前言

锻造生产是机械制造工业中提供机械零件毛坯的主要加工方法之一。广泛的应用于冶金、矿山、汽车、拖拉机、收获机械、石油、化工、航空、航天、兵器等工业部门，具有重要的位置。从某种意义上说，锻件的年产量，模锻件在锻件总产量中所占的比例，以及锻造设备大小和拥有量等指标，在一定程度上反映了一个地方的工业水平。

随着机械压力机的发展和广泛使用,模锻件在锻件中占的比重日益增大，而热锻模又是锻件生产中必不可少的重要工艺装备，多年的生产实践证明，锻件的模具费已占产品成本的10%～20%，模具的使用寿命直接影响着产品的发展和更新、质量和效率。但锻模是在高温状态下的金属加工过程，型腔结构复杂、工作条件恶劣，承受反复冲击载荷和冷热交变的作用，使得锻模产生很高的应力，因此模具寿命较低，例如目前国内大型曲轴模具的寿命约为0.15万～0.25万件，仅为国外的1/5～1/3。国内锻造企业技术装备差、工艺落后等局面又对企业经营和规模效益带来了不小的困难，如何从模具的使用寿命、成本效益上下功夫，俨然成为国内锻造企业不可回避的课题。

模具的失效性分析

要想提升模具寿命，首先要清楚模具失效的形式及原因。锻模失效形式主要是断裂失效、塑性变形与堆塌失效、热疲劳失效、热磨损失效。

⑴断裂失效。

出现的根本原因是模具的承载应力在整体范围或局部位置超过材料的高温断裂强度，或模具承受的瞬时冲击载荷超过材料的高温韧度指标。

⑵堆塌、变形失效。

主要原因是材料的高温屈服强度低于模具的承载应力水平，塑变累计所致，或材料的热稳定性不能适应长时间工作的高温条件。

⑶热疲劳失效。

热疲劳失效损伤主要是由材料的高温屈服强度决定的，也与材料的高温冲击韧性和热稳定性有关。研究表明，材料越难变形、韧性越高，热疲劳抗力越好。拉应力是形成疲劳裂纹的驱动力，材料的屈服强度是疲劳裂纹的阻力。驱动力和阻力综合作用很初反映在模具塑性变形上，表面会形成挤出挤入槽，同时增加了应力、应变集中，加速应变损伤的形成；裂纹形成后，裂纹前沿又继续形成应变损伤区，周而复始，裂纹不断向前扩展。

⑷热磨损失效。

热磨损失效损伤主要体现在刃口钝化、棱角变圆、平面下陷、表面沟痕、剥落粘模等，提高材料的硬度、强度、回火稳定性及抗氧化能力均可提高热磨损抗力。热作模具型腔，桥部等打击力较大且金属流动较多、较快的部位，极易磨损。