模具材料基础知识讲义VIP专享VIP免费

第1页共43页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共43页绪论模具是利用金属或非金属材料的塑性或流动性将其加工成一定形状和尺寸的工艺装备总称。第一章模具材料的分类:冷作模具材料。热作模具材料。塑料模具材料。其他模具材料（铸铁。有色金属及其合金。钢结硬质合金。非金属材料）系统、设备、工件等产品丧失正常使用功能的现象称为失效。工件的失效一般可分为非正常失效和正常失效，非正常失效指设备未达到一定技术工艺水平公认的使用寿命。一般出现在模具使用初期，正常失效是模具使用一段时间后，由缓慢塑性变形、均匀磨损或疲劳破坏而出现的失效。零件失效评定：1零件完全破坏，不能继续工作;2.零件严重损伤，不能保证工作安全;3.零件虽能安全工作，但工作低效由零件破坏的特点、所受载荷的类型以及外在条件，零件的失效形式可归纳为变形失效、断裂失效和表面损伤失效三大类型。1.变形失效：弹性变形失效、塑性变形失效2.断裂失效：塑性断裂失效、低应力脆断失效、疲劳断裂失效、蠕变断裂失效、应力腐蚀断裂失效3.表面损伤失效：磨损失效、表面疲劳失效、腐蚀失效。磨损由于模具表面相对运动，而从模具的接触表面逐渐失去物质的现象。磨损失效当磨损使模具的尺寸发生变化或使模具表面状态发生改变而使其不能正常工作。磨损分类：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。磨粒磨损：配合表面之间在相对运动过程中，因外来硬颗粒或表面硬凸体的作用而造成表面损伤（被犁削形成沟槽）的磨损称为磨料（粒）磨损。影响因素：磨粒的形状和第2页共43页第1页共43页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共43页大小、硬度和磨具材料硬度的比值、模具和工件的表面应力。防止：提高模具表面的硬度；及时清理模具及工件表面上的磨粒。粘着磨损：两个金属表面的微凸部分在局部高压下产生局部粘结(固相粘着)，使材料从一个表面转移到另一表面或被撕下作为磨料留在两个表面之间的现象称为粘着磨损。影响因素：材料性质（塑性、晶体结构）、材料硬度、表面压力。防止：选择与工件材料互溶性小的材料、加润滑剂（减少摩擦系数）、表面强化处理（减少摩擦系数）疲劳磨损：在循环应力下，两接触面相互运动时产生的表面金属疲劳剥落的现象。影响因素：冶金质量（气体含量、非金属夹杂物）、材料硬度、表面粗造度、表面应力状态，防止：加润滑剂、使表面处于压应力状态、提高冶金质量、提高硬度、降低表面粗糙度。腐蚀磨损：腐蚀磨损是模具表面与其周围的环境介质发生化学或电化学反应，以及模具与工件之间的摩擦作用而引起模具表面材料的脱落现象。点腐蚀集中于局部，呈尖锐小孔、晶间腐蚀发生于晶粒边界或其近旁断裂失效模具在工作中出现较大裂纹或部分分离而丧失正常服役能力的现象。断裂分类：断裂性质（脆性断裂/韧性断裂）；按断裂机理（一次性断裂/疲劳断裂）按断裂路径（沿晶断裂/穿晶断裂/混晶断裂）1一次性断裂：模具在承受很大变形历或冲击载荷作用下，产生裂纹并迅速扩展所形成的脆性断裂。（1）沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展而造成材料脆性断裂的现象（高温、杂质偏聚、晶界偏聚相的不连续易出现），（2）穿晶断裂：因拉应第3页共43页第2页共43页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共43页力作用沿特定晶面的断裂。也称解理断裂。在较低温度使用是易出现2、疲劳断裂：在较低的循环应力作用下，工作一段时间后，由裂纹缓慢扩展，最后发生断裂的现象a、疲劳裂纹的萌生和扩展萌生：表面不均匀处，晶界，夹杂物，第二相，尺寸过渡处，加工刀痕，磨损沟痕。扩展：在循环应力作用下已形成的裂纹便沿着主滑移面向模具材料内部扩展。影响断裂失效的因素：主要是模具结构因素（截面突变、凹槽、尖角）和模具材料（材料韧性越高，越有利于防止裂纹的萌生和扩展）失效分析的主要方法：1.无损检测：无损检测是针对材料在冶金、加工、使用过程中产生的缺陷和裂纹用无损探伤法进行检查，以查清其状态及分布。2.断口分析：脆性断口u/韧性断口/疲劳断口。3.金相分析：通过观察分析零件（特别是失效源周围）...