模具失效的形式

模具失效概念知識(shí)點(diǎn)：1、模具失效2、模具損傷3、模具使用壽命模具失效——是指模具喪失正常的使用功能，不能通過(guò)一般的修復(fù)方法使其重新服役的現(xiàn)象。模具在服役中產(chǎn)生了過(guò)量變形、斷裂破壞、表面損壞等現(xiàn)象后，將喪失原有的功能，達(dá)不到預(yù)期的要求，或變的不安全、不可靠，以致予不能繼續(xù)正常地服役，這些現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)為模具失效。模具的失效分為非正常失效和正常失效。非正常失效(早期失效)是指模具未達(dá)到一定的工業(yè)水平下公認(rèn)的壽命時(shí)就不能服役。早期失效的形式有塑性變形、斷裂、局部嚴(yán)重磨損等。正常失效是指模具經(jīng)大批量生產(chǎn)使用，因緩慢塑性變形或較均勻地磨損或疲勞斷裂而不能繼續(xù)服役。模具損傷——模具在使用過(guò)程中，出現(xiàn)變形，微裂紋，腐蝕等現(xiàn)象，但沒(méi)有立即喪失服役能力的現(xiàn)象稱(chēng)為模具損傷。舉例，斷裂失效過(guò)程總之，失效發(fā)展過(guò)程是：模具損傷→損傷積累→模具失效的過(guò)程。模具壽命模具正常失效前，生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫模具正常壽命，簡(jiǎn)稱(chēng)模具壽命。模具首次修復(fù)前生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫首次壽命。模具一次修復(fù)后到下一次修復(fù)前所生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫修模壽命。模具壽命是首次壽命與各次修復(fù)壽命的總和。模具壽命與產(chǎn)品成本的關(guān)系產(chǎn)品成本由原材料費(fèi)、工資費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)、模具設(shè)計(jì)制造費(fèi)、管理費(fèi)等組成。降低產(chǎn)品成本費(fèi)，一方面要提高模具壽命，還要考慮產(chǎn)品批量與模具壽命之間的匹配，應(yīng)使模具壽命略大于產(chǎn)品批量。為了使產(chǎn)品成本最低，在滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，應(yīng)根據(jù)批量選用不同的模具材料及制造工藝。對(duì)同一產(chǎn)品同一模具材料，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品批量選取最合理的模具結(jié)構(gòu)。模具失效分類(lèi)按時(shí)間結(jié)果分為：早期失效由設(shè)計(jì)或制造缺陷造成；隨機(jī)失效生產(chǎn)、管理、環(huán)境等偶然因素造成；耗損失效長(zhǎng)期使用結(jié)果，壽命終止。按經(jīng)濟(jì)效益分為：正常失效產(chǎn)品長(zhǎng)期使用結(jié)果，壽命終止缺陷失效產(chǎn)品設(shè)計(jì)者或制造者造成質(zhì)量問(wèn)題；誤用失效產(chǎn)品使用者造成；受累失效環(huán)境、自然災(zāi)害等不可抗拒的偶然因素造成。按失效形式分為：過(guò)量變形彈性、塑性變形、蠕變?cè)斐沙钍?；模具斷裂韌性、脆性、疲勞、腐蝕、造成斷裂失效；表面損傷磨損、接觸疲勞、腐蝕造成表面損傷。模具失效形形式及機(jī)理理模具因類(lèi)型型不同、生生產(chǎn)的產(chǎn)品品不同，失失效的形式式也不同。。如：鍛模模失效主要要因?yàn)槌叽绱绮环弦蠡蝈懩ＤＦ屏?；塑塑料模具常常常因表面面光潔度不不夠而失效效。綜合來(lái)講，，模具失效效形式主要要有三類(lèi)：：磨損、斷裂裂、塑性變變形。模具失效形形式及機(jī)理理磨損失效磨損的概念念：由于表面的的相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，從接觸觸表面逐漸漸失去物質(zhì)質(zhì)的現(xiàn)象稱(chēng)稱(chēng)為磨損。。模具的磨損損：坯料與模具具之間接觸觸，成型過(guò)過(guò)程中產(chǎn)生生相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，造成磨磨損。磨損的結(jié)果果:(1)模具尺寸發(fā)發(fā)生變化；(2)模具表面狀態(tài)態(tài)發(fā)生變化化，如粗糙糙度增加、、產(chǎn)生劃痕痕等。一、磨損分分類(lèi)根據(jù)模具的的成形坯料料、使用狀狀況，其磨磨損機(jī)理可可以分為：：磨粒磨損、、粘著磨損損、疲勞磨磨損、氣蝕蝕和沖蝕磨磨損、腐蝕蝕磨損。模具失效形形式及機(jī)理理二、磨粒磨磨損磨粒磨損的的定義:在工件和模模具接觸表表面之間存存在外來(lái)硬硬質(zhì)顆?；蚧蛘吖ぜ肀砻娴挠餐煌怀鑫铮喂尾聊＞弑肀砻?，引起起模具表面面材料脫落落的現(xiàn)象叫叫磨粒磨損損。模具失效形形式及機(jī)理理主要特征是是模具表面面有明顯的的劃痕或犁犁溝，磨損損物為條狀狀或切屑狀狀。二、磨粒磨磨損(一)磨粒磨損的的機(jī)理（圖圖3-1、圖3-2）模具失效形形式及機(jī)理理磨料磨損時(shí)時(shí)，作用在在質(zhì)點(diǎn)上的的力分為垂垂直分力和和水平分力力。垂直分力使使硬質(zhì)點(diǎn)壓壓入材料表表面；水平分力使使硬質(zhì)點(diǎn)與與表面之間間產(chǎn)生相對(duì)對(duì)位移，硬硬質(zhì)點(diǎn)與材材料相互作作用的結(jié)果果，使被磨磨損表面產(chǎn)產(chǎn)生犁皺或或切屑，形形成磨損或或在表面留留下溝槽。。二、磨粒磨磨損(一)磨粒磨損的的機(jī)理模具失效形形式及機(jī)理理二、磨粒磨磨損(二)影響磨粒磨磨損的因素素磨粒大小與與形狀磨粒硬度和和模具材料料硬度模具與工件件表面壓力力磨粒尺寸與與工件厚度度的相對(duì)比比值模具失效形形式及機(jī)理理二、磨粒磨磨損(三)提高耐磨粒粒磨損的措措施提高模具材材料的硬度度進(jìn)行表面耐耐磨處理采用防護(hù)措措施模具失效形形式及機(jī)理理三、粘著磨磨損粘著磨損的的定義：工工件與模具具表面相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，，由于表面面凹凸不平平，粘著的的結(jié)點(diǎn)發(fā)生生剪切斷裂裂，使模具具表面的材材料轉(zhuǎn)移到到工件上或或脫落的現(xiàn)現(xiàn)象。模具失失效形形式及及機(jī)理理要特征征是磨磨損產(chǎn)產(chǎn)物多多為片片狀或或小顆顆粒。。(一)粘著磨磨損的的機(jī)理理模具與與工件件表面面的實(shí)實(shí)際接接觸面面積只只有名名義上上的0.01-0.1%，只有有少數(shù)數(shù)微觀(guān)觀(guān)凸起起處接接觸，，壓力力很大大，引引起塑塑性變變形，，加上上表面面因摩摩擦而而溫度度升高高，局局部金金屬軟軟化或或熔化化，使使表層層的氧氧化膜膜破裂裂，使使新鮮鮮材料料暴露露，造造成工工件與與模具具材料料純金金屬接接觸，，分子子間互互相吸吸引、、滲透透、粘粘著，，使這這些突突起處處聯(lián)接接起來(lái)來(lái)。隨隨著相相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的進(jìn)行行和接接觸部部分的的溫度度急劇劇下降降，突突起處處相當(dāng)當(dāng)于進(jìn)進(jìn)行了了一次次局部部淬火火，使使粘著著部分分材料料強(qiáng)度度增加加，形形成淬淬火裂裂紋，，最后后造成成撕裂裂和剝剝落。。圖3-5為粘著磨損損過(guò)程。模具失效形形式及機(jī)理理（二）粘著著磨損的分分類(lèi)根據(jù)磨損程程度，分為為：輕微粘粘著磨損（（氧化磨損））和嚴(yán)重粘著著磨損（涂涂抹、擦傷傷、膠合））。輕微粘著磨磨損（氧化化磨損）：粘結(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度低于模具和工件件的強(qiáng)度時(shí)時(shí)發(fā)生。接接點(diǎn)的剪切切損壞基本本上發(fā)生在在粘著面上上，表面材材料的轉(zhuǎn)移移十分輕微微。模具失效形形式及機(jī)理理（二）粘著著磨損的分分類(lèi)模具失效形形式及機(jī)理理涂抹：粘結(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度介于模具和工件件的強(qiáng)度之之間時(shí)發(fā)生生。接點(diǎn)的剪切切損壞發(fā)生生在離粘著著面不遠(yuǎn)的的較軟金屬屬的淺層內(nèi)內(nèi)，使較軟軟金屬粘附附并涂抹在在較硬金屬屬表面上。。（二）粘著著磨損的分分類(lèi)模具失效形形式及機(jī)理理擦傷：粘結(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度高于模具和工件件的強(qiáng)度時(shí)時(shí)發(fā)生。接點(diǎn)剪切損損壞主要發(fā)發(fā)生在較軟軟金屬的淺淺層內(nèi)，有有時(shí)硬金屬屬表面也有有擦痕。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到硬表表面上的粘粘結(jié)物又擦擦削較軟表表面。如銅銅與鋼摩擦擦?xí)r，剪切切大多發(fā)生生在銅表層層內(nèi)，但鋼鋼表面也殘殘留少量的的小坑；（二）粘著著磨損的分分類(lèi)模具失效形形式及機(jī)理理膠合（咬死）：粘結(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模具和工件件的強(qiáng)度時(shí)時(shí)發(fā)生。摩擦副之間間粘著面積積較大，不不能作相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)稱(chēng)咬咬死死。。剪剪切切發(fā)發(fā)生生在在模模具具或或工工件件較較深深的的地地方方。。模具具失失效效形形式式及及機(jī)機(jī)理理載荷荷對(duì)對(duì)碳碳鋼鋼表表面面磨磨損損量量的的影影響響（三三））影影響響粘粘著著磨磨損損的的因因素素表面面壓壓力力T1（接觸觸壓壓應(yīng)應(yīng)力力小小于于材材料料硬硬度度的的1/3），，磨磨損損主主要要是是通通過(guò)過(guò)氧氧化化碎碎屑屑的的脫脫落落而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的，，屬屬于于輕輕微微氧氧化化磨磨損損區(qū)區(qū)；；T1與T2之間間為為嚴(yán)嚴(yán)重重磨磨損損區(qū)區(qū)，，磨磨屑屑尺尺寸寸增增大大，，加加厚厚，，且且多多為為金金屬屬屑屑；；當(dāng)載載荷荷繼繼續(xù)續(xù)增增大大超超過(guò)過(guò)T2后，，表表面面內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦增增大大而而溫溫度度很很高高，，可可能能發(fā)發(fā)生生相相變變，，并并形形成成白白層層，，形形成成不不易易破破碎碎的的氧氧化化膜膜，，因因而而耐耐磨磨。。（三三））影影響響粘粘著著磨磨損損的的因因素素②材材料料性性質(zhì)質(zhì)脆性材料比塑塑性材料粘著著傾向小。塑塑性材料形成成的粘著結(jié)點(diǎn)點(diǎn)的破壞以塑塑性流動(dòng)為主主，它發(fā)生在在離表面一定定的深度處，，磨屑較大。。而脆性材料料粘結(jié)點(diǎn)的破破壞主要是剝剝落，損傷深深度較淺，同同時(shí)磨屑容易易脫落，不堆堆積在表面上上。密排六方結(jié)構(gòu)構(gòu)的金屬材料料粘著傾向小小，面心立方方點(diǎn)陣的金屬屬粘著傾向明明顯大于其他他點(diǎn)陣的金屬屬；多相的金屬比比單相的金屬屬粘著傾向小小；互溶性大的材材料(包括相同金屬屬或相同晶格格類(lèi)型的金屬屬)所組成的摩擦擦副粘著傾向向大；互溶性性小的材料(異種金屬或晶晶格結(jié)構(gòu)不相相近的金屬)組成的摩擦副副粘著傾向小小。模具失效形式式及機(jī)理（三）影響粘粘著磨損的因因素③材料硬度度模具材料硬度度越大，磨損損越小；反之之，磨損越大大。模具失效形式式及機(jī)理(四)提高耐粘著磨磨損性能的措措施①合理選用用模具材料選與工件互溶溶性小的材料料，減小親合合力，降低粘粘結(jié)的可能性性。②合理選用用潤(rùn)滑劑和添添加劑潤(rùn)滑油膜一方方面可防止金金屬表面直接接接觸，另一一方面可減小小摩擦，成倍倍提高抗粘著著磨損的能力力。③采用表面面處理通過(guò)表面化學(xué)學(xué)熱處理，如如滲硫、硫氮氮共滲、磷化化、軟氮化等等熱處理工藝藝，使表面生生成一化合物物薄膜，或?yàn)闉榱蚧?，磷磷化物，含氮氮的化合物，，使摩擦系?shù)數(shù)減小，起到到減磨作用也也減小粘著磨磨損。模具失失效形形式及及機(jī)理理四、疲疲勞磨磨損疲勞磨磨損的的定義義：工件與與模具具表面面相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，，在循循環(huán)應(yīng)應(yīng)力（（機(jī)械械應(yīng)力力與熱熱應(yīng)力力）的的作用用下，，使模模具表表層金金屬材材料疲疲勞脫脫落的的現(xiàn)象象。模具失失效形形式及及機(jī)理理接觸疲疲勞磨磨損，，主要要特征征為磨磨損表表面有有裂紋紋、小小坑等等，磨磨損產(chǎn)產(chǎn)物為為塊狀狀或餅餅狀。。模具失失效形形式及及機(jī)理理四、疲疲勞磨磨損(一)疲勞磨磨損的的機(jī)理理在承受受力和和相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的情情況下下，模模具表表面及及亞表表面不不僅有有多變變的接接觸應(yīng)應(yīng)力而而且還還有切切應(yīng)力力，這這些外外力反反復(fù)作作用一一定周周次后后，模模具表表面就就會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生局局部塑塑性變變形和和加工工硬化化。在在某些些組織織不均均勻處處，由由于應(yīng)應(yīng)力集集中，，形成成裂紋紋源，，并沿沿著切切應(yīng)力力方向向或夾夾雜物物走向向發(fā)展展。當(dāng)當(dāng)裂紋紋擴(kuò)展展到表表面時(shí)時(shí)或與與縱向向裂紋紋相交交時(shí)，，形成成磨損損剝落落。模具疲疲勞磨磨損有有機(jī)械疲疲勞磨磨損、、冷熱熱疲勞勞磨損損。模具失失效形形式及及機(jī)理理四、疲疲勞磨磨損（二)影響疲疲勞磨磨損的的因素素材質(zhì)：：鋼材材的冶冶金質(zhì)質(zhì)量，，如：：夾雜雜物類(lèi)類(lèi)型、、大小小、形形貌、、分布布。特特別是是脆性性、帶帶棱角角的非非金屬屬夾雜雜物。。硬度：：一般情情況下下，材材料抗抗疲勞勞磨損損能力力隨表表面硬硬度的的增加加而增增強(qiáng)，，而表表面硬硬度一一旦越越過(guò)一一定值值，則則情況況相反反。表面粗粗糙度度：表表面粗粗糙度度低，，接觸觸面積積大，，接觸觸應(yīng)力力小，，提高高抗疲疲勞磨磨損能能力。。模具失失效形形式及及機(jī)理理四、疲疲勞磨磨損(三)提高耐耐疲勞勞磨損損的措措施合理選選擇潤(rùn)潤(rùn)滑劑劑潤(rùn)滑劑劑可避避免模模具與與工件件表面面直接接接觸觸，并并均化化接觸觸應(yīng)力力，緩緩沖沖沖擊。。潤(rùn)滑滑劑粘粘度越越高越越好，，固體體潤(rùn)滑滑劑比比液體體潤(rùn)滑滑劑好好。②進(jìn)進(jìn)行行表面面強(qiáng)化化處理理采用噴噴丸、、滾壓壓等強(qiáng)強(qiáng)化方方法，，使模模具工工作表表面金金屬受受壓縮縮產(chǎn)生生塑性性變形形，并并產(chǎn)生生宏觀(guān)觀(guān)壓縮縮應(yīng)力力，有有利于于提高高抗疲疲勞磨磨損的的能力力。五、氣氣蝕磨磨損和和沖蝕蝕磨損損（一））氣蝕磨磨損定義：：模具具表面面的氣氣泡破破裂，，產(chǎn)生生瞬間間的沖沖擊和和高溫溫，使使模具具表面面形成成微小小的麻麻點(diǎn)和和凹坑坑的現(xiàn)現(xiàn)象叫叫氣蝕蝕磨損損。模具失失效形形式及及機(jī)理理五、氣氣蝕磨磨損和和沖蝕蝕磨損損（一））氣蝕磨磨損產(chǎn)生機(jī)機(jī)理：：模具具與液液體表表面接接觸作作相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，，在液液體與與模具具接觸觸處的的局部部壓力力比液液體蒸蒸發(fā)壓壓力低低的情情況下下，形形成氣氣泡，，同時(shí)時(shí)溶解解在液液體中中的氣氣體也也可能能析出出形成成氣泡泡，如如果這這些氣氣泡流流到高高壓區(qū)區(qū)，當(dāng)當(dāng)承受受壓力力超過(guò)過(guò)氣泡泡內(nèi)壓壓力時(shí)時(shí)，氣氣泡就就會(huì)破破裂，，在瞬瞬間產(chǎn)產(chǎn)生極極大的的沖擊擊力和和高溫溫，作作用于于模具具表面面上。。氣泡泡的形形成和和壓潰潰的反反復(fù)作作用，，使零零件表表面疲疲勞破破壞，，產(chǎn)生生麻點(diǎn)點(diǎn)，隨隨后擴(kuò)擴(kuò)展成成海綿綿狀空空穴，，這種種磨損損稱(chēng)為為氣蝕蝕磨損損。模具失效形式式及機(jī)理五、氣蝕磨損損和沖蝕磨損損（二）沖蝕磨磨損定義：液體或或固體微粒高高速落到模具具表面，反復(fù)復(fù)沖擊模具表表面，使模具具表面局部材材料流失，形形成麻點(diǎn)和凹凹坑的現(xiàn)象叫叫沖蝕磨損。。當(dāng)小液滴速度度特別高，高高于100m/s時(shí)，產(chǎn)生的沖沖擊應(yīng)力會(huì)超超過(guò)材料的屈屈服強(qiáng)度，造造成局部材料料斷裂。模具失效形式式及機(jī)理五、氣蝕磨損損和沖蝕磨損損（三）提高抗抗氣蝕磨損和和沖蝕磨損的的措施氣蝕磨損和沖沖蝕磨損都稱(chēng)稱(chēng)為侵蝕磨損損。它們都可可以看成疲勞勞磨損的派生生形式。因?yàn)闉榫捅举|(zhì)上來(lái)來(lái)說(shuō)，都是由由于機(jī)械力造造成的表面疲疲勞破壞，但但液體的化學(xué)學(xué)和電化學(xué)作作用加速了它它們的破壞速速度。在注塑塑模具和壓鑄鑄模具中易出出現(xiàn)。若材料具有較較好的抗疲勞勞性和抗腐蝕蝕性，又有較較高的強(qiáng)度和和韌性，材料料的抗氣蝕磨磨損和沖蝕磨磨損性能就好好。工藝上上，降降低流流體對(duì)對(duì)模具具表面面的沖沖擊速速度，，避免免渦流流，消消除產(chǎn)產(chǎn)生氣氣蝕的的條件件，可可有效效減少少氣蝕蝕和沖沖蝕磨磨損。。模具失效形形式及機(jī)理理六、腐蝕磨磨損定義：在摩擦過(guò)程程中，模具具表面與周周?chē)橘|(zhì)發(fā)發(fā)生化學(xué)或或電化學(xué)反反應(yīng)，再加加上機(jī)械摩摩擦作用，，引起表層層材料脫落落的現(xiàn)象叫叫腐蝕磨損損。（腐蝕蝕+磨損）腐蝕磨損損，它的主要要特征是是磨損表表面有化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)膜或小小麻點(diǎn)，，但麻點(diǎn)點(diǎn)比較光光滑。磨磨損物為為薄的碎碎片或粉粉末。典典型工件件如汽缸缸與活塞塞、船舶舶外殼、、水力發(fā)發(fā)電的水水輪機(jī)葉葉片等。。模具失效效形式及及機(jī)理六、腐蝕蝕磨損（一）腐腐蝕磨損損的機(jī)制制（兩個(gè)個(gè)階段））第一階段段：在摩摩擦過(guò)程程中，模模具表面面與周?chē)鷩橘|(zhì)發(fā)發(fā)生化學(xué)學(xué)或電化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)，形成成反應(yīng)物物；第二階段段：表面面反應(yīng)物物在隨后后的摩擦擦過(guò)程中中被磨掉掉。反應(yīng)物被被磨掉后后，新鮮鮮表面暴暴露出來(lái)來(lái)，重新新與周?chē)鷩橘|(zhì)發(fā)發(fā)生化學(xué)學(xué)或電化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)，重復(fù)復(fù)第一階階段。模具失效效形式及及機(jī)理六、腐蝕蝕磨損腐蝕磨損損常發(fā)生生在高溫溫或潮濕濕的環(huán)境境中，尤尤其在有有酸、堿堿、鹽等等特殊條條件下最最易發(fā)生生。模具常見(jiàn)見(jiàn)的腐蝕蝕磨損形形式有：：氧化腐蝕蝕磨損、、特殊介介質(zhì)腐蝕蝕磨損。。模具失效效形式及及機(jī)理六、腐蝕蝕磨損（二）氧氧化腐蝕蝕磨損在摩擦過(guò)過(guò)程中，，由于金金屬表層層凸峰的的塑性變變形，促促使原有有的氧化化膜破裂裂，新的的材料暴暴露后又又與氧結(jié)結(jié)合形成成脆而硬硬的氧化化膜。由由于氧化化膜不斷斷生成與與剝落造造成的磨磨損稱(chēng)為為氧化磨磨損。模具服役役時(shí)一般般都會(huì)出出現(xiàn)氧化化磨損。。一般情況況下氧化化膜能使使金屬表表面免于于粘著，，氧化磨磨損一般般要比粘粘著磨損損緩慢，，因而可可以說(shuō)氧氧化磨損損能起到到保護(hù)摩摩擦副的的作用。。模具失效效形式及及機(jī)理六、腐蝕蝕磨損氧化磨損損的速度度與氧化化膜的性性質(zhì)有關(guān)關(guān)：（1）氧化膜膜的密度度和金屬屬相近：：氧化膜膜能牢固固覆蓋在在金屬表表面，磨磨損??；；（2）氧化膜的密密度大于金屬屬密度：氧化化膜中易出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力，膜膜易破裂或出出現(xiàn)多孔疏松松膜。（3）氧化膜的密密度小于金屬屬密度：隨著著氧化膜的生生長(zhǎng)，膜的體體積不斷膨脹脹，在膜內(nèi)形形成平行于表表面的壓應(yīng)力力和垂直于表表面使膜脫離離表面的拉應(yīng)應(yīng)力，膜愈厚厚，內(nèi)應(yīng)力愈愈大，膜易剝剝落。（4）氧化膜與基基體的熱漲系系數(shù)不同，也也會(huì)造成氧化化膜脫落。模具失效形式式及機(jī)理六、腐蝕磨損損（三）特殊介介質(zhì)腐蝕磨損損在腐蝕環(huán)境中中，金屬表面面與酸、堿、、鹽等特殊介介質(zhì)發(fā)生化學(xué)學(xué)反應(yīng)，形成成化合物。在在摩擦力的作作用下，表層層化合物剝落落而引起的磨磨損稱(chēng)為特殊殊介質(zhì)腐蝕磨磨損。為了防止和減減輕腐蝕磨損損，可從表面面處理工藝、、潤(rùn)滑材料及及添加劑的選選擇等方面采采取措施。模具失效形式式及機(jī)理七、磨損的交交互作用模具表面的磨磨損往往多種種形式并存，，并相互促進(jìn)進(jìn)。如；模具表面面發(fā)生粘著磨磨損后，形成成的磨粒會(huì)引引發(fā)磨粒磨損損；而磨粒磨磨損造成模具具表面更加粗粗糙，又會(huì)促促進(jìn)粘著磨損損；模具表面疲勞勞磨損后，形形成的磨粒同同樣會(huì)引發(fā)磨磨粒磨損；而而磨粒磨損造造成模具表面面更加粗糙，，也會(huì)促進(jìn)粘粘著磨損、疲疲勞磨損。腐蝕磨損也會(huì)會(huì)促進(jìn)磨粒磨磨損、疲勞磨磨損、粘著磨磨損。模具失效形式式及機(jī)理模具失效形式式及機(jī)理斷裂失效模具出現(xiàn)大裂裂紋或分離為為兩部分或數(shù)數(shù)部分，喪失失服役能力時(shí)時(shí)，稱(chēng)為斷裂裂失效。模具失效形式式及機(jī)理二、斷裂分類(lèi)類(lèi)（1）按斷裂性質(zhì)質(zhì)分塑性斷裂、脆脆性斷裂根據(jù)金屬材料料斷裂前所產(chǎn)產(chǎn)生的宏觀(guān)塑塑性變形的大大小分。一般般規(guī)定光滑拉拉伸試樣的斷斷面收縮率小小于5％為脆性斷裂；大于5％為韌性斷裂裂。（2）按斷裂路徑徑分沿晶斷裂、穿穿晶斷裂、混混晶斷裂（3）按斷裂機(jī)理分分一次性斷裂、、疲勞斷裂模具材料多為為中、高強(qiáng)度度鋼，斷裂性性質(zhì)多為脆性性斷裂。模具失效形式式及機(jī)理脆性斷裂脆性斷裂指斷斷裂時(shí)不發(fā)生生塑性變形或或只發(fā)生很小小的塑性變形形（小于2-5%）的斷斷裂。。包括括一次性性斷裂裂、疲疲勞斷斷裂。。1）一次次性斷斷裂指指在承承受受很大大變形形力或或在沖沖擊載載荷的的作用用下，，裂紋紋產(chǎn)生生并迅迅速發(fā)發(fā)展所所造成成的斷斷裂。。斷口口呈結(jié)結(jié)晶狀狀。2）疲勞勞斷裂裂指在在較低低應(yīng)力力下，，經(jīng)反反復(fù)使使用，，裂紋紋緩慢慢擴(kuò)展展后發(fā)發(fā)生的的斷裂裂。斷斷口呈呈纖維維狀。。模具失失效形形式及及機(jī)理理三、一一次性性斷裂裂包括穿穿晶斷斷裂，，沿晶晶斷裂裂（一））穿晶晶斷裂是一種種解理理斷裂裂，指指沿著著特定定的晶晶面的的斷裂裂。解理面面一般般是低低指數(shù)數(shù)或表表面能能最低低的晶晶面，，如體心心立方方的解解理面面為{001}，密排排六方方為{0001}。解理斷斷裂常常見(jiàn)于于體心心立方方和密密排六六方金金屬及及合金金，低低溫、、沖擊擊載荷荷和應(yīng)應(yīng)力集集中常常促使使解理理斷裂裂的發(fā)發(fā)生。。面心心立方方金屬屬很少少發(fā)生生解理理斷裂裂。模具失失效形形式及及機(jī)理理解理斷斷裂通通常是是宏觀(guān)觀(guān)脆性性斷裂裂，它它的裂裂紋發(fā)發(fā)展十十分迅迅速，，常常常造成成零件件或構(gòu)構(gòu)件災(zāi)災(zāi)難性性的總總崩潰潰。斷口特特征：：“河流花花樣”，河流流花樣樣中的的每條條支流流都對(duì)對(duì)應(yīng)著著一個(gè)個(gè)不同同高度度的相相互平平行的的解理理面之之間的的臺(tái)階階。解解理裂裂紋擴(kuò)擴(kuò)展過(guò)過(guò)程中中，眾眾多的的臺(tái)階階相互互匯合合，便便形成成了河河流花花樣。。河流流的流流向恰恰好與與裂紋紋擴(kuò)展展方向向一致致?？煽梢愿鶕?jù)河河流花花樣的的流向向，判判斷解解理裂裂紋在在微觀(guān)觀(guān)區(qū)域域內(nèi)的的擴(kuò)展展方向向。模具具失失效效形形式式及及機(jī)機(jī)理理三、、一次次性性斷斷裂裂（二二））沿沿晶晶斷裂裂裂紋紋沿沿晶晶界界擴(kuò)擴(kuò)展展造造成成的的斷斷裂裂。。根據(jù)據(jù)斷斷裂裂能能量量消消耗耗最最小小原原理理，，裂裂紋紋的的擴(kuò)擴(kuò)展展路路徑徑總總是是沿沿著著原原子子鍵鍵合合力力最最薄薄弱弱的的表表面面進(jìn)進(jìn)行行。。晶晶界界強(qiáng)強(qiáng)度度不不一一定定最最低低，，但但如如果果存存在在某某些些因因素素使使晶晶界界弱弱化化，，就就會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生沿沿晶晶斷斷裂裂：：（1）晶晶界界有有析析出出相相(沉淀淀相相)或存存在在雜雜質(zhì)質(zhì)，，破破壞壞了了晶晶界界的的連連續(xù)續(xù)性性，，造造成成晶晶界界弱弱化化。。如AlN粒子子在在晶晶面面分分布布，，將將產(chǎn)產(chǎn)生生微微孔孔聚聚合合型型沿沿晶晶斷斷裂裂。。晶界有有使其其弱化化的夾夾雜物物。如如鋼中中晶界界上存存在P、S、As、Sb、Sn等元素素的化化合物物。模具失失效形形式及及機(jī)理理三、一次性性斷裂裂（二二）沿沿晶斷斷裂(2)環(huán)境因因素與與晶界界相互互作用用造成成的晶晶界弱弱化或或脆化化，例例如高高溫蠕蠕變條條件下下的晶晶界弱弱化，，應(yīng)力力腐蝕蝕條件件下晶晶界易易于優(yōu)優(yōu)先腐腐蝕等等，均均促使使沿晶晶斷裂裂產(chǎn)生生。一般來(lái)來(lái)講，，溫度度較低低時(shí)，，易發(fā)發(fā)生穿穿晶斷斷裂；；溫度度較高高時(shí)，，易發(fā)發(fā)生沿沿晶斷斷裂。。提純金金屬，，凈化化晶界界，防防止雜雜質(zhì)原原子在在晶界界上偏偏聚或或脫溶溶，以以及避避免脆脆性第第二相相在晶晶界析析出等等，均均可以以減少少金屬屬發(fā)生生沿晶晶脆性性斷裂裂的傾傾向。。模具失失效形形式及及機(jī)理理二、斷裂分分類(lèi)斷口形形貌結(jié)晶狀斷口模具失失效形形式及及機(jī)理理四、疲勞斷斷裂模具在在循環(huán)環(huán)載荷荷下服服役一一段時(shí)時(shí)間后后發(fā)生生的斷斷裂。。兩個(gè)階階段：：裂紋萌萌生、、裂紋紋擴(kuò)展展。（一））裂紋紋萌生生1.表面不不均勻勻變形形萌生生裂紋紋：尺尺寸過(guò)過(guò)渡處處、刀刀痕、、劃痕痕2.沿晶界界萌生生裂紋紋3.沿夾雜雜和第第二相相萌生生裂紋紋模具失失效形形式及及機(jī)理理（一））裂紋紋萌生生1.表面不不均勻勻變形形萌生生裂紋紋模具在在尺寸寸過(guò)渡渡、刀刀痕、、磨痕痕等處處易產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)應(yīng)力集集中。。在載荷荷作用用下，，當(dāng)這這些地地方的的應(yīng)力力超過(guò)過(guò)材料料的屈屈服強(qiáng)強(qiáng)度時(shí)時(shí)，便便產(chǎn)生生滑移移。模具失失效形形式及及機(jī)理理四、疲勞斷斷裂（二））裂紋紋擴(kuò)展展兩個(gè)階階段：：第一階階段：：裂紋紋與拉拉應(yīng)力力方向向呈45o角。第二階段段：裂紋紋與拉應(yīng)應(yīng)力方向向垂直。。裂紋疲勞勞條帶的的產(chǎn)生過(guò)過(guò)程（疲疲勞裂紋紋的擴(kuò)展展過(guò)程））裂紋張開(kāi)開(kāi)—鈍化—變銳的模模型：(a)表示交變變應(yīng)力為為零時(shí)，，裂紋閉閉合的圖圖形。當(dāng)拉應(yīng)力力增加時(shí)時(shí)裂紋張張開(kāi)、裂裂紋尖端端由于應(yīng)應(yīng)力集中中而沿45°方向產(chǎn)生生滑移，，(b)中箭頭所所示。當(dāng)拉應(yīng)力力達(dá)到最最大時(shí)，，裂紋尖尖端變成成了近似似半圓形形，發(fā)生生鈍化(c)，裂紋張張至最大大，使裂裂紋尖端