冷作模具的失效分為非正常失效和正常失效。非正常失效是模具未達(dá)到行業(yè)的平均壽命就不能服役；正常失效是指模具經(jīng)大批量生產(chǎn)使用后，因緩慢塑性變形或均勻地磨損、疲勞斷裂而不能繼續(xù)服役。失效形式主要以磨損、塑性變形、疲勞、斷裂為主。而影響模具壽命的因素多方面的，從模具失效分析大量試驗(yàn)中可以看出，模具材料、熱處理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工研磨、潤(rùn)滑等是影響模具壽命的主要因素，這些因素之間，又相互影響、互為因果，必須給予綜合考慮。冷作模具失效原因的統(tǒng)計(jì)百分比如下：原材料10%、熱處理50%、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10%、加工工藝10%、潤(rùn)滑7%、機(jī)床設(shè)備7%、其他5%。

1、合理選用模具材料

　　根據(jù)不同的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)方式和加工對(duì)象選用合適的模具材料，才能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。在大批量和高速冷鐓生產(chǎn)中，選用高壽命模具材料如硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、高強(qiáng)韌高耐磨模具鋼；對(duì)于小批量或新產(chǎn)品試制則可采用合金模具鋼、碳素工具鋼經(jīng)濟(jì)型材料；對(duì)于變形失效的模具即要求足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，對(duì)于磨損失效的模具要求高硬度并在基體有較多的質(zhì)點(diǎn)，對(duì)于疲勞失效的則要求抗疲勞性，對(duì)于斷裂失效的要求有足夠的韌性。在模具材料的選擇上要考慮下述幾個(gè)方面，一是模具材料的熱處理過程要簡(jiǎn)單、容易和熱變形小；二是材料的耐磨性能好，硬度和強(qiáng)韌性高；三是材料必須具有良好的切削加工性能。

2、優(yōu)化模具的熱處理

　　從模具失效中知得，模具失效原因50%是由于熱處理不當(dāng)造成。因此，采用熱處理技術(shù)提高模具壽命具有特別重要意義，也是花錢少見效快的經(jīng)濟(jì)方法。模具熱處理工藝包括基體強(qiáng)韌化和表面強(qiáng)化處理?；w的強(qiáng)韌化在于提高基體的強(qiáng)度和韌性，減少斷裂和變形。表面強(qiáng)化主要目的是提高模具表面耐磨性、耐蝕性和潤(rùn)滑性能。

　　模具表面強(qiáng)化處理方法較多，主要有三種形式：一種是改變表面的化學(xué)成分，如滲透金屬、滲氮、TD處理等；二是不改變表面化學(xué)成分，如激光、電子束等方法；三是表面形成硬化層，如鍍鉻、電鍍、沉積、熱噴涂、電火花強(qiáng)化等。國(guó)內(nèi)比較成熟的模具表面強(qiáng)化工藝有滲硼、氣體軟氮化、離子滲氮、真空熱處理和氣相沉積鈦等。

　?、贊B硼：滲硼是在高溫下使硼原子滲入模具表面形成硼化層硬化層的化學(xué)熱處理工藝。滲硼使模具表面具有很高的硬度（1200-2000HV0.2）和耐磨性，良好的抗蝕性、紅硬性和抗氧化性。如果對(duì)某些拉伸模進(jìn)行滲硼處理，其滲硼壽命可以提高7-10倍。

　　②氣體軟氮化：使氮在滲氮溫度分解后產(chǎn)生活性氮原子，被金屬模具表面吸收滲入鋼中并且不斷自表面向內(nèi)擴(kuò)散，形成氮化層。模具經(jīng)過氣體軟氮化處理氣體軟氮化后，表面硬度可達(dá)950-1200HV0.2，使模具具有很高的紅硬性和較高的抗疲勞強(qiáng)度，且提高模具表面粗糙度和抗咬合能力。

　　③離子滲氮：將待處理的模具放在真空容器中，充以一定壓力的含氮?dú)怏w（如氮、或氮?dú)浠旌蠚庵校?，然后以被處理模具作陰極，以真空容器的罩壁作陽極，在陰陽極之間加上400-600V的直流電壓，陰陽極間便產(chǎn)生輝光放電，容器里的氣體被電離，在空間產(chǎn)生大量的電子與離子，在電場(chǎng)的作用下，正離子沖向陰極，以很高速度轟擊模具表電子，變成氮原子被模具表面吸收，并向內(nèi)擴(kuò)散形成氮化層，應(yīng)用離子滲氮法可提高模具的耐磨性離子滲氮餓疲勞強(qiáng)度。

　　此外，采用等離子噴涂工藝可以強(qiáng)化韌口和表面，提高模具壽命6-7倍。

3、優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　先進(jìn)合理的模具結(jié)構(gòu)是提高冷作模具壽命的保證。模具設(shè)計(jì)的原則是保證足夠的強(qiáng)度和剛性，對(duì)韌性的特定要求和合理的沖裁間隙，并減少應(yīng)力集中。

　　模具的模架是模具的主要部件，也是其他零部件的載體。因此，其不但要滿足強(qiáng)度，更要有良好的剛性，模板不宜太薄，在工作機(jī)械空間足夠的情況下，盡量增加厚度。從進(jìn)口的大型模具來看，國(guó)產(chǎn)模具普遍存在模板偏薄的現(xiàn)象，其主要原因是對(duì)模架剛性的認(rèn)識(shí)不足。為了防止模架變形，可以適當(dāng)增加厚度。

　　凸模設(shè)計(jì)要注意導(dǎo)向支撐，對(duì)稱保護(hù)，尤其是小沖頭折斷已成為主要的失效形式，所以在設(shè)計(jì)精沖深長(zhǎng)小孔的凸模時(shí)，通常采用凸模護(hù)套結(jié)構(gòu)。卸料板的結(jié)構(gòu)除支撐導(dǎo)向外，還要注意間隙均勻，卸料板穩(wěn)定。此外，在滿足緊固件成品要求的前提下，尖角、窄槽等部位要圓弧過渡，適當(dāng)加大頭部圓弧R半徑，可降低應(yīng)力；采用鑲拼結(jié)構(gòu)也可減少應(yīng)力集中，便于加工和維修，提高加工質(zhì)量；模具的工作部分和基體可用不同材料做成，既保證強(qiáng)度，又保證耐磨性，避免應(yīng)力集中。

　　凸凹模間隙選用適當(dāng)，可以顯著地提高模具壽命和沖壓件質(zhì)量。例如沖壓模，在保證緊固件成品尺寸精度的前提下，合理增大凸、凹模的間隙，以改善凸模工作部分的受力狀態(tài)，使沖裁力、卸料力和推件力下降，凸、凹模刃口磨損減少，從而提高模具壽命。

　　沖裁過程中的振動(dòng)，對(duì)模具壽命也有影響，可把沖裁刃口變成斜刃口，減少刃口之間的沖擊和接觸，以減少振動(dòng)。增加緩沖器也可達(dá)到減少噪音，提高模具壽命的目的。

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