1．坯料温度高
模锻有变性和成形双重功能，只有在高温下才能 实现材料的变性和成形。因此，坯料温度一般较高 （见表5-2），多数在950～1050℃之间。温度高，模 具易软化，产生塑性变形，同时易氧化，产生氧化磨 损，也易发生热疲劳。
2．冲击力大
模锻锤是冲击施力设备，速度很大，一般在 6～9m／s，模锻锤的动能很大，从高速到速度为 零一般只需几毫秒。因此，锻模所受的冲击力很 大，瞬时巨大的冲击力易使能量或力集中到某些 局部引起应力集中，而造成塑性变形和断裂。 3．摩擦剧烈 模锻时坯料整体发生塑性变形，坯料与模具 型腔表面发生相对运动产生摩擦。由于这种相对 运动是在高温、高压下进行的，模具与坯料易发 生强烈摩擦磨损。
对模具型腔表面进行渗氮、渗硼等处理，提 高表面的强度、耐磨性，能有效地提高锤锻模寿 命。
4．正确使用与维护
（1）锻前将模具预热到250～300℃。 （2）工间休息时要对模具保温。 （3）模具使用结束后应缓冷。 （4）锻造过程中应经常将模具型腔涂冷却剂和 润滑剂。 （5）要控制工作节奏，避免模具温度升得过高。 （6）模具使用一段时间后，应卸下进行去应力 退火，并超前修模。
3
3－裂纹或开裂
3
1
图 5-13 锤锻模的失效形式与部位
5．3．3 影响锤锻模寿命的主要因素 1．锻件 （1）锻件材料强度 锻件材料强度高，变形抗力大，模具受力大，寿 命低。 （2）锻件质量 锻件质量增大，所需的打击力和打击功增大，机 械负荷增大，锤击次数增加（锤击次数正比于锻件质 量的三次方），锻件在型腔中的停留时间增加，热负 荷增大。另外，锻件质量增大，模块尺寸增大，模块 制造质量难以保证，模具寿命低。
5．使用过程 模具使用中，始终存在急冷急热的循环热 应力。使用过程中影响模具寿命的因素包括预 热、保温、润滑、冷却以及工作节奏。 预热温度高，模具在锻造中温度偏高，强 度下降，易产生塑性变形。预热温度低，模具 开始锻造时，瞬间表面温度变化大，热应力大， 易萌生裂纹。 保温、冷却以及控制工作节奏都是为了减 少工作时模具温度波动幅度和降低模具温度， 其影响与预热大致相同。
2．合理选取模具材料 （1）形状简单的中、小型锻模，采用5CrMnMo。 （2）形状复杂的中、小型锻模，采用5CrNiMo。 （3）锻造黄铜的锻模，采用5CrNiMo、 3Cr3Mo3V。 （4）锻造高合金钢、不锈钢、耐热钢的锻模，采 用4Cr5MoSiV、3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1。
3．进行表面强化
5．3 锤锻模
5．3．1 锤锻模的工作特点 图5-12所示为锤上模锻开始和结束的两种状 态。高温坯料2放在下模3上，锤头与上模1快速 下行，打击坯料2，迫使坯料与模具发生相对运 动。锤锻模是工况最恶劣、寿命最低的模具之一。
F
1 2 3
a） 4
b）
图 5-12 锤上模锻
1－上模 2－坯料 3－下模 4－锻件

（3）锻件形状 锻件形状分为圆饼类锻件和长轴类锻件。一般 来讲，圆饼类中较复杂形状锻件的锻模寿命低，长 轴类中直长轴锻件的锻模寿命高。
同一类锻件的相对厚度不同，锻模寿命也不同。 锻件相对厚度tx上升，模具型腔深度增加，充填困 难，模具寿命低。但tx值太小，锻件太薄，变形抗 力增加，模具寿命也下降。
一般来讲，下模与高温坯料接触时间长，温度 高，且氧化皮易落在下模型腔中，使下模较上模易 失效。 从失效部位来看，型腔中水平面和凸台易发生 塑性变形，侧面易出现磨损，型腔深处以及燕尾的 凹圆角半径处易萌生裂纹，导致断裂。图5-13所示 为锤锻模的失效形式与部位。
1 ,2 1 1 ,2 3
1－磨损
2－塑性变形
5．3．4 提高锤锻模寿命的主要措施 1．合理选取模具硬度 锻模硬度根据锻模大小 来选取。
（1）小型锻模，型腔硬度取42～47HRC，燕尾 硬度取35～39HRC。 （2）中型锻模，型腔硬度取39～44HRC，燕尾 硬度取33～37HRC。 （3）大型锻模，型腔硬度取35～39HRC，燕尾 硬度取28～35HRC。
下模充填性比上模差，hx上升，充填困难， 锤击次数增加，模具寿命低。 （3）圆角半径 锤锻模对圆角半径很敏感，锤锻模的开裂多 数是从凹的圆角半径处开始的。过小的凹圆角很 容易引起应力集中，萌生裂纹。
（4）承击面积 承击面积的大小直接影响模具接触力。承击 面积小，单位面积的冲击力增加，模具易断裂。
3．模锻工艺 锤锻模的寿命一般取决于终锻型腔的寿命。 采用制坯、预锻工序，可减少坯料在终锻型腔中 的变形量，减小变形力和摩擦，模具寿命高。 4．设备吨位 锤上模锻时，锤头的动能和势能在打击的瞬 间全部释放出来，变成锻件的塑性变形能、模块 的弹性变形能和热能。锻件的塑性变形能取决于 变形程度，对一具体锻件，可视为常数。设备吨 位过大，模具吸收的能量大，经受的打击力大， 寿命低；吨位太小，打击次数增加，模具与热坯 料接触时间增加，热负荷增加，寿命也低。
5．3．2 锤锻模的主要失效形式
锤锻模由于工况恶劣，容易失效，失效形式有 磨损、塑性变形、断裂。统计资料表明，磨损、塑 性变形失效约占70％，断裂（裂纹）约占30％，而 且易同时发生。从磨损失效机理来看，有粘着磨损、 热疲劳磨损、氧化磨损。此外，当锻件的氧化皮没 有清除时，也会发生磨粒磨损。另外，锤锻模冲击 力大，模具中的裂纹扩展快，为了保护设备和工人 的安全，当模具出现较大易扩展裂纹而不能修复时， 也视为失效。
2．锻模
（1）锻模硬度 由于锤锻模承受冲击、重载及强烈的摩擦， 如果型腔硬度、强度低，易产生磨损和塑性变形， 但硬度过高又易萌生裂纹，导致开裂，因此模具 硬度应严格控制。 （2）型腔深度 型腔深度对模具寿命的影响与锻件厚度的影 响相似。型腔越深，充填困难，模具寿命低。另 外，型腔相对深度对模具寿命也有影响。
4．急热急冷 热坯料放入模具型腔时，型腔突然受到高 温作用，经受一次急热，温度急剧上升，可达 450～500℃，有时高达600℃。当锻件取出后， 模具型腔又与室温空气接触。同时，为了防止 型腔软化失去承载能力，一般都要对型腔喷冷 却水，模具型腔温度复而下降，又经受一次急 冷。急热急冷会产生循环的热应力，使模具出 现疲劳磨损与疲劳裂纹，并导致开裂。