冷挤压模具的失效分析-学位论文.doc

内 容 摘 要

自从我国加入WTO之后，模具产品已提升到技术装备总体水平至关重要的一个环节，其中，尤其是冷挤压模具，它是实现少、无切削加工的重要工艺装备，在现代生产加工中日益得到广泛的应用。但在冷挤压加工时，常常遇到一些妨碍正常投产的重要问题，就是模具受到损坏，最终导致模具失效。
本文结合工厂实际的生产状况，对冷挤模具应用，冷挤模具的失效形式，以及对所产生的各种失效形式进行分析，而后找出解决的办法，提高生产效益，减少成本，使冷挤压得到广泛的应用。

关键词：冷挤压加工 冷挤模具 失效

目 录

引 言 ………………………………………………………………………………………1
一、 挤压的实质及方法分类 ………………………………………………………………2
（一）冷挤压加工的实质 ……………………………………………………………………2
（二）冷挤压的方法分类 ……………………………………………………………………2
二、冷挤压的特点 ……………………………………………………………………………2
（一）冷挤压的优点 …………………………………………………………………………3
（二）冷挤压的缺点 …………………………………………………………………………4
三、冷挤压的实现形式 ………………………………………………………………………5
（一）冷挤压模具的构造及特点 ……………………………………………………………5
（二）对冷挤压模具的基本要求 ……………………………………………………………6
四、冷挤压模具的失效性 ……………………………………………………………………6
（一）模具失效出现的过程 …………………………………………………………………6
（二）模具失效的形式 ………………………………………………………………………7
五、冷挤模具的工作条件……………………………………………………………………14
六、模具损坏的各种具体因素………………………………………………………………14
（一）模具材料的影响………………………………………………………………………14
（二）模具结构的影响………………………………………………………………………15
（三）模具制造工艺的影响…………………………………………………………………16
七、模具工作条件和使用维护的影响………………………………………………………17
（一）被加工材料的影响……………………………………………………………………17
（二）润滑条件的影响………………………………………………………………………18
参考文献……………………………………………………………………………………19
致谢 ………………………………………………………………………………………20

冷挤压模具的失效性分析

冷挤压加工的发展在初期是极其缓慢的，长期以来一直局限于铅和锡等几种较软的金属材料。18世纪末，法国人首先成功地冷挤压出铅棒。直到19世纪20世纪初，才开始应用于锌，锡，纯铜，无氧铜及黄铜等，如冷挤压生产锡制牙膏管，英国于1886年开始运用于冷挤压加工，某一工厂先从加工软金属开始，后来逐步实现冷挤压比较坚硬的有色金属，如锌，铝，铜极其合金。1903年美国运用冷挤压制成薄壁黄铜管，随后，又采用预制成杯形坯料，然后再用正挤压的方法，成功地制成深孔杯形件，第一次世界大战期间，美国军火商采用这种挤压方法大批量生产黄铜弹壳，第一次世界大战后，德国用冷挤压方法可成批生产纯铝和纯锌电容器外壳等各种有色金属器件。
钢的冷挤压正式用于国民经济中的各行各业始于1947年。美国于1949年发表了关于各种钢材冷挤压前后力学性能的实验结果。德国于1950年发表了关于黑色金属的冷挤压实验报告，得出了一些基本工艺的技术数据，并在1953年公布了关于钢的冷挤压压力和挤压功的实验结果，日本于1957年引进专用冷挤压压力机以后，在钟表等精密仪器工业中开始应用冷挤压加工，由于这种技术的经济效益极其显著，不久，便在大批量生产的汽车，电器及纺织等工业部门中得到了广泛的应用。现在，这种技术已在机械零件制造行业中成为一种极重要的加工手段，并遍及于国民经济的各个工业部门。
在我国，解放前，冷挤压加工技术是极端落后的。当时只有极少数的工厂用铅，锡等有色金属挤压牙膏管，线材和管材等，解放后，冷挤压加工技术得到了发展，在改革开放以来，引进了一些国外先进的模具材料的使用方面，除了采用高碳高铬钼钢，高速钢，滚珠轴承钢，弹簧钢以外，还采用了不少新型模具钢以及硬质合金，基体钢，钢结构硬质合金等。冷挤压模具的使用寿命已从一般可达5000~50000次增加到400000~5000000次。在模具结构设计方面，采用近代的最优化设计计算方法，CAD/CAM系统以及数字化技术和专家系统，在保证强度，钢度等要求的前提下，充分发挥了模具材料的潜力。再模具制造方面，采用了先进的快速造型技术，并采用先进的无轴高速数控加工，既快有能精密地制得所需的冷挤压模具。在冷挤压压力机方面，我国已拥有各级吨位挤压压力机的独立设计和制造能力，现在，除了经常采用的冷挤压压力机，通用机械压力机，液压机之外，我国还成功的采用了摩擦压力机和高速锤进行冷挤压生产。
二、 冷挤压的实质及方法分类
（一）冷挤压加工的实质
冷挤压的加工方法是利用金属材料塑性变形的原理，在室温的条件下，，将冷态的金属毛坯放入装在压力机上的模具型腔内，在强大的压力和一定的温度作用下，迫使金属毛坯产生塑性流动，通过凸模与凹模的间隙或凹模出口，挤出空心或端面比毛坯断面要小的实心零件，可以获得所需一定形状及尺寸，还具有较高力学性能挤压件的工艺技术。冷挤压是无切削，少切削零件加工工艺之一，所以是近代金属塑性加工中一种先进的加工方法。但在冷挤压加工时，常常遇到一些妨碍正常投产的重要问题，就是模具受到损坏。
自从我国加入WTO之后，模具产品已提升到技术装备总体水平至关重要的一个环节，其中，尤其是冷挤压模具，它是实现少、无切削加工的重要工艺装备，在现代生产加工中日益得到广泛的应用。
冷挤压成型加工是靠模具来控制金属流动，靠软化金属体积的大量转移来成形所需的零件。由此可知，冷挤压工艺的成功与失败与模具结构设计，模具材料以及金属毛坯的软化处理等密切相关。
冷挤压加工的成型速度范围很广，所用的设备可以在专用的冷挤压压力机上进行，也可在一般的机械压力机或液压机，摩擦压力机及高速锤上进行。
（二）冷挤压的方法分类
冷挤压工艺可按金属流动方向，金属流动速度及变形温度等进行分类：
1、按金属流动方向分类与凸模运动方向之间的相互关系，冷挤压方法分为正挤压，反挤压，复合挤压，减径挤压，径向挤压，墩挤压。
2、按金属坯料充填模具型腔的流动速度有一般速度，低速及高速挤压之分。
3、按变形温度状态分，有冷挤压，温挤压，热挤压。
二、冷挤压的特点
冷挤压技术是一种高精，高效，优质低耗的先进生产工艺技术，比较多的应用于中小型锻件规模化生产中。与常规模锻工艺技术相比，可以节材30%~50%，节能40%~80%，而且能够提高锻件质量和改善作业环境。二战后，冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车，摩托车，家用电器等行业得到了广泛的发展应用，而新型挤压材料，模具新钢种和大吨位压力机的出现，更拓展了其发展空间。日本80年代自称，其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件，有30%~40%是采用冷墩工艺生产的，近年来生产的新型轿车则每车平均使用42Kg的冷锻件。美国等国家的轿车生产中，每车平均使用40Kg的冷锻件。随着科技的进步和汽车，摩托车，家用电器等行业对产品技术要求的不断提高，冷锻件生产工艺技术已逐步成为中小锻件精华生产的发展方向。
（一）冷挤压的优点
近年来，在机械制造工艺方面广泛采用冷挤压先进技术，取得了显著的成效。目前，随着计算机，快速造型及数字化等现代科学的迅速发展及应用，使冷挤压工艺进一步得到开拓及采用。与其他制造方法相比，冷挤压工艺已成为金属塑性变形中最先进工艺之一，在技术上和经济上它都有很多的显著优点。
1、显著降低原材料的消耗
冷挤压是一种金属塑性成形加工方法，它在不破坏金属的前提下使金属体积作出塑性转移，达到少无切削而使金属成形，制得所需的形状及尺寸零件，这样就避免了在切削加工是而形成的大量金属废屑，大大节约了各种有色金属及钢铁原材料。
2、提高劳动生产率
冷挤压零件是在压力机上进行的，操作方便，容易掌握，生产率很高。
3、可形成复杂形状的零件
在压力机的往复直线动作下完成复杂的加工工序，并可以制成形状复杂的零件。
4、提高零件的力学性能
在冷挤压过程中，金属材料处于三向不等的压应力作用下，挤压变形后，金属材料的晶粒组织更加致密，金属流线不被切断，成为沿着挤压件轮廓连续分布的金属流线。同时，挤压利用了金属材料冷变形的加工硬化特性，使冷挤压件的强度大为提高，从而提供了用强度钢代替高强度钢的可能性。

5、可获得教高尺寸精度及较小表面粗糙度值的零件
经冷挤压成形零件的表面质量是十分良好的。在冷挤压过程中，金属表面在高压下受到模具光滑表面的熨平，因此零件的表面粗糙度值很小，表面强度也大为提高。冷挤压零件的精度可达IT7~IT8级，表面粗糙度可达Ra0.2~1.6。因此，用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。冷挤压工艺可以获得理想的制作表面粗糙度与尺寸精度，有些零件经挤压后可以不再进行切削加工，从而为采用冷挤压加工代替 某些零件的锻造，铸造与切削加工开辟了一条广阔的道路。
6、减少工序，缩短生产周期
冷挤压工艺是在闭式模具型腔中进行金属塑性变形，所得的挤压是没有飞边的，故不再需要切边（或冲孔）后续工序，从而缩短了生产周期。
7、减少设备投资
与模锻工艺相比，因冷挤压不产生飞边，故可以省去切边模及切边压力机，明显的减少了设备投资，另外冷挤压生产加工，可在专用冷挤压压力机上，也可以在通用液压机上进行，还可以在非专门为冷挤压而设计的普通压力机上进行，如通用冲床或摩擦压力机。
8、降低零件的生产成本
由于冷挤压可以大大节约原材料和加工工时，因此必然可降低零件的制造成本。
（二）冷挤压的缺点
虽然冷挤压有种种优点，但是在实际生产过程中也有它的不足，比如：
1、变形抗力高
冷挤压时，被挤压材料的变形较高，其中最有实用意义的是钢的冷挤压，其变形抗力高达2000MPa以上，这样的超高压力，对模具材质，结构以及加工制造等提出了更高的要求。
2、模具寿命短
由于冷挤压模具承受着很大的单位挤压力作用，最高可打3000MPa，模具易磨损，易破坏，虽然在模具材料和模具结构等方面采用了很多有效的措施，但与冲压模相比，其使用寿命还是不高的。
3、对毛坯的要求较高
冷挤压加工时对毛坯的要求比其他金属塑性成形加工工艺都高，否则，会使模具受到损坏，对于冷挤压毛坯，除了要求毛坯具有准确的几何形状和较高的尺寸精度外，还要求在冷挤压变形之前对毛坯进行一定的软化退火处理及表面润滑处理。
4、对冷挤压设备要求较高
当实施冷挤压工艺过程时，除了要求冷挤压设备应有较大的强度以外，还要求有较好的刚度，此外，还要求设备具有良好的精度并具有可靠的保险装置。
通过上述分析可见，冷挤压加工方法是一种“优质，高产，低消耗，低成本”的先进工艺，在技术上和经济上都有很高的应用价值。目前，冷挤压技术已经在我国汽车，摩托车，仪表，电信器材，轻工，建筑，宇航，船舶，军工及五金等工业部门中获得了广泛的应用，已成为金属塑性成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。
三、冷挤压的实现形式
冷挤模具是实现少，无切削加工的重要的工艺装备，现代生产中日益得到广泛的应用。
（一）冷挤压模具的构造及特点
1、冷挤压模具的构造
冷挤压模具一般由以下四个部分组成：工作部分（凸模，凹模，上下模座）；导向部分（导柱，导套或导筒）； 卸料和顶出部分（卸料板，顶杆）；紧固部分（凹模压板，螺栓，销钉等）。冷挤压模零件分为工艺零件和辅助零件。常用的模具结构有：专用反挤模，正挤模，复合模和通用模等
2、冷挤压模具的特点
冷挤模的外部轮廓形状酷似板料冲压模具，但它比普通冲压模具承受的压力要大得多，此压力一般为2000~2500MPa，甚至更高，达到材料强度的4~6倍，一般接近甚至超现有模具材料的强度极限，这种压力又作用冷挤模的中心成为相当大的载荷，而且工作时间很长，这是区别于其他成型方法和冲压模具最为突出的特点。另外，在金属流动过程中，模具还要承受极大的摩擦力和温度变化的作用，在连续工作的条件下，变形热和摩擦热使得模具温度达200度到300度以上。可见冷挤压模具的工作条件极其恶劣。因此，冷挤压模具在结构上和冲压模具又有许多不同之处，它的特点是，模家钢性好，强度高，模座厚度和接触面积大，结构较为对称，凸出，凹进处较少；凹模多为镶块预应力套结构；工作部件，采取分割形式的居多；工作部件直接用螺钉紧固的情况很少，多数采用压套和压板的间接方法紧固；冷挤模一般具有双重卸，顶料装置，有时顶出和卸料装置还兼有封压金属和直接参与完成工艺变形的作用。
（二）对冷挤压模具的基本要求
1、保证模具在恶劣的工作条件下，选用具有足够的强度和钢度，高的耐磨材料，正确的加工方法和热处理工艺规范，特别是模具的工作部分，应设计合理的几何形状，采用强度很好的材料。
2、模具工作部分能够方便而可靠地固定在模架上，对中性能要好。
3、对尺寸精度要求高的挤压件，模具应有良好而可靠的稳定性和导向装置。
4、模具具有方便而灵活的卸料和顶出装置，易使零件取出。
5、模具的易损部分拆换方便，在生产批量较大时要有互换性和通用性。
6、便于毛坯的放置和定位，在大批量生产中要有利于实现机械化和自动化，并配有自动送料装置。
7、模架能牢固的安装在压力机上，具有必要的防护措施，保证操作工人的人生安全。
8、模具制造要简单，成本低廉。
四、冷挤压模具的失效性
（一）模具失效出现的过程
模具经安装调试后，可以正常生产合格的工件，这一过程称为模具的服役。 一般情况下，我们总是希望模具能有足够长的服役期限，以满足生产实际的需要。
但是模具在制造过程中可能会产生某些缺陷，或者在服役过程中逐渐出现了某些缺陷，如微裂纹、轻度磨损、变形等等，在此状况下模具虽有隐患但仍能继续工作，这种虽有缺陷但未丧失服役能力的状态称为模具的损伤。
模具因某种原因损坏，或者模具损伤积累至一定程度导致模具损坏，无法继续服役，称为模具的失效。在生产中，凡模具的主要工作部件损坏，不能继续冲压出合格的工件时，即认为模具失效。
模具的失效按照发生时间的早晚，大致可分为两类：正常失效和早期失效。
模具经过大量的生产使用，因摩擦而自然磨损或缓慢地产生塑性变形及疲劳裂纹，达到正常使用寿命之后失效是属于正常的现象，为正常失效。模具未达到设计使用规定的期限，既产生崩刃 、碎裂、折断等早期破坏；或因严重的局部磨损和塑性变形而无法继续服役，为早期失效。对于早期失效的模具，必须查找其产生的原因，努力采取补救的措施。
（二）模具的失效的形式
冷挤压模具的凸、凹模由于受力状况有所不同，所以失效形式有所差异，一般凸模易于折断，凹模易于胀裂。冷挤压凸模的失效形式主要有折断、磨损、镦粗 、疲劳断裂和纵向开裂；冷挤压凹模的失效形式主要有胀裂和磨损。
1 、凸模的失效形式
冷挤压时，由于花键为多齿螺旋形状，凸模可能在弯曲应力或应力集中的作用下折断，或因脱模时由于打料器的作用，使花键模具受到拉应力而拉断。如图1、图2、图3所示：

图1模具的拉断

图2模具的拉断

图3模具的拉断
在冷挤压过程中，模具反复使用，使模具的冲次达到数万次，凸模肩部承受了很高的压应力和摩擦力，易产生麻点和磨损，成为导致凸模折断的疲劳源。久而久之，模具在疲劳源处产生开裂。如图4所示：

图4泛白处为疲劳点
若凸模选材或热处理不当，在压应力和弯曲应力的作用下，将产生纵向弯曲或 镦粗，镦粗一般发生在距工作端部 1/3~1/2 凸模工作长度处。一旦发现凸模镦粗 ，应立即重磨。如果凸模因抗压强度不够发生镦粗 ，在工作部位表面会产生拉应力，引起表面纵裂。若继续挤压，裂纹将扩展并连接起来，造成掉块（凹模表面成片剥落）。如图5所示：

图5凸模墩粗
2、凹模的失效形式
若凹模抗拉强度不够，挤压时在切向拉应力的作用下，会产生胀裂（纵向开裂）， 凹模型腔变化的部位会发生横向开裂。如果采用预应力组合凹模，长期工作中内层凹模型腔内壁会因拉、压交变循环的切向应力作用导致疲劳开裂。如图6、图7所示  ：

图6凹模断裂

图7断裂的端面
任何模具，其失效形式并非一成不变。模具在服役过程中，在不同的部位，会承受不同形式的作用力，可能导致出现多种损伤形式并存的现象。 
由于冷挤时被挤金属在模具表面的激烈流动，所以被挤金属与凹凸模工作表面产生相对运动，于是分别构成了滑动摩擦付，当表面不平时，使会出现峰顶接触，由于接触面积小，峰顶压力很高足以引起塑性变形，导致接触，还发生粘着现象，在相对滑动情况下，粘着点被剪切，塑性材料就会转移到另一工作表面上，于是出现粘着，剪切在粘着的循环过程，这就形成粘着磨损，我们的凹模芯及凹模出现的“拉毛”现象就属于此类。
如图8所示：

图8零件拉毛

当凸模出现“拉毛”现象时，我们可以对模具进行特出的表面处理，这样即可降低拉毛现象的产生，也可增加模具的耐用性，可以对车床加工好的模具先进行抛光，达到一定的光洁度，在进行表面防磨，防拉毛镀钛处理，提高模具的耐用性。如图12，模具采用镀钛处理

当凸凹零件产生上述这“毛现象时种缺陷时，就不能制造出合格的挤压件严重影响工厂的生产计划，为此面临工程技术人员应要及时解决造成这些缺陷的关键性问题。生产实践指出，每副模具的承载能力，工作使用寿命，制造精度及产品合格率，在很大程度上，取决于模具钢的化学成分，模具零件的加工质量及热处理工艺等，为了生产出高质量，高经济效益的产品挤压件，必须从模具结构设计，选用模具材料，机械加工，热处理，生产成本等方面，全面进行考虑，才能达到应有的技术经济效果。
由于模具材料的性能、模具的结构、制造工艺、压力加工设备的特性和加工操作方法的不同，各种损伤形式的发展速度有很大的差异，多种损伤形式的相互促进会加速模具的失效。因此，同样的模具可能会导致完全不同的失效形式和服役寿命。 
对模具进行失效分析，不仅要查明其失效形式、失效原因及影响因素，还应当了解其它可能导致损伤的原因及影响因素，掌握全面的情况。在克服某一种失效形式时，还要防止其它损伤的发展，以确保和延长模具的服役期限。
今半年，对冷挤压模具早期失效的原因作了一次统计分析，现将其数据结果列于表。
表1
序号
模具失效
原因
上海地区的统计数据％
1
模具材料质量不好
17．8
2
模具结构设计不合理
3．3
3
模具热处理工艺不佳
52
4
模具加工方法不合理
8．9
5
对模具材料的性能缺乏认识
-
6
毛坯材料下料不当
-
7
模具使用条件不好
11
8
模具毛坯锻造工艺不好
7
9
模具材料选用不当
-
10
其它
-
因此，为了防止模具早期失效，延长模具使用寿命，应从上述几个方面采取有效的，相应的预防措施。
由表1可知热处理对冷挤压模具的影响最大，比如加热速度不当，淬火温度不当，冷却温度不当，保温时间不当，炉内气氛不当，回火次数不够等都能够影响模具的使用寿命。
防止冷作模具的热处理缺陷基本途径利用相变体积胀缩效应增加残余奥氏体含量；直接形成贝氏体；利用深冷处理调节体积胀缩；利用回火调节体积胀缩；合理配置模块的流线方向；淬火前体积预胀缩处理。 降低淬火热应力及组织应力消除毛坯中的残余应力；加热及冷却过程中温度均匀；优选冷却方式，控制应力平衡 提高断裂抗力及塑性变形抗力碳化物分布细小，圆匀；获得板条状隐晶状马氏体，避免显微裂纹；奥氏体晶粒细化；及时回火消除淬火应力。 限形、整形防护及校正利用相变超塑性效应，限形、整形；对危险部位进行防护；利用局部热应力整形。
五、冷挤模具的工作条件
其条件极其恶劣，冷挤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，压应力交变产生的不论正压和反压往往还受到偏心负荷所引起的弯曲应力作用，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的作用，从而使凹模的圆周方向上作用较大的拉应力。
由此，冷挤压成型是在很短时间内完成的，且将大截面的坯料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，使冷挤压件温升高达300-400度，从而使模具在工作时温度高度，不工作的温度又下降，这就是说模具还承受着冷热交变应力的作用。
如此苛刻工作条件，使得冷挤压模具的使用寿命，比其它模具短的多，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，查明模具失效的根本原因，并采取得力措施加以解决，对冷挤压模具显得比其他的模具更为重要。
六、模具损坏的各种具体因素
冷挤压模具因受到使用情况不同，使用的钢种更复杂，加工工序多等可影响模具使用寿命的各种具体因素可分为以下几个方面：
（一）模具材料的影响
1、 模具材料性能的影响
各种模具材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、塑性变形抗力、断裂抗力、冷热疲劳抗力等性能均有所不同，材料的性能必须满足模具的具体使用要求，否则将导致模具的早期失效。如模具工作在循环载荷下时，使用疲劳抗力差的材料将会萌生疲劳裂纹，裂纹的不断扩展将引起模具的断裂失效。

2、模具钢材冶金质量的影响
钢中含有强度低、塑性差的非金属夹杂物，则容易形成裂纹源，引起模具早期断裂失效。 当钢中的碳化物过多，形成网状、大块状或带状偏析时，将严重降低钢的冲击韧度及断裂抗力，引起模具的早期断裂、崩块及开裂（如图9所示）等。钢材中存在中心疏松和白点，会降低模具的抗压强度，使模具淬火开裂及工作表面凹陷。
图9凸模崩角

（二）模具结构的影响  
1、模具几何形状的影响
模具的几何形状对成形过程中坯料的流动和成形力产生很大的影响，从而影响模具的寿命。如图10所示为三种形状的反挤压凸模其中a 、b两种结构的凸模比c结构的凸模降低挤压力20%，但a 、b两种结构的凸模端面倾斜角不能过大，否则虽然降低了挤压力，但凸模容易因挤偏受到弯曲应力而折断。

a) 整体式       b) 组合式
图 10挤压 凸模结构 形式
2、结构形式的影响
模具的结构形式不合理将导致应力集中而断裂失效。如图 10-a 所示为正挤压空心工件的整体凸模，挤压时极易在心轴根部产生应力集中而折断。改为图 10-b 所示组合式，消除了应力集中，可以防止模具的早期断裂失效。
（三）模具制造工艺的影响
1、锻造工艺的影响
如果锻造工艺不合理，会降低钢材的性能，造成锻造缺陷，形成导致模具早期失效的隐患。常见的锻件表面缺陷有裂纹、折叠、凹坑等，内部缺陷有组织偏析、流线分布不合理、疏松、过热、过烧等。
锻造时镦击力过大，变形量过大，易产生裂纹。加热不均，温度过高会产生材料晶粒粗大的过热现象、或导致晶界熔化和氧化的过烧现象。停锻后冷却速度过快容易开裂，特别是高碳高合金钢，锻造温度范围较窄，操作不当极易开裂。 锻造不充分会产生组织应力，热处理时也易发生变形开裂。若模具材料中的非金属夹杂物锻压后，流线分布走向与凸模轴线垂直，则可能引起横向折断；如果分布走向与轴线平行，则可能发生纵向劈裂。
2、加工工艺的影响
切削加工时没有彻底去除材料表面脱碳层，将会降低模具的表面硬度，加剧了模具 磨裂及淬裂 的倾向。切削的表面粗糙、尺寸连接处不光滑，或留有尖角和加工刀痕，将萌生疲劳裂纹，造成模具疲劳失效。磨削加工时进给量过大、冷却不足则容易产生磨削裂纹和磨削烧伤，减低模具的疲劳疲劳强度和断裂抗力。电火花成形及线切割加工，会使模具表面产生拉应力和显微裂纹，导致表面剥落和早期开裂。若材料淬火后的内应力很高，电火花加工时应力会重新分布，引起模具变形或开裂。
3、热处理工艺的影响
模具淬火加热时温度过高，容易造成模具的过热、过烧，冲击韧度下降，导致早期断裂。如果淬火温度过低，会降低模具的硬度、耐磨性及疲劳抗力，容易造成模具的塑性变形、磨损失效。淬火加热时不注意采取保护措施，会使模具表面氧化和脱碳，脱碳将造成淬火软点或软区，降低模具的耐磨性、疲劳强度和抗咬合能力，影响其使用寿命。淬火冷却速度过快或油温过低，模具容易产生淬火裂纹。如果回火温度太低，而且不够充分，将无法消除淬火过程中的残余应力使模具的韧性降低，容易发生早期断裂。
七、模具工作条件和使用维护的影响
（一）被加工材料的影响
被加工材质的不同、厚度的不同对模具寿命有很大的影响。被加工材料的强度越高、厚度越大，模具承受的力也越大，模具的寿命相对较低若被加工材质与模具材料的亲和力大，在冲压成形过程中会和模具发生粘附磨损，降低模具的寿命。如用Cr12MoV钢制作冷挤压模，挤压低碳圆钢时，极易产生粘附咬合及拉毛现象，改用YG20C钢结硬质合金制作挤压凹模，粘附咬合倾向大为减轻，提高了模具的寿命。
被加工材料的表面状态，对模具的磨损也有很大的影响。采用表面没有氧化黑皮、脱碳层，仅有极薄的氧化膜或磷化膜的坯料，对模具冲压最为有利。如用 YG20C 钢为工作部件制造的挤压模，挤压表面光亮磷化膜的坯料时，每副模具可挤压 4 万多件 ，挤压同等厚度的有磷化膜圆钢时，只要金属表面有氧化黑皮，每副模具可挤压1.5 万件左右。
在冷挤时，为了降低坯料与模具之间的摩擦，减少模具磨损，延长模具使用寿命，改善和提高挤压零件的表面质量，广泛采用磷化-皂化处理的方法（如图11所示），磷化，就是将经过除油和酸洗，表面洁净的钢料放入磷酸猛铁盐或磷酸二氢锌水溶液中，是金属与磷酸相互作用生成不容于水的磷酸膜层的过程。磷化膜本身的摩擦系数并不低，因此磷酸盐不能单独使用，在磷化的基础上，普遍采用皂化处理，来降低摩擦系数。

图11磷皂化处理的坯料
（二）润滑条件的影响
良好的润滑条件可以有效降低摩擦力、摩擦热和挤压力，减少模具的磨损，显著提高模具的使用寿命。
冷挤压模具的工作条件极为复杂和恶劣，一副模具在使用过程中往往交织着各种损伤形状，这些损伤相互作用、相互促进，最后以一种或多种形式失效。为此，对冷挤压模具使用寿命的影响因素应进行认真细致研究及分析，如有丰富的实践经验，可直接选用有效的方法，应以不断探索、不断更新、不断提高、不断总结的精神来完成现代模具生产。
　参考文献：
［1］杨长顺，《冷挤压模具设计》，国防工业出版社，1994年
［2］陈金德，《材料成形技术基础》，机械工业出版社，2005年
［3］沈莲，《机械工程材料》，机械工业出版社，2003年
［4］夏立芳，《金属热处理工艺学》，国防工业出版社，1999年

致 谢
在x大即将毕业前夕，有机会在xxx老师的指导下，结合本人从事冷挤压模具修理的工作背景，对冷挤压模具的失效性进行了分析。在x老师的鼓励下，我把《冷挤压模具的失效性分析》作为我大专毕业的论文题目。
在近四个月写毕业论文的同时，得到了x老师的许多关心和鼓励，老师不仅传授给我专业知识，培养我独立开展写论文的能力，更是给了我许多帮助和支持。因此，在本文完成之际，我首先要感谢x老师的关心和指导，他严谨的学术作风和崇高的人格极大地的影响着我，使我不敢有片刻的懈怠，而惟有不断地进取，才能无愧于老师对我的期望，相信我会把学习期间获得的知识与能力，较好地运用到今后的工作中去，为学校做出更多的贡献。
在本文的写作过程中，得到许多领导和同事的帮助，使我获得了许多第一手的资料，在此深表感谢。同时，作为在职大专生，工作与学习任务都比较繁重，当两者发生冲突时，便要有所取舍，所以在此我也要感谢我的工作单位——xxxx厂对我学习的支持，感谢校领导的关心，感谢x部领导对我学习的支持。
最后我要深深地感谢我的家人，他们为我能够完成学业，在背后默默无私地奉献和支持，并且在我不堪负重、灰心丧气的时候不断地鼓励着我，所幸我没有让我的家人失望。
本文在写作中参阅了几位专家学者的研究，谨表示衷心地感谢。在此论文完成之际，我再次衷心感谢所有给予我关心和帮助的人们。