9.3 冷挤压模具失效与使用寿命

冷挤压生产中，因种种原因，使模具受到损坏而不能冷挤压成形出合格的制件，称为模具失效。模具在失效之前所冷挤压成形出的产品件数，称为模具的使用寿命，简称模具寿命。

模具远在报废之前，由其加工的制件就有可能出现质量低劣的现象。这在多数情况下，通过适当手段修复后，模具又可继续使用。但是，模具允许修复的次数是有限的。因此，对于每一套模具来说皆有一个质量好坏的使用寿命指标。然而，由于影响模具失效的因素很多，有些因素还难以预测，因此，所谓模具的使用寿命，实际上指一个大致的情况。

冷挤压模具工作条件极其恶劣。冷挤压凸模的受力情况随挤压方法的不同而异。正挤压凸模主要承受压应力的作用；而反挤压凸模或复合挤压凸模，在挤压工作行程时，承受着很大的压应力作用，在回程时则承受较小的拉应力，这个拉、压应力是交变产生的。不论是正挤压还是反挤压往往还受到偏心负荷所引起的弯曲应力的作用。由此可以看出，冷挤压凸模受到拉、压和弯曲应力的综合作用，其受力状态是比较复杂的。

冷挤压凹模内壁由于承受着较大的内压力作用，从而使凹模的圆周方向上作用着较大的拉应力。

此外，冷挤压成形是在很短时间内完成的，且将大截面的毛坯变成小截面的挤压件，从而使模具承受着交变的冲击载荷。冷挤压过程中的热效应以及模具工作表面受到的剧烈摩擦作用，使挤压件温升高达300～400℃，从而使模具在工作时温度升高，不工作时温度又有下降，这就是说模具还承受着冷热交变应力的作用。

如此苛刻的工作条件，使得冷挤压模具的使用寿命比其他模具要短得多。因此，为了延长模具的使用寿命，降低产品成本，提高经济效益，查明模具失效的原因，并采取有效的措施加以解决，对于冷挤压模具来说显得比其他的模具更为重要。

模具失效的种类按其发生时间的早晚，大致上可分为两种：早期失效和正常失效。由于模具的突然冲击破裂、塑性变形、粘附以及过早的磨损和开裂等原因造成的失效是属早期失效，而当模具达到正常寿命之后由于磨损或疲劳开裂、热裂等原因造成的失效均属正常失效。关于早期失效与正常失效的数量界线，不能用一个固定不变的数字来表示，它与所挤压零件的材料、形状、尺寸、精度、模具设计及加工等因素有关。在当前技术条件下，对于冷挤压模具来说，寿命不超过1000件的属早期失效，随着冷挤压技术的发展这个数字将有所增大。