模具表面强化技术综述

模具表面强化技术12345模具及模具材料分类模具材料性能模具零件失效形式模具材料热处理模具材料表面强化技术主要内容工作条件失效形式性能要求材料选用材料热处理模具表面强化使用性能、工艺性能、冶金质量改变材料内部组织以获得所需组织和性能有效提高模具表面各性能，心部保有强韧性塑性变形、磨损、疲劳、冷热疲劳、断裂开裂冷作模具、热作模具、型腔模具受力、受热决定形式供应商早期参与：客户与供应商关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨报价：包括模具价格、模具寿命、周转流程、机器要求吨数以及交货期订单：客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受模具生产计划及排工安排模具设计：可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等采购材料模具加工模具装配模具试模样板评估报告样板评估报告批核现代模具生产流程第一章综述1.1模具1.1.1模具分类1.1.2模具材料分类1.1.3选择模具材料的一般原则1.2性能1.2.1使用性能1.2.2工艺性能1.3热处理1.3.1工艺分类1.3.2热处理温度点、组织、铁碳平衡相图1.3.3退火1.3.4正火1.3.5淬火1.3.6回火1.3.7不同模具材料的热处理工艺1.4表面强化技术1.4.1化学热处理1.4.2高能束表面强化技术1.4.3模具表面气相沉积强化1.5失效形式1.5.1基本概念1.5.2失效形式1.5.3失效原因

模具的地位：现代工业产品的发展和生产效益的提高，很大程度上取决于模具的发展和技术水平。作用：以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型优点：生产效率高、质量稳定、一致性好、省料、生产成本低应用：汽车、冶金、电子、轻工、机械制造等1.1模具——工业之母1.1模具——工业之母模具是工业生产上在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的各种模子和工具，其主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工，素有“工业之母”的称号。模具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成，具有特定的轮廓或内腔形状，具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。按工作条件分类：冷作模具：主要用于金属或非金属材料的冷态成型，如冷冲压、冷挤压、冷镦模、拉伸弯曲模、拉丝模、滚丝模等热作模具：对高温状态下的工件进行压力加工的模具，如热锻模、热挤压模、热冲裁模、压铸模等型腔模具：又叫凹模，是成型塑件外表面的工作零件，如塑料模具、陶瓷模具、玻璃模具、橡胶模具、粉末冶金模具等1.1.1模具分类热锻模具橡胶模具冷冲压模具冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如：冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广，.从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。冷作模具钢具是真空脱气精炼钢，内质纯净，机械加工性良好，切削明显提高，淬透性良好，空冷淬硬不易出现淬裂，耐磨性极为优异，韧性良好，可用作不锈钢及高硬度材料的冲裁模。冷作模具热作模具钢钢主要用于于制造对高高温状态下下的工件进进行压力加加工的模具具。如：热热锻模具、、热挤压模模具、压铸铸模具、热热镦锻模具具等。常用用的热作模模具钢有：：中高含碳碳量的添加加Cr、W、Mo、V等合金元素素的合金模模具钢；对对特殊要求求的热作模模具钢，有有时采用高高合金奥氏氏体耐热模模具钢制造造。热作模具由于塑料的的品种很多多，对塑料料制品的要要求差别也也很大，对对制造塑料料模具的材材料也提出出了各种不不同的性能能要求。。所以，不不少工业发发达的国家家已经形成成了范围很很广的塑料料模具用钢钢系列。包包括碳素结结构钢、渗渗碳型塑料料模具钢、、预硬型塑塑料模具钢钢、时效硬硬化型塑料料模具钢、、耐蚀塑料料模具钢、、易切塑料料模具钢、、整体淬硬硬型塑料模模具钢、马马氏体时效效钢以及镜镜面抛光用用塑料模具具钢等。塑料模具模具材料模具钢冷作模具钢热作模具钢塑料模具钢其它模具材料铸铁有色金属及其合金硬质合金非金属材料模具材料的的品种繁多多、分类方方法也不尽尽相同。由由于模具钢钢是制造模模具的主要要材料，所所以我们可可将材料分分类如下：：根据模具的的工作条件件不同，一一般把模具具钢分为三三类:1.冷作模具钢钢2.热作模具钢钢3.塑料模具钢钢1.1.2模具材料分分类研究和制造造有竞争性性的优质产产品，最重重要的要求求之一就是是选择产品品中不同零零件所用的的各种材料料和与之相相宜的加工工方法的最最佳组合。。由于所能能采用的材材料和加工工方法很多多，因而材材料的选用用常常是一一个复杂而而困难的判判断、优化化过程。毫毫无疑问，，所选材料料应满足产产品（零件件）使用的的需要，经经久耐用，，易于加工工，经济效效益高。选材一般应应遵循四个个基本原则则：1、满足使用用性能要求求；2、工艺性能能良好；3、材料来源源方便；4、经济性合合理。在大多数情情况下，使用性能是是选材的首首要原则与与依据，然后再综综合考虑工工艺性能和和经济性能能，得出优优化结果。。1.1.3选择模具材材料的一般般原则1）分析零件件的工作条条件，确定定其使用性性能。零件的工作作条件分析析包括：①①受力情况况；②工作作环境，如如工作温度度、工作介介质；③其其它特殊要要求，如导导热性、密密度与磁性性等。2）进行失效效分析，确确定主要使使用性能。。在工程应用用中，失效效分析能暴暴露零件的的最薄弱环环节，找出出导致失效效的主导因因素，直接接准确地确确定零件必必备的主要要使用性能能。3）将零件的的使用性能能要求转化化为对材料料性能指标标和具体数数值的要求求。通过分析、、计算，将将使用性能能要求指标标化、量化化，再按这这些性能指指标数据查查找有关手手册中各类类材料的性性能数据及及大致应用用范围，进进行判断、、选材。按使用性能能选材的具具体方法与与步骤：1.2.1使用性能强度硬度塑性韧性疲劳性能1.2.2工艺性能切削性尺寸稳定性性镜面性焊接修复性性1.2性能要求影响模具生生产成本和和制造难易易的主要因因素之一根据模具的的工作条件件和使用寿寿命要求决决定1．强度强度是指金金属材料在在静荷作用用下抵抗破破坏（过量量塑性变形形或断裂））的性能。。由于载荷荷的作用方方式有拉伸伸、压缩、、弯曲、剪剪切等形式式，所以强强度也分为为抗拉强度度、抗压强强度、抗弯弯强度、抗抗剪强度等等。冷作模模具的强度度指标主要要为常温下下屈服强度度；热作模模具的强度度指标主要要为高温下下屈服强度度。2．硬度硬度是衡量量金属材料料软硬程度度的指标。。目前生产产中测定硬硬度方法最最常用的是是压入硬度度法，它是是用一定几几何形状的的压头在一一定载荷下下压入被测测试的金属属材料表面面，根据被被压入程度度来测定其其硬度值。。常用的方法法有布氏硬硬度（HB）、洛氏硬硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬硬度（HV）等方法。。3．塑性塑性是指金金属材料在在载荷作用用下，产生生塑性变形形（永久变变形）而不不破坏的能能力。，常常用断后伸伸长率和断断面收缩率率两个指标标表示。1.2.1使用性能4．冲击韧韧性以很大速度度作用于机机件上的载载荷称为冲冲击载荷，，金属在冲冲击载荷作作用下抵抗抗破坏的能能力叫做冲冲击韧性，，反应了模模具的脆断断韧性，常常用冲击韧韧度来评定定。5．疲劳前面所讨论论的强度、、塑性、硬硬度都是金金属在静载载荷作用下下的机械性性能指标。。实际上，，许多机器器零件都是是在交变载载荷下工作作的，在这这种条件下下零件会产产生疲劳。。疲劳性能能反映了材材料在交交变载荷作作用下抵抗抗疲劳破坏坏的性能指指标。1.2.1使用性能模具的制造造一般都要要经过锻造造、切削加加工、热处处理等几道道工序。为为保证模具具的制造质质量，降低低生产成本本，其材料料应具有良良好的工艺艺性能。1.机械加工性性能主要指切削削加工性和和磨削加工工性，其中中切削加工工性最重要要。一般来来说，材料料的硬度越越高，加工工硬化能力力越强，切切屑不易断断排，刀具具越易磨损损，其切削削加工性能能就越差。。但若硬度度太低，切切削会变得得连续不断断，使得表表面粗糙。。切削性要求求：切削刀刀具费用低低、切屑易易处理、加加工表面光光滑。在钢铁材料料中，易切切削钢、灰灰铸铁和硬硬度处于180—230HBS范围的钢具具有较好的的切削加工工性能；而而奥氏体不不锈钢、高高碳高合金金钢（如高高铬钢、高高速钢、高高锰耐磨钢钢）的切削削加工性能能较差。铝铝合金、镁镁合金及部部分铜合金金具有优良良的切削加加工性能。。1.2.2工艺性能2.尺寸稳定性性材料在受机机械力、热热或其他外外界条件作作用下，其其外形尺寸寸不发生变变化的性能能。模具必须经经过粗加工工、热处理理、精加工工后才能投投入使用，，这要求模模具热处理理时具有尺尺寸稳定性性，否则会会导致加工工周期延长长。另外，模具具投入使用用后，随着着时间的推推移，尺寸寸会出现微微米级变化化，称为时时效变化。。随着模具向向高精度方方向发展，，需要有效效控制热处处理后模具具的尺寸变变化、形状状变化、时时效变化。。1.2.2工艺性能3.镜面性指工件表面面不出现针针孔等微小小缺陷，表表面粗糙度度值所能达达到的微细细程度。无论何种塑塑料模具，，

其型腔腔的允许表表面粗糙度度极小，几几乎都要求求能做到镜镜面光泽。。而要达到到镜面光泽泽，主要的的一点是钢钢材必须具具有不低于于38HRC的硬度，最最好为40～46HRC，而达到55HRC为最佳。要要达到镜面面光泽，首首先钢材中中的夹杂物物要尽量少少，而且不不能有气泡泡存在，并并且纤维维组织均匀匀。在大量量生产中的的模具，为为了减少磨磨损，除了了型腔的表表面硬度以以外，表面面粗糙度也也是重要条条件。1.2.2工艺性能4.焊接修复性性在型腔加工工中，有时时难免要补补焊。因此此模具钢必必须有很好好地焊接性性能。钢铁材料的的焊接性随随其碳和合合金元素含含量的提高高而变差，，因此钢比比铸铁易于于焊接，且且低碳钢焊焊接性能最最好、中碳碳钢次之、、高碳钢最最差。铝合合金、铜合合金的焊接接性能一般般不太好，，应采用一一些高级的的焊接方法法（如氩弧弧焊）或特特殊措施进进行焊接。。1.2.2工艺性能1.3热处理模具钢热处处理一般包包括3个部分：普通热处理理、表面热热处理、形形变热处理理。普通热热处理包括括退火、正正火、淬火火、回火。。退火和正正火我们俗俗称为预先先热处理，，淬火和回回火我们称称为最终热热处理。退火：将钢加热热到一定温温度保温一一段时间，，再缓慢冷冷却。正火：将钢加热热至Ar3或Accm以上30~50℃，在空气气中冷却。。淬火：将钢加热热至奥氏体体化，再快快速冷却（（大于临界界冷却速度度）使其进进行马氏氏体体转变。回火：将钢加热热到＜A1点的某一温温度保温一一段时间，，再冷却。。1.3.1工艺分类目的：改善钢的加加工性能及及组织结构构，发挥钢钢的潜力，，提高钢的的使用性能能，节约成成本，延长长工件的使使用寿命Ac1：加热时珠光光体(P)向奥氏体(-Fe)转变的温度度；Ar1：冷却时奥氏体向珠珠光体转变的温度度；Ac3：加热时先共共析铁素体(-Fe)均转变为奥奥氏体的终了温度度；Ar3：冷却时奥氏体向铁铁素体转变的开始始温度；Accm：加热时二次渗碳体体(Fe3CⅡ)全部溶入奥奥氏体的终了温度度；Arcm：冷却时从奥氏体中开开始析出二二次渗碳体体的温度。1.3.2热处理温度度点、组织织、铁碳平平衡相图一、温度点点（1）纯铁及铁铁基固溶体体纯铁在固态态下有-Fe、-Fe和a-Fe三种同素异异构体。铁铁的三种同同素异构体体都可以溶溶解一定量量的碳形成成间隙固溶溶体。碳在-Fe中的固溶体体称为铁素素体，用符符号F或表示。铁素体为体体心立方晶晶格，其溶溶碳能力很很低，在727°C时最高，为为0.0218%,而在室温下下仅为0.0008%。铁素体的的组织为多多边形晶粒粒。其性能能与纯铁相相似，即强强度、硬度度低，塑性性、韧性高高。碳在δ-Fe中的固溶体体称为δ铁素体，又又称高温铁铁素体，用用符号δ表示。δ铁素体也是是体心立方方晶格，其其最大溶碳碳量为1495°°C时的0.09%。1.3.2热处理温度度点、组织织、铁碳平平衡相图二、钢的组组织（1）纯铁及铁铁基固溶体体碳在-Fe中的固溶体体称为奥氏氏体，用符符号A或表示。奥氏体为面面心立方晶晶格，其溶溶碳能力比比铁素体高高，1148°°C时最大，为为2.11%。奥氏体也也是不规则则多面体晶晶粒，但晶晶界较直，，如图所示示。奥氏体体强度低、、塑性好，，因而钢材材的热加工工都在奥氏氏体相区进进行。碳钢钢室温下的的组织中无无奥氏体，，但当钢中中含有某些些合金元素素时，可部部分或全部部变为奥氏氏体组织。。二、钢的组组织铁素体组织织400×奥氏体组织织400×（2）渗碳体渗碳体（即即Fe3C）是铁与碳碳的间隙化化合物，含含碳量为6.69%，用Fe3C或Cm表示。渗碳体的硬硬度很高（（HB»800），塑性和和韧性几乎乎为零。渗渗碳体在钢钢和铸铁中中一般呈片片状、网状状或球状存存在。它的的尺寸、形形状和分布布对钢的性性能影响很很大，是铁铁碳合金的的重要强化化相。渗碳体是介介稳相，在在一定的条条件下，它它将发生分分解：Fe3C®®3Fe+C，所分解出出的单质碳碳称为石墨墨，该分解解反应对铸铸铁有着重重要意义。。由于碳在在a-Fe中的溶解度度很低，所所以常温下下碳在铁碳碳合金中主主要以渗碳碳体或石墨墨的形式存存在。二、钢的组组织（3）珠光体珠光体是由由奥氏体发发生共析转转变同时析析出的，铁铁素体与渗渗碳体片层层相间的组组织，其形态为铁铁素体薄层层和渗碳体体薄层交替替叠压的层层状复相物物，也称片片状珠光体体。用符号P表示，含碳碳量ωc=0.77%。在珠光体中中铁素体占占88%,渗碳体占12。在球化退退火条件下下,珠光体中的的渗碳体也也可呈粒状状,这样的珠光光体称为粒粒状珠光体体。珠光体的片片间距离取取决于奥氏氏体分解时时的过冷度度。过冷度度越大，所所形成的珠珠光体片间间距离越小小。片状珠光体体根据片间间距的大小小不同，可以分成珠珠光体、索索氏体、托托氏体三类类。片状珠光体体在A1～650℃温度范围内内形成的，，其片间距距大约为150～450nm。索氏体在650～600℃温度范围内内形成，其其片间距较较小，约为为80～150nm。屈氏体（托托氏体）在在600～550℃温度范围内内形成，其其片间距约约为30～80nm。二、钢的组组织1.3.2热处理温度度点、组织织、铁碳平平衡相图三、铁碳平平衡相图以组织组成成物标注的的铁碳合金相相图退火、正火火温度区域域（a）加热温度度范围（a）工艺曲线线1.3.3退火目的（1）降低硬度度，提高塑塑性，以利利于切削加加工和冷变变形加工；；（2）消除残余余应力，稳稳定尺寸，，防止和减减少最终热热处理后的的变形、开开裂；（3）细化晶粒粒，均匀组组织和成分分，改善性性能，为后后续热处理理做准备。。工艺分类完全退火不完全退火火球化退火扩散退火去应力退火火（1）完全退火工艺：将亚共析钢钢加热到A3以上保温，，使钢中组组织全部转转变为奥氏氏体，然后后缓慢冷却却到600℃以下，再再出炉空冷冷。目的：细化晶粒，，消除内应应力和过热热组织，降降低硬度，，便于切削削加工，为为淬火做好好组织准备备。主要用于亚亚共析成分分的碳钢、、合金钢。。（2）不完全退火工艺：将钢件加热热到Ac1~Ac3间或Ac1~Acm之间，保温温一段时间间，然后缓缓慢冷却到到500~600℃，再出炉炉空冷。目的：消除内应力力，降低硬硬度，便于于切削加工工，改变珠珠光体组织织，是珠光光体再结晶晶，为淬火火做好组织织准备。主要用于共共析钢、过过共析钢。。（3）球化退火工艺：将钢加热到到Ac1以上20~30℃，保温一一段时间后后在Ar1以上10~30℃等温、缓缓冷。目的：使钢件中碳碳化物呈粒粒状或球状状均匀分布布，降低硬硬度，便于于切削加工工，在之后后的淬火过过程中过热热倾向小、、变形小、、开裂倾向向小。主要用于过共共析钢及合金金工具钢。若若钢的原始组组织中有明显显网状碳化物物，要先正火火处理。（4）扩散退火工艺：将钢件加热到到Ac3(+150~250℃)长时间保温，，使钢中原子子充分扩散，，使得化学成成分均匀，然然后随炉冷却却到350℃以下，再出出炉空冷。目的：消除锻件或铸铸件的枝晶偏偏析，使成分分均匀化。缺点：会使组织严重重过热，需进进行完全退火火或正火来细细化晶粒。（5）去应力退火工艺：将亚共析钢钢钢件随炉缓慢慢加热到Ac1-(100~200℃)，即500~650℃，保温一定定时间后缓慢慢冷却。目的：消除内应力，，防止变形、、开裂。用于锻造、铸铸造、焊接、、切削加工后后的模具零件件。无组织变化。。1.3.4正火工艺：将钢件加热至至Ar3或Accm以上30~50℃，空冷。目的：消除冷作、锻锻造或急冷时时产生的内应应力，细化高高温过热时生生成的粗大组组织，消除晶晶界析出的网网状碳化物，，或作为球化化退火的预处处理。1.3.5淬火工艺：将钢加热到奥奥氏体化后，，再快速冷却却（大于临界界冷却速度））使其进行马氏体转变。亚共析钢：加加热温度Ac3以上30~50℃共析钢：加热热温度Ac1~Acm目的：提高工件的硬硬度、耐磨性性和其它力学学性能。1.3.5淬火马氏体：是碳在α-Fe中的过饱和固固溶体。马氏氏体由奥氏体体急速冷却（（淬火）形成成，这种情况况下奥氏体中中固溶的碳原原子没有时间间扩散出晶胞胞。当奥氏体体到达马氏体体转变温度（（Ms）时，马氏体体转变开始产产生，母相奥奥氏体组织开开始不稳定。。在Ms以下某温度保保持不变时，，少部分的奥奥氏体组织迅迅速转变，但但不会继续。。只有当温度度进一步降低低，更多的奥奥氏体才转变变为马氏体。。最后，温度度到达马氏体体转变结束温温度Mf，马氏体转变变结束。马氏体和奥氏氏体的不同在在于，马氏体体是体心正方方结构，奥氏氏体是面心立立方结构。奥奥氏体向马氏氏体转变仅需需很少的能量量，因为这种种转变是无扩扩散位移型的的，仅仅是迅迅速和微小的的原子重排。。马氏体的密密度低于奥氏氏体，所以转转变后体积会会膨胀。相对对于转变带来来的体积改变变，这种变化化引起的切应应力、拉应力力更需要重视视。1.3.6回火工艺：将淬火钢加热热至低于A1点以下某一温温度保温一段段时间，再冷冷却。目的：改变淬火组织织，得到一定定强度、韧性性的配合；消除淬火应力力和回火中的的组织转变力力。淬火钢的三种种回火组织：：低温回火组织织——马氏体中温回火组织织——托氏体高温回火组织织——索氏体预先热处理最终热处理冷作模具球化退火或等温退火淬火+低温回火热作模具等温退火淬火+中温回火或高温回火塑料模具整体淬硬型球化退火或等温退火淬火+低温回火渗碳型正火渗碳+淬火+低温回火1.3.7不同模具材料料的热处理工工艺1.4表面强化技术术为了提高模具具的使用寿命命，不仅需要要好的模具材材料，还要有有合理的热处处理工艺。但但是常规热处处理技术已经经难以满足模模具高的表面面耐磨性和集集体强韧性的的要求。表面强化技术术优点：提高模具表面面的耐磨性等等能使基体保持持足够的强韧韧性表面强化技术术意义：省能源省资源充分发挥材料料性能潜力获得特殊性能能获得最大技术术经济效益1.4.1化学热处理工艺：将模具加热到到一定温度与与介质发生化化学反应，使使其表面按需需要渗入一定定量的其它元素包括三个基本过程：（1）分解：由介介质分解出活活性原子；（2）吸收：活性性原子被工件件表面吸收；；（3）扩散：被吸吸收原子想工工件内部扩散散。目的：改善其表层化化学成分、组组织和性能，，有效提高模模具表面的耐耐磨性、耐蚀蚀性、抗氧化化、抗咬合等等性能，从而而延长模具使使用寿命。1.4.2高能束表面强强化技术工艺：以极大密度的的能量瞬时供供给模具表面面，其热源通通常是指激光光、电子束、、离子束等目的：使其发生相变变硬化、熔化化快速凝固和和表面合金化化效果。特点：加热速度快、、工件变形小小、无需冷却却介质可控性好，便便于实现自动动化处理1.4.3模具表面气相相沉积强化工艺：在模具表面覆覆盖一层0.5~10μm厚度的过渡族族元素的碳、、氮、硼化合合物或单一的的金属或非金金属涂层目的：使模具表面强强度高、摩擦擦因数低，具具有自润滑性性能，抗磨粒粒磨损良好，，抗蚀性强，，抗大气氧化化良好CVD：使反应气体体在模具基材材表面发生化化学反应形成成覆盖层PVD：将所需原料料放在真空室室中蒸发（或或溅射），形形成气相原子子或分子子，再在模具具表面沉积。。1.5失效形式任何零件均具具有一定的设设计功能与寿寿命。当其在在使用过程中中，因零件的的外部形状尺尺寸和内部组组织结构发生生变化而失去去原有的设计计功能，使其其低效工作或或无法工作或或提前退役的的现象即称为为失效。模具失效是指指模具丧失正正常工作能力力。具体是指指模具工作部部分发生严重重磨损或损坏坏而不能用一一般修复方法法（刃磨、抛抛光）使其重重新服役的现现象。一般情况下，，模具出现损损伤后并不会会立即失效，，只有当某种种损伤发展到到妨碍模具正正常工作或生生产出废品时时，模具才告告失效。模具寿命是指指模具自正常常服役至必然然失效期间内内所能完成制制件加工的次次数。1.5.1基本概念1.5.2失效形式零件失效形式式多种多样，，分为偶然失效和必必然失效。通常按零件件的工作条件件及失效的特特点将失效分分为四大类：：塑性变形断裂磨损（表面损损伤）疲劳冷热疲劳失效效对结构材料的的失效而言，，前三种是最最主要的；其其中断裂失效效（尤其是脆脆性断裂）因因其危险性而而易受重视、、且研究最多多，疲劳断裂裂最普遍，是是断裂失效的的主要方式。。冷热疲劳失效效主要出现在在热作模具，，在冷作模具具不会出现。。（1）塑性变形失效模具在使用过过程中，发生生了塑性变形形，改变了几几何形状或尺尺寸，而不能能修复再服役役时，称为塑性变形形失效。塑性变形的失失效形式表现现为塌陷、弯曲、、镦粗等。失效机理：模具在服役时时，承受很大大的应力，而而且一般是不不均匀的应力力。当模具某某个部位所受受应力超过了了当时温度下下模具材料的的屈服强度时时，就会以滑滑移、孪晶、、晶界滑移等等方式产生塑塑性变形，造造成模具失效效。（2）磨损失效由于表面的相相对运动，从从接触表面逐逐渐失去物质质的现象称为磨损。模具在服役时时，其表面与与成型坯料接接触，并产生生相对运动，，造成磨损。。当磨损使模模具尺寸发生生变化或改变变了模具的表表面状态，使使其不能再继继续服役时，，称为磨损失效效。模具成型坯料料不同、使用用状况不同，，其磨损情况况也会不同。。按磨损机理理可分为磨粒磨损、粘粘着磨损、疲疲劳磨损、气气蚀和冲蚀磨磨损、腐蚀磨磨损。磨损失效的表面形形式有刃口钝化、棱棱角变圆、平平面下陷、表表面沟痕、剥剥落、黏模等等。磨料磨损：外来硬质颗颗粒存在于工工件与模具接接触表面之间间，刮擦模具具表面，引起起模具表面材材料脱落的现现象。黏着磨损：工件和模具具表面相对运运动时，由于于表面凸凹不不平，黏着的的结点发生剪剪切断裂，使使模具表面材材料转移到工工件上或脱落落的现象。腐蚀磨损：在摩擦过程程中，模具表表面与周围介介质发生化学学或电化学反反应，再加上上摩擦力机械械作用引起表表层材料脱落落的现象。（2）磨损失效疲劳磨损：两接触表面面相对运动时时，在循环应应力作用下，，使表层金属属疲劳脱落的的现象。疲劳磨损的外外载有机械载载荷与热载荷荷，因此疲劳磨损可分分为机械疲劳劳磨损和冷热热疲劳磨损。。另外，疲劳磨磨损的派生模模式：气蚀磨损和冲冲蚀磨损气蚀磨损：金属表面的的气泡破裂，，产生瞬间的的冲击和高温温，使模具表表面形成微小小麻点和凹坑坑的现象。冲蚀磨损：液体与固体体微小颗粒高高速落到模具具表面，反复复冲击模具表表面，使模具具表面局部材材料流失，形形成麻点和凹凹坑的现象。。注意：在模具与工件件（坯件）相相对运动中，，摩擦磨损的的情况很复杂杂，磨损一般般不只是以一一种形式存在在，往往是多多种形式并存存，并互相促促进。（2）磨损失效（3）疲劳失效疲劳失效是指在模具的的某些部位，，经过一定的的使用期后，，萌生了细小小的裂纹，并并逐渐向纵深深发展。这种裂纹扩展展到一定尺寸寸后，严重削削弱模具的承承载能力而引引起断裂。疲劳裂纹一般般萌生于应力力较大的位置置，特别是应力力集中的部位位，如尺寸过过度、缺口、、刀痕、磨削削裂纹等处。。疲劳失效的根根本原因是循循环载荷。疲劳裂纹的的萌生、扩展展与许多因素素相关。饭促促进表面应力力增大的因素素，均加速疲疲劳裂纹的萌萌生。（4）冷热疲劳失效效冷热疲劳又称称热疲劳或龟龟裂，是热作模具具常见和特有有的失效形式式，尤其是压压铸模。在急冷急热条条件下使用的的热