深度解读模具失效形式三：疲劳

模具为什么会疲劳？如何延缓模具的疲劳是东莞市弘超模具科技有限公司模具失效研究中心的主要课题。弘超模具失效研究中心研究表明，疲劳失效的特征，是在模具的某些部位，经过一定的服役期，萌生了细小的裂纹，并逐渐向纵深扩展，裂纹扩展到一定的尺寸后，严重削弱模具的承载能力而引起断裂。疲劳裂纹萌生于应力较大的部位，特别是有应力集中的部位（尺寸过渡、缺口、刀痕、磨削裂纹等）。疲劳断裂时，断口可分为两部分：一部分是疲劳裂纹发展形成的疲劳处破裂断面，呈现贝壳状，疲劳源位于贝壳顶点；另一部分为突然断裂，呈现不平整的粗糙断面。

使模具发生疲劳损伤的根本原因是循环载荷。凡促使表面拉应力增大的因素，均加速疲劳裂纹的萌生。
冷作模具在高硬度状态下服役，此时，模具钢具有很高的屈服强度和很低的断裂韧性。高的屈服强度有利于推迟疲劳裂纹的萌生，但低的断裂韧性使疲劳裂纹的扩展速率加快和临界长度减小，使疲劳裂纹的扩展循环数大大缩短。因此冷作模具，其疲劳寿命主要取决于疲劳裂纹萌生时间。东莞市弘超模具科技有限公司模具失效研究中心研究表明，选择高强韧性模具钢（如：DC53、VIKING模具钢）是解决冷作模具疲劳失效的最有效手段。
热作模具一般在中等或较低的硬度状态下服役，模具的断裂韧性比冷作模具高得多。因此，在热作模具中，疲劳裂纹的扩展速度低于冷作模具，临界长度也大于冷作模具。热作模具疲劳裂纹的亚临界扩展周期较冷作模具长得多。但是，热作模具表面受急冷急热，容易萌生冷热疲劳裂纹。热作模具的疲劳裂纹萌生时间，比冷作模具短得多。因此，许多热作模具，其疲劳断裂寿命主要取决于疲劳裂纹的扩展时间。热锻模在手锤击时，可能受力过载，但更为多见的也是疲劳破坏。东莞市弘超模具科技有限公司实际应用证明，日本大同高寿命热作模具钢DH31-S以及瑞典Uddeholm热作模具钢DIEVAR具有优异的抗热疲劳性能。

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资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司 模具失效研究中心
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