冷作模具选材及失效分析

>“模具是工业之母”，模具性能好坏，寿命高低，直接影响产品的质量和经济效益。而模具材料与热处理、表面处理是影响模具寿命诸因素中的主要因素。目前世界各国都在不断地开发模具新材料，改进热处理工艺和表面强化技术。我国的模具工业一直以较快的增速快速发展，模具制造的首要问题是模具材料。制造模具及其零件的材料有很多，如钢，铸铁，非铁合金及其合金、高温合金、硬质合金、有机高分子材料、无机非金属材料、天然或人造金刚石等。但其中钢是用的最多，应用范围最广的材料。 一、 零件的失效分析 任何零件均具有一定的设计功能与寿命。当其在使用过程中，因零件的外部形状尺寸和内部组织结构发生变化而失去原有的设计功能，使其低效工作或无法工作或提前退役的现象。 通常按零件的工作条件及失效的特点可分为：过量变形、断裂、表面损伤和物理性能降级。零件的失效原因主要包括设计、材料、加工和使用四个方面，然而工件失效的原因可能是单一的，也有可能是多种因素共同作用的结果，但每一失效事件均应有一导致失效的主要原因，据此可提出防止失效的主要措施。在失效分析中，我们可进行如下几个基本步骤：
1调查取证
2整理分析
3断口分析
4成分组织性能的分析与测试
5综合分析得出结论。
二、选材原则
材料的选用常常是一个复杂而困难的判断、优化过程。毫无疑问，所选材料应满足产品使用的需要，经久耐用，易于加工，经济效益高。而且选材一般应遵循三个基本原则：使用性能、工艺性能和经济性能，它们是辩证的统一体。在大多数情况下，使用性能是选材的首要原则与依据，然后再综合考虑工艺性能和经济性能，得出优化结果。
1、 使用性能选材原则
使用性能是材料满足使用需要所必备的性能，它是保证零件的设计功能实现、安全耐用的必要条件，是选材的最主要原则。首先分析零件的工作条件，确定其使用性能；其次进行失效分析，确定主要使用性能；然后将零件的使用性能要求转化为对材料性能指标和具体数值的要求。
2、 工艺性能选材原则
材料的工艺性能可定义为材料经济地适应各种加工工艺而获得规定的使用性能和外形的能力。 金属材料的工艺性能一般包括：铸造性能、压力加工性能、焊接性能、机械加工性能、热处理工艺性能；高分子材料的工艺性能主要工艺为成型加工，且工艺性能良好，所用工具为成型模；
3、 经济性能选材原则
主要是指选择价格便宜、加工成本低的材料，其中材料成本问题是经济性选材原则的核心。