影响模具弹簧使用寿命的基本因素有哪些：
一、影响模具使用寿命的基本因素
　　 模具结构设计、模具材料、冷热加工工艺、热处理、研磨、机床的调整与操作、被加工材料的性质与状态、润滑条件及模具的服役环境是影响模具使用寿命的八大基本因素。
1.结构设计
　　不合理的结构设计往往是造成模具早期失效和热处理变形开裂的重要因素。模具的结构设计应尽量避免尖锐的圆角和过大的截面变化。尖锐圆角引起的应力集中可高达平均计算应力的10多倍。当由于模具结构的要求，尖锐圆角不允许消除时，可将整体结构改成组合式或将圆角的加工放在最终热处理后进行。如内四方头螺栓，原设计用冷镦模镦制，使用寿命500件，在冲头圆角过渡应力集中部位折断；后来改进设计，加大圆角过渡部位的半径，由R＝0.127mm增大到0.381～0.5mm，寿命提高到12000～27000件，仍在圆角过渡处断裂失效；第二次改进设计成组合式，寿命提高到100，000件，最终以磨损失效。为防止热处理变形与开裂，截面尺寸力求均匀，形状力求对称而且简单，盲孔尽量开成通孔，必要时可开工艺孔，对于形状复杂易变形开裂的模具可改成组合式。
2.模具材料与热处理
　　模具材料对模具寿命的影响反映在模具材料的选择是否正确、材质是否良好和使用是否合理3个方面。选材时必须兼顾模具使用性能要求。对于冷冲模应主要考虑钢的强度、韧性和耐磨性。强度与韧性以及韧性与耐磨性之间往往此消彼长。当模具的主要失效方式是脆性开裂时可考虑选择强度较低但韧性更好的材料或制订合理的热处理工艺以改善钢的韧性，亦可根据实际情况选择同时具有高强度与高韧性的高级合金钢。从兼顾韧性和耐磨性的角度除了整体合理选材外，亦可考虑在保证韧性的同时，采用合理的表面处理以改善模具的耐磨性。塑料模具钢选用时要兼顾其在塑料成形温度下的强度、耐磨性和耐蚀性，同时还应考虑其加工性能和镜面度。
　　热处理不当是导致模具早期失效的重要因素。热处理对模具寿命的影响主要反映在热处理技术要求不合理和热处理质量不良两个方面。统计资料表明，由于选材和热处理不当，致使模具早期失效的约占70％。这个问题在第4节和第5节中另行讨论。
3.冷热加工工艺
　　锻造和机加工对模具寿命的影响，常常被人们忽略，不正确的锻造和机加工往往成为导致模具早期失效的关键。以Cr12MoV钢为例，该钢是国内最常用的冷作模具钢之一，属于高碳高铬莱氏体钢，含有大量的一次和二次碳化物，偏析很大。因此，改善其碳化物分布状况成为提高模具寿命的重要环节。表1为碳化物级别对Cr12MoV钢力学性能的影响。
　共晶网状碳化物难以通过热处理消除，必须通过锻造使其细化并均匀化。国标中对网状碳化物级别要求较宽，实际使用中，需要重新改锻，使其达到≤2级的碳化物的要求。为此需要对钢坯从不同方向上进行多次镦粗和拉拔，并应按“二轻一重”法锻造。即坯料加热到1100～1150℃始锻时，要轻击，防止锻裂；在1000～1100℃温度区内要重击以保证击碎碳化物；在1000℃以下因钢料塑性降低要再度轻击，防止出现内裂纹，并确保最后形成的碳化物排列方向垂直于模具的工作面，终锻温度850～900℃。锻造比一般控制在2～2.5。利用锻后余热淬火，低温回火，可获得隐针马氏体加细小弥散分布的碳化物和少量残留奥氏体，可大幅度提高模具的使用寿命。
　　不正确的机加工可能在以下3个方面导致模具早期失效：①不当的切削，形成尖锐圆角或过小的圆角半径时常常造成应力集中，使模具早期失效；②表面光洁度不够，存在不允许的刀痕，常常使模具因早期疲劳破坏而失效；③机加工没有完全均匀地去除轧制和锻造形成的脱碳层，致使模具热处理后形成软点和过大的残余应力导致模具早期失效。-模具弹簧
4.磨削和电火花加工
　　磨加工可能导致金属表面局部过热，产生高的表面残余应力以及组织变化等，其结果可能导致磨削裂纹的产生。常见的磨削缺陷有，磨削速度过快引起金属烧伤；用钝的或重载砂轮磨削或使用过细的砂轮和冷却剂使用不当引发的磨削裂纹。细小的磨削裂纹难于用肉眼观察，需用磁粉探伤或稀硝酸冷侵蚀方能显示。轻的磨削裂纹常垂直于磨削方向平行分布，严重的磨削裂纹呈龟裂状。这些磨削裂纹即使可以通过轻磨予以去除，但危害犹存，常导致模具在服役中早期失效。
　　电火花加工常常作为模具的最后加工工序。电火花加工可在淬火回火模具的表面形成淬火马氏体的白亮层，由于高碳马氏体的固有脆性和显微裂纹的存在，往往导致模具早期开裂失效。另外，电火花加工可在模具表面形成不良的残余应力，降低了模具的使用寿命。
5.机床的调整与操作
　　材质优良、结构设计正确、冷热加工良好、热处理合理的模具，由于机床调整和使用操作不当，仍然可能在服役过程中早期失效。机床调整和操作因素包括机床的精度、刚性、间隙调整、定位不准和偶然过载等。认真对待这些因素，将有助于发现模具失效的真正原因，生产上模具寿命的较大波动，常常与机床调整和使用操作因素有关，必须给予足够重视。
　　除了上述因素外，模具的润滑条件和被加工材料的材质、硬度、尺寸以及端面平直度等外在因素，也都会影响模具的使用寿命。

二、模具的服役条件、失效方式及对模具钢性能的要求
1.冷镦模
　　冷镦是一种冷锻工艺，凭借镦锻模在一次或多次冲击下将坯料的部分金属加工成特定的截面形状。坯料主要是线材或棒料。冷镦被广泛地用于生产紧固件，如螺钉和铆钉等。适合冷镦的材料有低碳钢丝或棒材（75～78HRB）、铜和铜合金、铝和铝合金、不锈钢及含碳量低于0.44％的中碳钢丝（球化退火）。冷镦模分为凸模（或锤头）与凹模，凹模又有整体凹模与开式凹模之分，整体凹模可以由一种材料制造，也可以采用两种材料，中心型腔部分采用不同材料制成凹模镶块。开式凹模由表面带槽的两件模块组成，两件模块组合在一起形成模膛。在模块的不同表面开槽，然后通过翻转模块可组成多个新型槽。
　　冷镦模具表面要求高硬度（≥60HRC），硬材料的冷镦模具要整体淬硬，以防压塌；在保证不堆塌的前提下，为了使模具有足够的韧性，防止开裂，冷镦模具的心部硬度以40～50HRC为宜。
　　常用的冷镦模具钢有T10A、9SiCr、9Cr2、Cr12MoV等，凹模镶块可用Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2、WC（含13%～25％Co）、W18Cr4V钢制造，形状复杂、冲击大的凸模可采用耐冲击钢5CrW2Si、60Si2Mn和基体钢。
2.冷挤压模
　　冷挤压分为正挤压、反挤压和复合挤压。冷挤压冲头承受较大的动载荷，为防止模具早期疲劳失效，应避免过大的应力集中，并应注意冲头的稳定性，冲头的长径比（L∶D）不能过大，挤压钢件时，L∶D≤3∶1，挤压铜及其合金L∶D≤5∶1，挤压铝及其合金L∶D≤10∶1。当模具承受的应力超过材料的σ0.2／2时，凹模需加预应力环，凹模与预应力环之间可采用锥度（0.5°～1°）配合或热压配合（红套）。
　　低中碳钢的冷挤压模具要求有高的硬度（59～66HRC），高的抗压屈服强度和适当的韧性。常用的模具材料有Cr12MoV、Cr12Mo1V1、W6Mo5Cr4V2钢和基体钢等，内预应力环常采用4Cr5MoVSi、4Cr5MoV1Si钢（46～48HRC），外预应力环通常用4Cr5MoVSi、5CrNiMo等钢制造。
　　铝合金冷挤压模可采用T7A、T10A、Cr12、Cr12MoV、GCr15、9SiCr和CrWMn等钢制造。
三、模具钢力学性能指标的评述
　　冷作模具要求材料具有高的强度、良好的塑性和韧性及耐磨性；热作模具用钢要求在工作温度下保持高的强度和韧性、良好的抗烧蚀性、热稳定性和优良的热疲劳抗力。问题是用什么指标来评价上述性能指标？冷作模具钢一般含碳量较高，通常在回火马氏体加碳化物组织状态下使用，脆性大。常规拉伸试验时，往往在弹性范围内即发生断裂，测不出模具钢的塑性。工程上常采用其他试验方法评定钢的力学性能。文献［5］选择常用的冷变形工模具钢，测定了其拉伸、弯曲、扭转、压缩、一次冲击、断裂韧度和冲击疲劳性能，对其强度、塑性、韧度指标及与模具寿命关系进行了综合评述。
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