻模早期失效的56.2%，是首要因素，其次是模具设计不合理，占12.5%。
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。
模具损坏分析
模具损坏分析在压铸生产中，模具损坏最常见的形式是裂纹、开裂。
应力是导致模具损坏的主要原因。
热、机械、化学、操作冲击都是产生应力之源，包括有机械应力和热应力，应力产生于：一.在模具加工制造过程中1、毛坯锻造质量问题有些模具只生产了几百件就出现裂纹，而且裂纹发展很快。
有可能是锻造时只保证了外型尺寸，而钢材中的树枝状晶体、夹杂碳化物、缩孔、气泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉长，形成流线，这种流线对以后的最后的淬火变形、开裂、使用过程中的脆裂、失效倾向影响极大。
2、在车、铣、刨等终加工时产生的切削应力，这种应力可通过中间退火来消除。
3、淬火钢磨削时产生磨削应力，磨削时产生摩擦热，产生软化层、脱碳层，降低了热疲劳强度，容易导致热裂、早期裂纹。
对H13钢在精磨后，可采取加热至510-570℃，以厚度每25mm保温一小时进行消除应力退火。
4、电火花加工产生应力。
模具表面产生一层富集电极元素和电介质元素的白亮层，又硬又脆，这一层本身会有裂纹，有应力。
电火花加工时应采用高的频率，使白亮层减到最小，必须进行抛光方法去除，并进行回火处理，回火在三级回火温度进行。
二.模具处理过程中热处理不当，会导致模具开裂而过早报废，特别是只采用调质，不进行淬火，再进行表面氮化工艺，在压铸几千模次后会出现表面龟裂和开裂。
钢淬火时产生应力，是冷却过程中的热应力与相变时的组织应力叠加的结果，淬火应力是造成变形、开裂的原因，固必须进行回火来消除应力。
三.在压铸生产过程中1、模温模具在生产前应预热到一定的温度，否则当高温金属液充型时产生激冷，导致模具内外层温度梯度增大，形成热应力，使模具表面龟裂，甚至开裂。
在生产过程中，模温不断升高，当模温过热时，容易产生粘模，运动部件失灵而导致模具表面损伤。
应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。
2、充型金属液以高压、高速充型，必然会对模具产生激烈的冲击和冲刷，因而产生机械应力和热应力。
在冲击过程中，金属液、杂质、气体还会与模具表面产生复杂的化学作用，并加速腐蚀和裂纹的产生。
汽车前梁锤锻模具的使用寿命与失效分析
汽车前梁锤锻模具的使用寿命与失效分析
陈再良;陈蕴博
【期刊名称】《锻压技术》
【年(卷),期】1997(22)4
【摘要】对汽车前梁大截面热锤锻模具的使用寿命和失效原因进行了分析。
表明
用5 Cr Ni Mo钢的前梁模具主要失效形式是下模钢板座处开裂、飞边槽塌陷及热磨损。
产生的原因是模具结构应力集中、材料机械热疲劳抗力低、抗回火性能差等。
最后探讨了改善大截面锤锻模的服役条件 ,改进模具钢材料和热处理工艺 ,提高模
具使用寿命的可能途径。
【总页数】4页(P57-60)
【关键词】汽车前梁;锤锻模;模具钢;失效;寿命;汽车
【作者】陈再良;陈蕴博
【作者单位】机械部北京机电研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U468.21
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1.精锻齿轮模具失效分析 [J], 王晓辉;边翊;金康;陈东
2.TC6钛合金卡环锤锻过程模具受力的有限元分析 [J], 吕成;张立文;王照坤;陈雅莉;蔡梅;马拴柱
3.锤锻模具失效分析及提高使用寿命的途径 [J], 秦艳芳
4.锤锻汽车前轴工艺模具设计 [J], 赵明钟;韩俊栓
5.精锻齿轮模具失效分析及对策 [J], 李亚兰;王芳;杨介亮;刘守芳
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模具失效的案例分析
模具的生产工艺
铁水在容重 500kg 的中频无芯感应电炉熔炼，加料顺序为废钢、铁合金、回 炉料、生铁，铁水熔炼温度 1500～1520℃。为了缩短出炉到浇注的时间，防 止孕育衰退，添加回炉料降低铁水出炉温度，出炉时随铁水流孕育加入 0.40.6wt%的 SH 孕育剂。采用冷铁在上的单箱无冒口树脂砂成形工艺铸造成形， 浇注速度约 25s/模，500kg 铁水在 3-5min 内浇完。合金铸铁的化学成分如下表 所示。模具落砂清理后进行退火处理。采用功率为 120k W 的台车式电阻退火 炉，以约110℃/h 的升温速率由室温加热到 910℃，保温 6-8h，然后随炉冷到 至400℃以下后出炉空冷。
观察裂纹附近组织晶界处形貌，可以看出，组织中包含块状磷共 晶、碳化物、析出碳化物、二次石墨等，其中块状磷共晶和碳化 物为铸态，退火处理中未完全消除；二次石墨可能是在退火过程 中形成的，也有可能是在模具使用过程中形成的。
在700℃以上的高温下，基体铁和石墨都会发生剧烈的氧化，而且石墨越数 量多，石墨片越粗大，氧化越严重。在模具服役过程中，模具材料会反复地 经过铁素体和奥氏体转变区域，碳不断地溶解与析出，势必会造成体积膨胀 与组织内部应力；
由于目标裂纹较长，将裂 纹分为了三个部分。
图示为裂纹的起始扩展示意 图，裂纹是沿奥氏体枝晶交 界处传播的，这是因为奥氏 体枝晶间存在元素和夹杂的 偏析，结合强度相对较低。
图示为裂纹的中段，裂纹周边 的组织未发生明显的组织变化， 但裂纹在传播的过程中发生分 枝。
模具材料及模具失效分析课件
冷作模具 钢
高碳高合金钢
中碳合金钢
低碳合金钢
热作模具钢
高韧性热作模具钢
高耐热性热作模具钢
如3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1等，适用 于制造高速锤锻模、热冲裁模等，具 有高耐热性和高硬度。
塑料模具 钢
预硬型塑料模具钢
如3Cr2Mo、P20等，适用于制造大型塑料模具，预硬处理后可直接进行机械加 工，提高了生产效率。
02
模具材料及失效分析在工业生产中的应用
03
新型模具材料发展趋势展望
高性能模具材料的研究与应用
1
绿色环保模具材料的推广
2
智能化模具材料的发展
3
THANKS
感谢观看
模具在使用过程中，由于应力集中、 材料疲劳等原因导致裂纹产生，严重 时会导致模具断裂。
粘着
模具在高温、高压下与材料接触，容 易发生粘着现象，导致产品表面质量 下降、模具失效。
模具失效原因
01
材料原因
02
设计原因
03
制造原因
04
使用原因
模具失效预防措施
合理选材
提高制造精度
优化设计 规范使用
模具材料检测方法
模具材料及模具失效分析课件
• 模具材料概述 • 常见模具材料介绍
• 模具失效分析案例分享 • 总结与展望
模具材料分 类
01
02
冷作模具材料
热作模具材料
03 塑料模具材料
模具材料性能要求
良好的切削加工性能
。
高强度和韧性
高耐磨性 良好的抗热疲劳性能
模具材料选用原则
根据模具工作条件和失效形式选用
易切削型塑料模具钢
锻模常见的损坏形式及原因
锻模常见的损坏形式及原因锻模在使用过程中常见的损坏形式及原因有以下几种：1. 磨损和疲劳断裂：由于锻模在长期的使用过程中受到来自工件的冲击和摩擦力，容易出现表面磨损和断裂。
这主要是由于模具材料的硬度不够高，抗疲劳能力不足，或者使用条件恶劣，工件粘附性强，导致疲劳断裂。
2. 压痕和裂纹：在锻造过程中，材料的冲击力和应力集中作用于锻模上，容易产生压痕和裂纹。
这些裂纹可能是由于锻模设计不合理，应力分布不均，或者是材料质量不好，内部存在缺陷等原因导致的。
3. 变形和变色：锻模在高温和高压的环境下使用，容易发生热膨胀和塑性变形。
这种变形可能是由于锻模材料的热胀冷缩系数不匹配或温度变化过大造成的。
同时，锻模表面也容易发生变色，主要是由于热氧化、氧化皮和工件材料的反应产物附着在模具表面造成的。
4. 焊接和磨削损伤：锻模在使用过程中可能存在碰撞、摩擦或其他外力造成的损伤。
这些损伤可能包括焊接接头处的破裂，模具表面的划痕和磨损等，这些损伤会破坏模具的完整性和精度。
5. 腐蚀和氧化：在一些特殊的工作环境下，锻模会受到腐蚀和氧化的影响。
特别是在潮湿、酸性或碱性环境中，锻模表面容易被腐蚀，导致表面质量下降。
以上是锻模常见的损坏形式及原因。
为了延长锻模的使用寿命，需要从以下几个方面进行改进和保养：1. 选用合适的锻模材料：选择具有高硬度和高抗疲劳性能的材料，能有效延长锻模的使用寿命。
2. 设计合理的锻模结构：考虑热胀冷缩系数和应力分布，合理设计锻模的结构和几何形状，减少应力集中和变形的可能性。
3. 定期进行维护和保养：定期对锻模进行清洗、涂油防锈和检查，及时更换损坏的零件，保持模具的完整性和精度。
4. 加强模具管理和使用规范：严格按照使用规范进行操作，避免碰撞、摩擦和其他不当使用导致的损伤。
5. 提高模具加工工艺：采用先进的加工工艺，提高锻模的精度和硬度，降低锻模的损伤风险。
综上所述，锻模损坏的形式主要包括磨损、断裂、压痕、裂纹、变形、变色、焊接和磨削损伤、腐蚀和氧化等。
锻模失效原因分析与修复方法
锻模失效原因分析与修复方法随着制造业的发展，模锻件在锻压制件中所占的比例越来越大。
然而在模锻过程中，锻模的工作条件十分恶劣，除了承受巨大的冲击载荷，加热的金属毛胚沿锻模型槽表面流动且发生强烈摩擦，同时锻模工作表面还反复受热与冷却，形成热疲劳应力，常会损伤或损坏而导致模具失效。
锻模失效原因与预防措施模锻中，造成锻模失效的原因主要有：(1)裂纹。
锻模在反复受热和冷却的工作条件下，材料内部受到交变应力的影响逐步产生网纹状的细小裂纹，形成热龟裂，即热疲劳裂纹。
在热应力与机械应力反复作用下，在锻模的应力集中部位，如尖角、沟槽等处，极可能会由微裂纹扩展而导致锻模裂纹、开裂。
预防措施：①提高模具材料的冶金质量和锻造质量，因为钢材中的脆性夹杂物边缘极易产生微裂纹，降低材料的抗疲劳性能，尤其是硅酸盐夹杂物对锻模的疲劳寿命危害极大;②锻模型槽设计时应尽量减小和避免应力集中;③对锻模的工作表面进行强化处理，提高其耐疲劳寿命;④锻模的工作表面应防止碰伤拉伤，因为每一个伤痕都可能成为裂纹源。
(2)磨损。
模锻中，毛胚在型槽内受挤压流动，同时与型槽壁面发生剧烈的摩擦，造成型槽面磨损，以致引起型槽尺寸变化与表面质量劣化，尤其是飞边槽过桥处磨损最为严重。
因为毛胚金属变形填满型槽后流入飞边槽时，过桥除厚度薄，冷却快，金属与过桥壁摩擦特别剧烈。
锻模磨损的主要类型是磨粒磨损与粘着磨损，在模锻型槽表面产生耕犁与微切削现象以及粘着剪断、脱落现象。
如果锻模淬火后回火温度过高，硬度不足，或者因毛胚氧化皮未除尽，模具型槽表面粗糙，润滑不良等，都会造成锻模加速磨损。
预防措施：①控制热处理工艺规程，提高和保持锻模淬火硬度;②合理润滑，建立可靠的润滑保护膜，隔离互相摩擦的金属表面;③适当的表面处理，如表面淬火、渗氮处理及喷涂处理，以提高金属抗磨损的能力;④经常维护，保持锻模工作表面清洁。
(3)变形。
模锻时由于外加载荷过大或局部温升过高，使锻模产生塑性变形而造成局部压塌现象以及因锻模工作零件材料的热硬性不足，或者因回火温度过高而造成硬度降低，也会引起锻模局部发生塑性变形。
董斌—模具失效分析报告
模具失效分析目录1引言模具失效2模具失效形式案例分析及其改进2.1模具磨损失效2.2模具断裂失效2.3模具塑性变形失效3总结4参考文献1引言模具失效冲压模具是冲压生产中必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。
冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。
模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
生产中的冲压模具经过一定时间使用后，由于种种原因不能再冲出合格的产品，同时又不能修复的现象称为冲压模具的失效。
由于冲压模具类型、结构、模具材料、工作条件的不同，所以冲压模失效的原因也各不相同。
一般为塑性变形、磨损、断裂或开裂、金属疲劳及腐蚀等等。
模具的失效也可分为：正常失效和早期失效模具模具在工作中，与成形坯料接触，并受到相互作用力产生一定的相对运动造成磨损。
当磨损使模具的尺寸、精度、表面质量等发生变化而不能冲出合格的产品时，称为磨损失效，磨损失效是模具的主要失效形式，为冲模的正常失效形式，不可避免。
按磨损机理，模具磨损可分为磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损。
①磨粒磨损硬质颗粒存在于坯料与模具接触表面之间，或坯料表面的硬突出物，刮擦模具表面引起材料脱落的现象称为磨粒磨损。
②黏着磨损坯料与模具表面相对运动，由于表面凹凸不平，黏着部分发生剪切断裂，使模具表面材料转移或脱落的现象称为黏着磨损。
③疲劳磨损坯料与模具表面相对运动，在循环应力的作用下，使表面材料疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。
④腐蚀磨损在摩擦过程中，模具表面与周围介质发生化学或电化学反应，引起表层材料脱落的现象称为腐蚀磨损。
在模具与坯料相对运动过程中，实际磨损情况非常复杂。
工作中可能出现多种磨损形式，它们相互促进，最后以一种磨损形式失效。
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剪裂阶段对于薄板冲裁模，由于模具受到的冲击载荷不大，在正常的使用过程中，模具因摩擦产生的刃口磨损是主要的失效形式磨损过程可分为初期磨损，正常磨损和急剧磨损三个阶段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.正常磨损阶段当初期磨损达到一定程度后，刃口部位的单位压力逐渐减轻，同时刃口表面因应力集中产生应变硬化。
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宏观检验
模具型腔的凹 槽部位的表面 形貌特征如图 所示，凹槽表 面一侧粗糙， 存在热疲劳裂 纹沟槽，但靠 近裂纹源一侧 表面较光滑， 两者之间有一 波浪形的裂缝。
微观断口
扫描电镜观察发 现，裂纹源区 (三角形深色区) 有疲劳扩展的痕 迹(图5)，裂纹 快速断裂区的形 貌为解理+少量 撕裂棱+二次裂 纹，局部有沿晶 开裂现象(图6)。
模具的制造
半轴伞齿轮精 锻模用 3Cr2W8V钢制 造，其外形尺 寸见图1。
模具的制造工艺流 程是:下料—锻造— 退火—粗车成形— 淬火及回火—精车 成形—电火花加 工—入库。
模具热处理工艺
850℃井式炉滴乙醇保护预热2h, 1050～ 1100℃盐炉加热20min,淬油冷却到150℃左右 后转510℃硝盐炉回火，回火2次，每次2h， 回火后空冷。最终硬度是HRC 45～49。
金相分析
由以上检验结果我们认为，齿型大头表层在 服役过程中工作温度曾超过模具的回火温度， 但尚未达到模具钢的Ac1相变点，所以只有过 回火软化层而无二次淬火硬化层。从硬度和组 织的变化可以估计，齿型大头的局部工作温度 曾高达650～700℃。
齿型顶部开裂的机制
齿型顶部开裂的机制是热疲劳。 在成形过程中，由于模膛与炽热坯料直接接触并 剧烈摩擦，齿型表层温度一迅速升高，在内约束 的作用下，产生很大的压缩热应力。而脱模后情 况相反，由于喷水基石墨，模膛温度度迅邃下降， 在齿型表层出现拉伸热应力。于是，每打击一次， 齿型就经受一个热应力循环。当局部交变热应力 的水平达到或超过材料的屈服极限时，便引起周 期性的塑性变形，逐渐造成损伤积累，最终导致 热疲劳裂纹萌生与扩展。
2、工作条件
锤锻模是在模锻锤上使用的热成
形模具，它在成形过程中的机械 负荷主要是冲击力和摩擦作用， 热负荷主要是交替受热和冷却。
3、失效形式
锤锻模承受机械负荷和热负荷较重的部分是型 腔，其基本失效形式是型腔部分的模壁断裂， 型腔表面热疲劳、塑性变形、磨损等。锤锻模 具的燕尾部分产生冲击负荷且有应力集中，因 而燕尾开裂是常见的基本失效形式。
影响因素：锻件、锻模、模锻工艺、设备
4、提高措施
1、合理选择模具材料 2、合理选择模具硬度 3、进行表面强化 4、正确使用与维护
二、案例分析
4Cr2MoVNi钢汽车前桥锤 锻模失效分析 连接臂热锻模失效分析
半轴伞齿轮精锻模失效分析
锤锻模起重孔裂纹分析
案例一 4Cr2MoVNi钢汽车前桥锤锻模失 效分析
模具齿型大头塌陷的分析
失效形式主要表现为的高 度下降，尖角变圆，并在 端面上局部凸起形成“倒 锥度”
微观分析
将该模具的一个 齿型的大头在距 端面5mm处切 下，再纵剖为两 半，进行微观分 析，剖面的形状 以及显微硬度和 金相拍照的位臵 见图。
失效模具齿型大头附近的硬度
表层在服役过程 中已发生软化， 软化层深度约4 mm。
化学成分
冲击试验
在断口附近沿纵向取样，制成夏比U型缺口试 样(10mm x10 mm x55mm), 4件试样的室温冲 击功A kU平均值为23 ,冲击断口的宏观形貌为 脆性断口，未见明显的塑性变形，为解理断裂， 并存在大量的二次裂纹及少量的沿晶界开裂现 象，其形貌与模具快速断裂区形貌类似。
显微组织及硬度
显徽硬度实验与热影响分析
显徽硬度实验与热影响分析
用测量显微镜硬度的方法来确定热影响区。在 图8所示部位1与部位2的A方向打显微硬度， 所得硬度分别如图9、图10所示。
GO1 GO2
显徽硬度实验与热影响分析
显徽硬度实验与热影响分析
实验结果表明:5CrMnMo钢锻模棱角部位(部位1) 热影响区最大范围达4mm。表层0.12mm以内发 现一较高硬度区域，是由于该部位受热部分奥氏 体化，随后锻件脱模后水冷时，该部位又部分形 成马氏体组织，并且受模块内部余热自行回火得 到回火马氏体，所以得到了高硬度层。此外，由 于转变为马氏体而伴随的体积增加，又使得热疲 劳条件下应力增加，加快了热疲劳裂纹的荫生与 扩展。宏观分析也表明该区域的热疲劳裂纹较其 它区域严重。
生产过程
锻坯为50 x 92mm热轧圆钢，重量1.4hg，经 滚筒清理氧化皮后，中频感应加热，一火两锻 成形，始锻温度1150～1200℃，终锻温度 850-v9009C o模具工作之前用红铁预热，服 役过程中喷水基石墨冷却润滑。
模具服役寿命和失效形式
模具有3种失效形式:齿型大头塌陷、齿型顶部开裂和 齿型大失环裂。模具的主要失效形式是齿型大头塌陷， 占抽样模具总数的77.3%，其次是齿型预部开裂，比例 是18.2%。
锤锻模具失效案例分析
---材料11101班第四组
一、锤锻模具介绍
工作特点 工作条件 失效形式 提高措施
案例分析
1、工作特点
1、坯料温度高 在高温下变形和成型。温度高。 模具极易软化，产生塑性变形。 2、冲击力大 易引起应力集中，而造成塑性变 形和断裂 3、摩擦剧烈 4、急冷急热 循环热应力，是模具出现疲劳磨 损和疲劳断裂
宏观分析
以上结果表明，在前述硬度条件下， HM1模对应力集中较5CrMnMo模敏 感及裂纹扩展抗力较低，因此有较深 的底角裂纹。底角裂纹为模具断裂的 裂纹源。间距较大的疲劳条纹说明了 裂纹扩展速率较大。
显徽硬度实验与热影响分析
锻模与热坯料在加压状态下接触，其热传导 系数为非加压接触条件下的16倍，因此型腔 表面温度较高，形成热影响区，使表面产生回 火软化和强度性能指标明显下降。 将截取的试样分别在不同温度 (500, 600, 650, 700, 750℃)下进行2.5小时回火。回火后测出 硬度平均值，绘出硬度与回火温度关系曲线。 曲线表明HM1钢的抗回火能力较5C rMnMo高。
宏观检验
上下模块叠 放在一起， 其中上模块 的一角破裂
宏观检验
断口宏观形貌 如图,断面上 有明显的人字 形放射条纹, 箭头所指位臵 为人字形条纹 汇集处,此处 位于模具型腔 的一凹槽内, 凹槽附近断口 在存放过程中 生锈。
宏观检验
将破裂下来的一部分模块断口清洗除锈， 断口形貌见图。可见放射条纹收敛于图 中箭头所指的三角形深色区，此处断面 已氧化成黑色，氧化物较难清除。同时 三角形断面处可见宏观疲劳扩展的痕迹。
BACK
案例四 锤锻模起重孔裂纹分析
概述Leabharlann 锤锻模的燕尾裂纹和起重孔裂纹是影响锻模使 用寿命的重要因素之一。起重孔裂纹常常会与 扩展的燕尾根部裂纹连在一起，使得燕尾根部 的截面强度极大削弱，从而发生燕尾与模体突 然分离的缎模失效现象。因此，起重孔裂纹对 锻模的使用非常不利，所引起的经济损失也相 当大。
概况
本案例分析的失效模具为前桥终锻模具，外形 尺寸为2 000 mm x 486 mm x 340 mm,其加工 工艺为下料—锻造—退火—粗加工—超声探伤— 热处理—模腔成型。 热处理工艺为680℃x2h+920℃x9h油冷淬火， 540℃x12h+500℃x8h回火。 技术要求模具硬度为38～44 HRC，设计寿命 为≥ 50 000件，但该模具仅锻制前桥毛坯 7200件即发生破裂。
金相组织
在图8所示A方向，观察从表面到心部的显微组织 情况，并隔一定距离拍摄金相照片。5CrMnMo表 面硬化区(在0.15mm以内)呈深黑色，组织为回火 马氏体加回火屈氏体。距表面0.2mm处组织为较 多的回火索氏体加较少的回火屈氏体和少量的回 火马氏体。距表面1.0mm处的组织为回火马氏体 加回火屈氏体。距表面4.0mm处的组织为回火屈 氏体加少量回火马氏体和下贝氏体。心部的组织 为下贝氏体加少量上贝氏体和少量回火屈氏体。
齿型顶部开裂的防止
既然齿型顶部开裂的机制是热疲劳，那么防止或 推迟产生这种失效的主要途经应当 （1）减小齿型顶部承受的交变热应力。 （2）提高模具材料的热疲劳抗力。 具体对策有: （1）改进情锻工艺，如适当降低始锻温度，改 善模具的预热和冷却等，以减小交变热应力。 （2）改进模具热处理工艺，适当提高淬火加热 温度，以增大模具钢的热疲劳抗力。
金相组织
由于5CrMnMo钢锻模的主要失效形式为磨损， 因此下贝氏体对锻模失效影响不大。金相组织 的组成与硬度梯度曲线是相吻合的。HM1材料 各部位的组织差异不是太大，都为回火马氏体 加回火屈氏体和回火索氏体。组织中存在有链 状碳化物。这种链条状的碳化物成为模具的疲 劳源，使低周疲劳裂纹过早产生而造成模具的 早期破裂。
BACK
案例二 连接臂热锻模失效分析
使用条件
模具采用5 Cr1MnMo及HM1钢制造。其加工 工艺路线为:开坯—锻造—退火—机加工—淬、回 火。
失效形式
5CrMnMo钢锻模最终失效形式为冲刷磨损沟 槽、局部压塌和较严重的热疲劳龟裂。HM1钢 锻模寿命比SCrMnIVso的还低，仅达1800件左 右，其失效形式为断裂。
在裂纹源处截取金相试样观察，侵蚀后表层显微 组织为铁素体+少量珠光体，柱状晶粒和等轴晶 粒交替存在(图8 a)，硬度仅为220 HV;次表层组织 为马氏体，硬度为489 HV。表层组织与马氏体层 间有肉眼可见的孔洞，马氏体层内有多条横向和 纵向的沿晶界扩展的裂纹(图8b)。基体组织为回 火屈氏体，硬度为40. 7 H RC。由此可以判定， 型腔凹槽经过堆焊修补处理，焊条为低碳钢焊条。 裂纹源区处于焊接部位并存在未焊透形成的孔洞 和焊接冷裂纹。
改进措施与建议
采取表面处理工艺 提高冶金、锻造质量和改进热处理工艺
提高冶金和锻造质量，减少纵横向差值;在退火之前增加一道正火工艺， 以尽量消除链状碳化物的影响;降低硬度。
选用合适的润滑剂
文献介绍，与机油加二硫化钼及机油石墨相比，采用水剂石墨润剂可提高 模具寿命50%～100%。