材料工程培训课程设计

目 录

模具服役条件及失效分析………………………………………………２

选材及材料介绍…………………………………………………………3

零件加工及热处理 ……………………………………………………4

分析讨论…………………………………………………………………8

课程设计心得体会……………………………………………………1３

参考文献………………………………………………………………1４

硅钢片冲制凹模选材及工艺分析

模具服役条件及失效分析

冷作模具主要用于金属或非金属材料的冷态制作。在服役过程中承受拉伸、弯曲压缩冲击疲劳等不同应力作用，一般的冲压模具都要求有较高的硬度，良好的耐磨性,抗腐蚀性,良好的冲击韧性等基本要求,在服役过程中主要会发生以下失效形式: 1.过载失效

这类失效是指材料本身承载能力不足以抵抗工作载荷（包括随机波动载荷)作用引起的失效。若材料韧性不足易脆断、开裂失效, 若强度不足易变形、镦粗失效。特别是脆断开裂失效是最主要的一种失效方式。发生过载失效的原因有两种，一种是材料韧性不足的失效这是一种失稳态下的断裂失效， 常见到的如折断、开裂，甚至产生爆炸。其特征为断裂时很突然,没有明显宏观征兆和塑性变形， 宏观断口没有剪切唇、比较平坦。通常造成模具不可修复的永久失效。产生这种失效与棋具承受过高工作应力和材料韧性不足有关。另一种强度不足失效，由于模具材料抗压 弯曲抗力不足， 下凹、弯曲变形等失效。这种情况在新产品研制时易出现， 这与工作载荷大、材料硬度偏低有关。这种失效表明材料强度不足，塑性有余， 有韧性潜力可以发挥。 2．磨损失效

对于表面质量和公差尺寸要求严格的模具，在保证做够承载能力不致脆断的前提下,提高使用寿命就取决于材料的抗磨损能力。模具磨捅是工作部位与被加工材料之间相对运动产生的损耗， 包括均匀磨损、不均匀磨损和局部脱落掉块等。非均匀磨损是外来质点、碳化物及磨损中形成的硬质点引起的磨粒磨损,而局部脱落掉块是一种磨损疲劳,在剪切应力作用下局部磨损疲劳而萌生微裂纹, 最终扩展至脱落。冷作模具的磨损抗力随材料硬度提高而增加。而同时硬度提高更会要降低材料韧性， 单纯增加硬度会出现未磨损先断裂的过早失效。较理想状态是“里韧外碾”采用局部表面强硬化等工艺是提高抗磨损能力的有效办法。 3.多冲疲劳失效

冷作模具承受的裁荷都是以一定冲击速度， 一定能量作用周期性施加的，因此改善材料表面应力状态是提高多冲疲劳抗力的有效途径。

不过，其工作部位主要是凹模的刃口。模具刃口在压力和摩擦力的作用下，最常见的失效形式是磨损失效。