淺談冷擠壓模具的失效形式
冷擠壓模具比較常用的材料是Cr12MoV,SKD11,D2,DC53等，在冷擠壓過(guò)程中，模具失效的形式主要有四種，即磨損、塑性變形、疲勞破壞和斷裂，其中磨損和疲勞破壞屬正常失效形式。
1、磨損
冷擠時(shí)，由于被擠材料在模具表面激烈地流動(dòng)，造成模具工作表面容易磨損，按照磨損機(jī)理的不同，冷擠壓模具的磨損又分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損。
2、塑性變形
火花塞殼體在冷擠時(shí)所受的負(fù)荷很大，在材料一定的情況下，只要熱處理稍有不慎，即可能發(fā)生鐓粗、折斷的現(xiàn)象。
防止模具產(chǎn)生塑性變形的方法是選擇合適的模具材料，采用先進(jìn)的熱處理工藝，使其在保持韌性的前提下，盡可能具有足夠的強(qiáng)度和硬度。
3、疲勞破壞
疲勞破壞屬于冷擠壓模具一種正常的失效形式，它是由于應(yīng)力的反復(fù)作用，在應(yīng)力集中部位造成疲勞裂紋，疲勞裂紋擴(kuò)展而造成斷裂破壞，這在凸凹模隨處可見(jiàn)?；鸹ㄈ麣んw冷擠壓中，疲勞破壞最多的是四序沖頭及四序凹模，這跟它們的受力狀況有關(guān)。四序?qū)儆趶?fù)合擠壓，先正擠、隨后反擠，正擠時(shí)，沖頭承受壓應(yīng)力，當(dāng)同心度不是很高時(shí)，還受彎曲應(yīng)力。反擠時(shí)，先承受壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，在回程時(shí)還受到拉應(yīng)力，即沖頭呈不對(duì)稱(chēng)循環(huán)的交變應(yīng)力作用，從而導(dǎo)致疲勞裂紋的產(chǎn)生。同時(shí)沖頭在冷擠過(guò)程中，由于火花塞殼體變形時(shí)的熱效，應(yīng)和流動(dòng)金屬與模具表面的摩擦，都有大量的熱產(chǎn)生，使沖頭溫度升高，通常都在200-400℃以上，從沖頭工作端部色看，甚至可達(dá)500℃以上。當(dāng)退出工作，加潤(rùn)滑劑及工作間隙，模具表面散熱降溫，這就使沖頭表面受到交變的熱應(yīng)力作用，將導(dǎo)致熱疲勞裂紋的產(chǎn)生。凹模在擠壓過(guò)程中，同時(shí)受到徑向、軸向和切向拉應(yīng)力。徑向和切向拉應(yīng)力是金屬變形時(shí)對(duì)凹模型腔內(nèi)壁的壓力所造成的，軸向拉應(yīng)力是由于由于金屬劇烈流動(dòng)與凹模內(nèi)表面發(fā)生強(qiáng)烈摩擦形成的。同沖頭一樣，還受到熱應(yīng)力的作用。在這四種應(yīng)力的反復(fù)作用下，在凹模的內(nèi)壁易造成徑向疲勞裂紋，一般發(fā)生在應(yīng)力集中的部位。
4、斷裂
斷裂是冷擠壓發(fā)生的一種不正常的失效形式，按斷裂的性質(zhì)有韌性斷裂和脆性斷裂兩種。 韌性斷裂是應(yīng)力超過(guò)屈服極限，這在冷擠壓中不存在。
冷擠壓模具基本上屬于脆性斷裂，在斷裂前沒(méi)有屈服現(xiàn)象。在火花塞殼體冷擠壓的實(shí)踐中，我們見(jiàn)到的脆性斷裂主要有兩種情況：一種情況是機(jī)械手失靈造成沖頭及凹模不正常斷裂及前序沖頭斷頭被送入后一工序而引起沖頭折斷。另一種是由于設(shè)計(jì)及熱處理原因造成不能使用而產(chǎn)生的斷裂，四序凹模芯就經(jīng)常發(fā)生。
綜上所述，冷擠壓模具的損壞都與上面所述的四種失效形式相聯(lián)系，所以提高模具壽命也就顯得尤為重要。
