9.4 冷挤压模具损坏的检查方法

模具损坏的检查方法与其他零件的检查方法相似，主要有模具的外表和内部检查两方面。

1.检查模具外表

用肉眼检查损坏的模具，查明模具损坏的原因，称为外表检查。其主要内容有以下几点。

1）检查整个工艺过程是否合理，操作人员是否按规程操作，分清模具损坏是责任事故，还是技术上的问题。

2）检查整个模具工作部分的塑性变形情况：凸模有无镦粗、弯曲，凹模有无塌陷、内孔扩大等。

3）检查机加工和热加工质量情况：有无折叠、斑疤、刀痕、刮伤等。

4）检查模具的结构形状是否合理，凸模的长径比是否符合规定，凹模的外内径之比是否在4～10范围之内，圆角半径的大小是否合理等。

5）检查断口表面的纹斑和特征，鉴别是韧断、脆断，还是疲劳断裂。

6）检查模具表面有无腐蚀、粘附、磨损和麻点等损伤情况。

2.检查模具内部

当用外表检查无法查明模具的损坏原因时，就要进行内部检查。其主要内容包括以下两方面。

（1）断口分析 在宏观检查断口的基础上，寻找可疑的部位，再用光学显微镜进行检查，以了解断口的微观特征。有条件的最好能用扫描电镜检查断口，这是由于光学显微镜的放大倍数最高只有2000倍左右，且焦距短、景深小，难以用于高倍放大观察具有很大起伏的断口表面；而扫描电镜的放大倍数比光学显微镜大得多，且从低倍到高倍可以很方便地进行调整。此外，扫描电镜还兼有分辨率高和景深大的优点，即使对于高低不平的断口，也能清晰地显示出微观特征。

（2）理化检验 理化检验主要包括无损探伤、化学成分分析、金相分析以及力学性能检验四种常用的检测手段。它们的应用范围分别介绍如下。

1）无损探伤主要用于检查模具零件的表面和内部裂纹，常用的方法有磁粉探伤、超声波探伤、X射线探伤等。

2）化学成分分析常用来检查模具材料的化学成分，查明原材料质量对模具失效的影响。

3）金相分析主要用于检查模具材料的金相组织，查明锻造工艺、热处理工艺等对模具失效的影响。

4）力学性能检验主要是检查硬度、强度、韧性等，查明模具的硬度、强度、韧性以及耐磨性、热硬性等对模具失效的影响。

此外，还有一些更先进的理化检验手段，如光谱分析、X射线结构分析、电子显微镜分析、电子探针分析等。究竟采用哪些项目进行检验，应视具体条件而定。

3.常见的损坏形式

冷挤压模具的主要损坏形式有三种，即磨损、变形和破裂。

（1）磨损 冷挤压模具与其他绝大多数模具一样，都有一个零件的公差所允许的磨损范围。当模具达到磨损极限不能继续使用时，这种磨损属于正常的模具损坏。然而对于相当一部分模具来说，在尚未达到磨损极限之前，由于许多方面原因，常发生早期损坏。因此，如何避免早期损坏和提高模具的耐磨性，是延长模具使用寿命的两个重要途径。

（2）变形 由于挤压时作用在模具上的载荷非常大，直接承受压力作用的工作零件，将产生弹性变形和塑性变形，例如，凹模型腔的弹性膨胀，凸模的镦粗、弯曲，顶料杆的轴向压缩，垫块的中心压塌等。模具零件发生变形的主要原因是模具承受的载荷超过该模具材料的屈服强度，或者是因为材质、热处理、模具设计方面的原因。诸如此类的变形，在设计模具时必须予以充分考虑和注意。

（3）破裂 生产中凸、凹模的破裂是冷挤压模具最常见的一种损坏形式，如凸模折断、凹模开裂。引起破裂的原因主要是结构设计不合理，如凸模过于细长；断面变化大；过渡部位的圆角很小或相接不圆滑；压圈过薄或过盈量选择不合理等。此外，还有加工、设备和工艺方面的原因。

4.早期失效的分析实例

以模具外表和内部检验结果为依据，找出其中影响模具失效的决定性因素，就可以查明模具失效的特征和损坏的原因。当然，模具失效往往是由几个因素综合作用的结果，在进行具体分析时，必须充分考虑各个因素之间的相互影响和联系。

近年来，对冷挤压模具早期失效的原因作了统计分析，现将其结果列于表9-2。

表9-2 模具早期失效原因的统计数据

从表9-2可以看出，模具早期失效是由于模具原材料质量不好，锻造工艺、热处理工艺、机加工工艺不合理，使用方法不当以及设计不合理等原因造成的。因此，为了防止模具早期失效，延长其使用寿命，应从上述几方面采取有效的预防措施。