熱鍛模具的失效形式分析
一、什么是熱鍛模具？
熱鍛模具是熱鍛模中的一個類別，除此之外還包含錘鍛模。熱鍛模具主要是用于制造高溫工件的壓力加工模具，例如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱軋鍛模具等。常用的熱模材料為合金模具鋼，碳含量高，加入CR、W、Mo、Ba等合金元素。
二、熱鍛模具失效的表現形式
錘鍛模具和機鍛模具是自由鍛錘、模鍛錘和壓力機上使用的熱成型模具。它們是典型的熱成型模具，既承受機械負荷，又承受熱負荷。機械負荷主要為沖擊力和摩擦力，熱負荷主要是交替加熱和冷卻。鍛模在上述復雜條件下作業，失效形式復雜多樣，它的主要失效形式包括型腔磨損、開裂、型腔表面熱疲勞（熱開裂）和塑性變形。
三、各種典型的熱鍛模失效形式及原因分析
1、磨損
在機械負荷和熱負荷的雙重作用下，坯料與型腔表面產生沖擊接觸應力，另外，坯料及其氧化皮的高速流動與型腔表面還會產生強烈摩擦。
磨損與模具材料、坯料類型、鍛造工藝等因素有關。降低鍛造溫度（增加坯料的變形抗力）會急劇增加模具的磨損。受模具與坯料間隙限制的油基潤滑劑燃燒時產生的爆炸影響，模具會受到侵蝕性磨損。
故，熱鍛模的磨損通常與以下這些因素有關：
⑴坯料在高壓荷載下與型腔表面接觸時間過長，過熱。
⑵低強度金相組織采用了不正確的熱處理。
⑶冷卻的潤滑不夠。
⑷模具硬度過低。
⑸鍛造(坯料)的溫度過低。
⑹鍛造的步驟不夠。
⑺模具沒有足夠的排氣孔。
⑻型腔的復雜性。
⑼模具的表面處理。
2、開裂
根據開裂的性質，可分為早期脆性開裂和機械疲勞開裂兩種類型。模具的早期脆性開裂通常發生在模具第一次使用時，有時只錘擊一次就會發生斷裂。斷裂的外觀特征是從斷裂源開始，裂紋呈人字形圖案向外擴展。模具的機械疲勞開裂是模具多次鍛造后的斷裂。其宏觀和微觀斷裂也具有一般疲勞斷裂的特點，但宏觀斷裂上的裂紋擴展區一般較小。
模具開裂的主要原因有七個，分別如下：
⑴模具過載(如被加工材料溫度過低)。
⑵模具預熱溫度過低或不預熱。
⑶冷卻劑/潤滑劑過量。
⑷不合理的模具結構設計而導致應力集中。
⑸冶金質量不高或鍛件質量缺陷。
⑹熱處理缺陷和模具機加工缺陷。
⑺模具安裝不當等。
所有這些因素都會導致裂紋萌生，并導致早期斷裂和機械疲勞斷裂。
3、熱疲勞裂紋（龜裂）
熱疲勞是指在循環熱應力的反復作用下產生的疲勞裂紋和損傷。熱疲勞裂紋產生的主要原因是：
⑴模具型腔表面冷卻過度。
⑵冷卻方式不恰當。
⑶冷卻劑/潤滑劑的類型選擇不當。
⑷模具型腔表面溫度過高。
⑸模具預熱不充分。
⑹模具材料選擇不正確。
⑺熱處理缺陷和表面處理缺陷。
4、塑性變形(塌陷)
塑性變形通常發生在模具腔內受力大、加熱溫度升高的部位，如肋、凸臺等凸出部位。在坯料高溫變形過程中，受摩擦產生的溫升影響(高于模具回火溫度)，模具腔降低了模具材料的屈服強度，表面產生了軟化層，在軟化層較深的部位，出現棱角倒塌或模具腔深處凹陷等塑性變形現象。
鍛造塑性變形的主要原因如下：
⑴坯料溫度過低(導致工件材料流動應力過大)。
⑵模具鋼選材不當，如模具鋼熱強度不足。
⑶模具溫度過高。
⑷熱處理工藝不當。
四、熱鍛模具磨損后的解決辦法
當熱鍛模具被磨損后，我們可以根據工件的實際情況制定相應的堆焊方案，來恢復其原有的尺寸和性能；具體堆焊工藝如下：
1、焊接前的準備
（1）去除工件的油銹和缺陷（可通過探傷了解工件表面的裂紋和凹坑）。
（2）根據工件的情況制定熱處理方案。
2、推薦耐磨焊絲型號
（1）焊絲：LQ439 直徑1.6/1.2mm
（2）主要特征：耐磨料磨損和耐金屬間磨損性能較好并且具有焊接飛濺小、成型好、易脫渣、抗氣孔性能優良等特點。
3、焊接時的注意事項
（1）注意控制好焊接參數，如電流，電壓，焊接速度等。
（2）控制好層間溫度（一般來講，層間溫度不得低于預熱時的溫度）。
注意：此堆焊工藝方案僅供我公司焊絲客戶參考，焊絲用戶需根據實際情況進行工藝實驗并對其有效性進行評估。
以上內容由耐磨藥芯焊絲生產廠家天津雷公焊接材料有限公司編輯 咨詢電話：18202593233
【聲明】本文章系本站編輯轉載，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如涉及作品內容、版權和其它問題，請與本站聯系，我們將在第一時間刪除內容！
