提高热锻模具寿命途径的措施(热锻模具怎么减少开裂)

导语：提高热锻模具寿命途径

锻造不但能获得复杂零件的形状，而且具有良好的内部组织、力学和物理性能，提高产品质量的同时，可以缩短零件制造周期，具有良好的经济效益，是我司各种阀件类、分流头类、接头类黄铜产品主要的毛坯成型工艺。而热锻模具是锻造生产无可替代的主要工艺装备。但是，我司热锻模具的平均使用寿命与同行相比存在较大的差距，如何提高锻模使用寿命，已成为急需改善的重要问题。

我司热模锻工艺是将加热后的黄铜棒料放入模具型槽内，在压力机的压力和一定速度的作用下，迫使金属产生剧烈的塑性变形、充满型腔，从而获得所需形状的毛坯产品。其工作条件通常恶劣又繁重，不但要承受反复冲击载荷下的高应力，而且还要受到冷热交变作用的强烈磨损，从最初的细微裂纹或磨损到最终引起模具失效无法使用，因此锻模的寿命是有一定限度的。

失效模式及原因

热锻模具的失效可分为非正常失效和正常失效。非正常失效是指模具未能达到一定的生产需求就无法继续使用的失效，其形式有塑性变形、断裂、局部严重掉块（磨损）等。正常失效是指模具经长时间使用，因缓慢塑性变形、蠕变、均匀磨损以及疲劳断裂，致使其不能继续使用造成的报废。从生产实际情况看，现场模具失效主要有掉块（磨损）失效、变形失效和断裂失效。

掉块（磨损）失效通常发生在有高温黄铜金属高速流经，且型腔通径急剧变化的模具型槽处，或高温黄铜金属流向变化的模具型槽转角处。掉块（磨损）对锻件尺寸和表面质量影响较大，当锻件出现表面拉伤、掉皮、黑线等不良，或锻件外形尺寸超出锻件公差而无法修复时，模具报废。掉块（磨损）失效原因有：1.模具型槽表面加工或抛模后质量不高、过度不平滑、表面粗糙度达不到设计要求导致金属流动阻力增大；2.模具型槽润滑不良，金属流动阻力增大；3.热处理工艺不当，未能达到模具钢的最佳表面硬度、模具表面脱碳等引起锻模表面耐磨性降低；4.锻造温度过底导致流动性变差；5.锻造温度过高，模具型腔与高温坯料接触，型槽表面温度超过模具钢的回火温度时，其强度下降；6.铜棒表面粘有其它异物，流动过程与型腔表面产生剧烈摩擦。

模具的变形失效通常发生在冲头、顶料杆、模芯等较小的锻模零件，或者飞边桥部等局部；锻模辅助零部件的变形失效通常发生在锻模垫板、连接螺纹孔等受力部件上。热锻模具在使用时，承受巨大的应力和载荷，当模具的某一零件或部位所受的应力超过了当时温度下模具材料的屈服强度时，该零件或部位就会产生无法恢复的塑性变形，变形量越来越大，最终无法修复而造成模具报废。变形失效的原因有：1.选择的模具材料强度不够；2.热处理工艺不当，未能达到模具钢的最佳强韧性；3.调机过程失误、超过正常锻压行程；4.锻造棒料中混后超重量的不良开料尺寸，出现“炸模”现象；5.锻造温度过底导致抗变力超出模具容许使用应力等；6.锻造温度过高，模具型腔与高温坯料接触，型槽表面温度超过模具钢的回火温度时，其强度下降，从而发生热塑性变形；7.自动锻脱模失效导致双棒料打入模具出现“炸模”现象。

断裂失效通常发生在模具型槽最深部，尤其是容易形成应力集中的转角处、冲头、顶料块和顶针直径突变处等的薄弱环节。模具型槽承受巨大的冲击载荷及内应力，当模具本身承载能力不足时，就会出现模具断裂。断裂失效原因有：1.模具设计整体过于单薄，零件选取规格与需求不匹配，无法承受毛坯成型过程当中的冲击载荷；2.模具设计存在应力过于集中的不良点；3.调机过程失误、超过正常锻压行程；4.锻造棒料中混后超重量的不良开料尺寸，出现“炸模”现象；5.选择的模具材料强度不够；6.热处理工艺不当，未能达到模具钢的最佳强韧性；7.锻造温度过底导致抗变力超出模具容许使用应力等；8.自动锻脱模失效导致双棒料打入模具出现“炸模”现象。

提高寿命途径

合理的热锻模具设计是提高模具寿命的前提条件。需要从以下几个方面进行考虑：1.模锻拔模斜度和圆角半径，拔模斜度大小直接影响到锻件出模，从而影响到热锻模具工作部分表面温度的高低，因此，在可能的情况下尽量选择较大的拔模斜度。模具上的凹凸圆角半径不能太小，模具型槽深处的凹圆角半径过小，金属充填小圆角时需要很大的压力，并且该部位有应力集中，容易产生裂纹；凸圆角半径太小会在锻件中产生折纹或切断金属流线。因此，取较大的圆角半径对锻件成形、出模和模具寿命都有利；2.热锻模具型腔应按毛坯下差设计，模具在使用过程中会因磨损或抛模导致型腔越来越大,直至锻出毛坯尺寸超上下报废，型腔按下差设计可最大限度提高模具使用寿命；3.锻模结构设计中因充分考虑毛坯成型过程中所需的压力，校核模具强度，细节应避免局部应力过于集中的情况出现，台阶转角处采用适当圆角过度等方式，改善应力集中问题；4.毛坯成型方案中应多采用镦粗成型，避免强行聚料或大比例挤压的成型方式；5.根据模具零部件在使用过程中的重要程度和受力情况，合理选择零件材料及热处理方式。

模具的制作是影响模具寿命的重要因素。模具制作直接影响模具成品是否能达到设计和使用要求。需要从

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