1.热磨损失效

热作模具型腔内的磨损与冷作模具磨损的形成因素不同。热模锻的磨损主要是模具与被加工的红热金属坯料之间的摩擦得不到润滑，被红热的金属坯料氧化，型腔表面层被回火软化，而氧化又加剧了磨损，同时发生氧化磨损和粘着磨损。磨损不仅破坏模具的尺寸精度，使锻件超差，也可以使模具表面出现擦伤沟槽，因而破坏锻件的表面粗糙度。此外，擦伤沟槽又是热疲劳裂纹的萌生处。由于擦伤槽地，因而破坏锻件的表面粗糙度。此外，擦伤沟槽又是热疲劳裂纹的萌生处。由于擦伤沟槽破坏了锻件的表面粗糙度，或是由于擦伤沟槽诱发了热疲劳开裂而使模具失效。

温升比上模严重使模腔表层软化较快，由于基体硬度较低（48HRC），磨损严重，而由于基体韧性较好，裂纹未迅速扩展而导致模具断裂，但模具因严重的磨损已无法锻成合格产品而报废。而热冲压的上冲模，硬度为51HRC，在锻造3000件后就在冲头边缘和金属流变最激烈的部位出现磨损和细小裂纹。随着锻造次数的增加，裂纹扩大、数量增多，当锻造到6300件左右时模具断裂失效。

对于同样的模具材料，对模具磨损有较大影响的因素是模具的温度与模具的硬度。温度越高则模具硬度越低，模具愈软则磨损量愈大。解剖分析了尺寸为（230×280×225）mm的5CrNiMo钢制锻模，模具热处理后的硬度为45～47HRC。在锻压2000件后，模具型腔表面附近的硬度降低到35HRC。由于模具硬度的降低，使模具易于磨损。

模具表面形成的薄而致密的氧化物薄膜能防止锻造材料与模具的咬合，并抑制热量的传递，具备润滑作用。但是如果形成厚的氯化物层，反而易于形成脱落层促进模具的磨损。所以模具材料应具有某种程度的抗氧化性。

2.断裂失效

断裂和开裂失效在热锻模中约占总失效量的20%～25%，在压铸模中约占5%～10%左右。由于断裂往往具有突发性，在危害模具寿命的失效事故中，以早期断裂最普遍。发生早期限断裂失效的模具，其寿命往往很短，其锻压次数多则千余次，少则数百次甚至数十次。

造成模具断裂和开裂的原因很多，除了模具安装和操作不当外，与模具设计、材质选择、加工质量不佳削弱模具的承载能力、热处理工艺不当、强韧性配合默契有问题等有密切的关系。断裂往往起源泉于模腔源码角处或应力集中的部位。热锻模裂纹，断口较平坦，无明显的裂纹扩展停顿线，宏观无塑性变形和剪切唇，显示出脆性断裂特征。断口微观形貌为解理和准解理特征。

实践表明，如模块热处理后的硬度偏高，易产生早期脆断。模块硬度提高后，将降低钢的断裂韧度及冲击韧度，显著地增加脆断倾向。模块硬度提高，又使模具的冷热疲劳抗力降低，这就使模具型腔表面过早地产生热疲劳裂纹，由于钢的断裂韧度较低，使热疲劳裂纹的尺寸很小就可能达到临界尺寸，进而迅速失稳扩展导致模具脆断。

如果模块的回火温度确定在出现回火脆性的区间内，就增大了早期脆断的可能性。5CrNiMo钢淬火后，在300～450℃之间回火时，无论是冲击韧度试样或断裂韧度试样，其微观断口形貌以沿晶断裂为主，说明回火脆性造成了脆性断裂。

 

热作模具的型面堆塌

模具在服役过程中，模腔型面变形下塌，使被加工零件尺寸超差，从而造成模具失效。这种失效形式主要出现在热锻模、热辊锻模上，尤其是热锻模的下模。锻压金属材料的模具，被锻毛坯的温度高达1000℃以上，模具表面与高温毛坯接触时，将会有大量的热量传到模具表面，即使采取了强制冷却措施，也不一定能将模具的表面温度下降到很低的程度，根据锻压工艺特点、模具的结构和冷却的效果，大约在500～600℃波动。下模经受热影响更大，容易使其型腔表面软化、变形，导致塌陷。实践表明，当模具表面层的硬度由于过度回火而被软化到30HRC以下时，容易发生塑性变形。

在锻造热强性较高的材料时，或模具硬度较低，抗压强度不足时，也容易引起模具型腔塌陷而失效。

热锻模在锻造18Cr2Ni4WA钢时，仅锻压1000件左右模腔就下陷变形而失效。在下塌区周围，由于受到拉抻应力的作用，还出现了细小的横向裂纹。冲挤低碳钢杯形锻件的冲头，但其头部圆弧部分由于壁厚达30mm，虽然冷却正常进行，但由于热传导路程较长，使该处的温度升高，心部C点硬度为49～51HRC，距表面2mm处的A、B两处的硬度下降到14～29HRC，使模具材料过度回火而软化变形。