模具失效四：冷热疲劳

    在急冷急热的条件下服役的热作模具，锻压数百次或数千次后，型槽表面出现许多细小的裂纹，其形状有网状、放射状、平行状等。这些裂纹一般仅有数毫米深，不会向纵深扩展。例如热锻模在服役时，型槽表面接触炽热毛坯，其表层迅速受热温升到400-700℃，而内层尚处于较低的温度。表层受热而膨胀但受内层的约束，因而在表层产生压应力，锻件脱模后，由于向模具表面喷洒冷却剂和润滑剂，使表层又下降到150-200℃而收缩，当表面收缩又收到内层的限制时，便产生拉回应力，这样型槽里层金属对表层产生拉应力，因为压应力的交变作用，是引起冷热疲劳的根本原因。加上高温氧化，冷却剂和润滑剂的电化学腐蚀以及变形金属的摩擦作用，更加速了冷热疲劳过程。因此，冷热疲劳过程是极其复杂的物理化学过程。东莞市弘超模具科技有限公司致力于为广大模具制造厂商提供进口最具性价比模具钢材，提供模具失效分析及模具寿命解决方案“一站式”服务www.hongchao-dg.cn。
    精锻模或金属压铸模，要求很低的表面粗糙度。这类模具一旦出现冷热疲劳裂纹，就不能继续服役。因此，这些模具的服役寿命，主要决定于萌生冷热疲劳裂纹的时间。
    普通的锻模允许出现一定尺寸的冷热疲劳裂纹。因此，这种模具的寿命，主要取决于冷热疲劳裂纹的萌生时间和扩展速度。
    在黑色金属冷挤压时，由于变形金属的剧烈流动而产生的热效应使模具温度升高，有时也可达150-400。模具周期性地温度变化也可能引起冷热疲劳裂纹而失效。

    热锻模具钢、热挤压模具钢和红冲模具钢都必须具备良好的抗冷热疲劳性能，抗冷热疲劳性能较好的钢种：进口模具钢QRO 90 SUPREME、HOTVAR、DIEVAR、DH31-EX、DH31-S、DRM1、DAC45、DAC55、YXR33等，国产新型热作模具钢HD(4Cr3Mo2NiVNb)、Y4(4Cr3Mo2MnVNbB)、Y10(4Cr5Mo2MnVSi)、TM(4Cr3Mo2WVMn)、GR(4Cr3Mo3W4VNb)等，基体钢5Cr4Mo2W2VSi、012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)等。

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