針對模具材料選用、熱處理與使用壽命的探究

摘要：在現代加工工藝當中，模具被大規模應用。而模具的使用壽命是有限制的，受到很多方面的影響，包括模具的用鋼情況、工藝流程等方面。但是值得注意的是，要注意到模具材料的選用、熱處理與模具使用壽命之間的密切聯系，提高模具的使用壽命，為企業創造更高的經濟價值。

關鍵詞：模具 ?材料選用 ?熱處理 ?使用壽命

隨著經濟的發展，人們審美水平日益提高，因此對加工工藝等要求更加嚴格。模具作為加工環節中必不可少的工具，在其中起著重要的作用。本文通過對模具不同的材料選用、熱處理與使用壽命之間的關系的探討，對模具的使用壽命進行進一步分析，以便于選出最優異的加工工藝，發揮出模具在加工環節當中最大的價值，提升加工工藝的品質。

1 模具的介紹

模具就是用成型的工具制造成生產所需要的不同形狀、構造的零件，以便滿足生產所需。模具的主要作用是通過改變所加工物品的外在形狀來實現產品外形的加工，需要借助一定的外力進行沖壓、擠壓、鑄造等工序，最終制造出所需要的尺寸和形狀的物品。因此模具的樣式、設置以及整個過程都對生產過程的好壞起著直接的作用，要從各方面來鑄造模具，延長模具的使用壽命。在生產企業的整個過程中離不開模具，尤其是在塑性成型的工藝生產中，模具更是作為一種重要的工具被廣泛應用到工業生產中。同時由于市場的發展對于模具的使用提供了更廣闊的市場，模具壽命在一定程度上對所要生產的成型有著影響。

2 模具損傷的基本情況以及原因

在實際的生產實踐中，模具的使用相當廣泛，在模具工作時，不同的部位要承受來自不同的外部壓力和溫度的變化。因此，模具在工作的時候，損傷的形式也會有很多種。伴隨著高科技的發展，生產工藝的改進等，模具的應用和工作性能也會有很大的不同。一般而言，模具在開始出現損傷時并不會立即失去工作效力，當損傷達到一定程度時才會喪失工作能力，模具也就失去了存在的價值。也就是說，所謂的模具損傷就是模具不具備某種正常工作能力之后的形式，經過調查研究可以發現，失效通常都表現為模具斷裂、磨損、變形等基本形式。造成上述現象的原因多是因為選材不合適、熱處理不當、模具建工工藝不成熟等，可見合適的材料選擇、正確的熱處理工藝以及精良的模具使用方法等對模具在延長壽命方面有密不可分的重要聯系。

3 影響模具使用壽命的基本因素

模具壽命與很多要素有關，包括模具的模具選材、熱處理工藝、結構設計、模具機械加工等。

3.1 模具選材 模具選材是影響模具壽命的重要因素。因此在模具選材時應該結合模具本身的性能和使用功能。對于很多冷沖模來說，應該首先考慮到的是鋼的強度、韌性和耐磨性。就實踐效果而言，鋼的強度、韌性以及耐磨性之間是成反比關系的。很多時候，模具會出現脆性開裂的現象，這時候應該選用強度較低但韌性更好的材料，還可以采用特別定制的鋼材。當然，也可以選用高強度的韌性較強的鋼來彌補韌性不強的狀況。但若是兼顧好韌性和耐磨性，除了要選取合理的模具材料，還應該通過處理表面、改善加工性能、鏡面等幾個方面改變模具的耐磨性。

3.2 結構設計是否合理 一般來說，模具發生異常都是早期結構不合理導致模具變形發熱失效而造成的。在模具的設計上，圓角的尖銳和截面的過大都是要盡量避免的，這些都易造成模具的變形和損壞。但是如果尖銳圓角不能被制止時，應該用組合式或將圓角的加工放在最終熱處理后加以代替，這樣從整體結構上彌補出現的失誤。另外，截面面積是否均勻是防止模具變形與開裂的重要保證。在相同的情況下，很多形狀復雜易開裂的模具應該采用組合式，減小界面對模具壽命的影響。

3.3 熱處理的影響 很多時候，模具早期失效是由于熱處理不當造成的。熱處理技術不科學和熱處理質量不達標都是熱處理對模具使命產生不良影響的重要表現。據不完全統計，熱處理不當造成模具使用壽命早期失效的現象很多，幾乎可以達到70%。因此可見，正確合理的熱處理技術對于模具使用壽命的重要性。反之，熱處理不當或者技術不成熟等都會間接或者直接危害模具的性能和完整度，對模具壽命產生極大的破壞的作用。通常來講，熱處理的表現形式主要有：①淬火過熱。晶粒長大很大程度是由于淬火過熱造成的，致使其韌度承受能力下降，就會使模具更容易發生早期斷裂的現象。②表面脫碳。模具一般都要經歷淬火或高溫回火，這時候如果保護措施做的不到位，將會使其表面脫碳。假如脫碳層未及時去除，那么會大大降低模具的耐磨性，勢必會縮短壽命。③淬火裂紋。模具在進行淬火環節時，會容易出現裂紋。裂紋的出現肯定會減小模具的冷熱疲勞壽命，更有甚者會造成早期斷裂，嚴重影響了模具的正常使用。④回火不充分。由于各種原因，模具的回火環節會出現失誤，導致模具回火不充分。那么這樣便會將淬火余力殘留在模具當中，致使模具的韌度下降，發生斷裂。

4 結束語

綜上所述，模具的使用壽命與很多因素都有關系，在選擇模具的材料、熱處理等方面要結合模具的使用壽命，多方面進行綜合選擇。因此要想提高模具的使用壽命，需要有專業的技術人員在反復的實驗檢驗中選擇最優的加工工藝，以便提高模具的使用壽命。

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作者簡介：關琳（1980-），女，陜西西安人，講師（中級職稱），研究方向：模具方向。endprint