冷作模具選材及失效分析

>“模具是工業(yè)之母”，模具性能好壞，壽命高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。而模具材料與熱處理、表面處理是影響模具壽命諸因素中的主要因素。目前世界各國(guó)都在不斷地開(kāi)發(fā)模具新材料，改進(jìn)熱處理工藝和表面強(qiáng)化技術(shù)。我國(guó)的模具工業(yè)一直以較快的增速快速發(fā)展，模具制造的首要問(wèn)題是模具材料。制造模具及其零件的材料有很多，如鋼，鑄鐵，非鐵合金及其合金、高溫合金、硬質(zhì)合金、有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、天然或人造金剛石等。但其中鋼是用的更多，應(yīng)用范圍更廣的材料。 一、 零件的失效分析 任何零件均具有一定的設(shè)計(jì)功能與壽命。當(dāng)其在使用過(guò)程中，因零件的外部形狀尺寸和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而失去原有的設(shè)計(jì)功能，使其低效工作或無(wú)法工作或提前退役的現(xiàn)象。 通常按零件的工作條件及失效的特點(diǎn)可分為：過(guò)量變形、斷裂、表面損傷和物理性能降級(jí)。零件的失效原因主要包括設(shè)計(jì)、材料、加工和使用四個(gè)方面，然而工件失效的原因可能是單一的，也有可能是多種因素共同作用的結(jié)果，但每一失效事件均應(yīng)有一導(dǎo)致失效的主要原因，據(jù)此可提出防止失效的主要措施。在失效分析中，我們可進(jìn)行如下幾個(gè)基本步驟：
1調(diào)查取證
2整理分析
3斷口分析
4成分組織性能的分析與測(cè)試
5綜合分析得出結(jié)論。
二、選材原則
材料的選用常常是一個(gè)復(fù)雜而困難的判斷、優(yōu)化過(guò)程。毫無(wú)疑問(wèn)，所選材料應(yīng)滿足產(chǎn)品使用的需要，經(jīng)久耐用，易于加工，經(jīng)濟(jì)效益高。而且選材一般應(yīng)遵循三個(gè)基本原則：使用性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性能，它們是辯證的統(tǒng)一體。在大多數(shù)情況下，使用性能是選材的首要原則與依據(jù)，然后再綜合考慮工藝性能和經(jīng)濟(jì)性能，得出優(yōu)化結(jié)果。
1、 使用性能選材原則
使用性能是材料滿足使用需要所必備的性能，它是保證零件的設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)、安全耐用的必要條件，是選材的更主要原則。首先分析零件的工作條件，確定其使用性能；其次進(jìn)行失效分析，確定主要使用性能；然后將零件的使用性能要求轉(zhuǎn)化為對(duì)材料性能指標(biāo)和具體數(shù)值的要求。
2、 工藝性能選材原則
材料的工藝性能可定義為材料經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)各種加工工藝而獲得規(guī)定的使用性能和外形的能力。 金屬材料的工藝性能一般包括：鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能、機(jī)械加工性能、熱處理工藝性能；高分子材料的工藝性能主要工藝為成型加工，且工藝性能良好，所用工具為成型模；
3、 經(jīng)濟(jì)性能選材原則
主要是指選擇價(jià)格便宜、加工成本低的材料，其中材料成本問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)性選材原則的核心。