冷作模具選材及失效分析

>“模具是工業之母”，模具性能好壞，壽命高低，直接影響產品的質量和經濟效益。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。目前世界各國都在不斷地開發模具新材料，改進熱處理工藝和表面強化技術。我國的模具工業一直以較快的增速快速發展，模具制造的首要問題是模具材料。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、硬質合金、有機高分子材料、無機非金屬材料、天然或人造金剛石等。但其中鋼是用的更多，應用范圍更廣的材料。 一、 零件的失效分析 任何零件均具有一定的設計功能與壽命。當其在使用過程中，因零件的外部形狀尺寸和內部組織結構發生變化而失去原有的設計功能，使其低效工作或無法工作或提前退役的現象。 通常按零件的工作條件及失效的特點可分為：過量變形、斷裂、表面損傷和物理性能降級。零件的失效原因主要包括設計、材料、加工和使用四個方面，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果，但每一失效事件均應有一導致失效的主要原因，據此可提出防止失效的主要措施。在失效分析中，我們可進行如下幾個基本步驟：
1調查取證
2整理分析
3斷口分析
4成分組織性能的分析與測試
5綜合分析得出結論。
二、選材原則
材料的選用常常是一個復雜而困難的判斷、優化過程。毫無疑問，所選材料應滿足產品使用的需要，經久耐用，易于加工，經濟效益高。而且選材一般應遵循三個基本原則：使用性能、工藝性能和經濟性能，它們是辯證的統一體。在大多數情況下，使用性能是選材的首要原則與依據，然后再綜合考慮工藝性能和經濟性能，得出優化結果。
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，它是保證零件的設計功能實現、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化為對材料性能指標和具體數值的要求。
2、 工藝性能選材原則
材料的工藝性能可定義為材料經濟地適應各種加工工藝而獲得規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、 經濟性能選材原則
主要是指選擇價格便宜、加工成本低的材料，其中材料成本問題是經濟性選材原則的核心。