中頻彎管作為管道工程中實(shí)現(xiàn)空間走向控制的核心工藝，其成品平面度直接決定管道系統(tǒng)的密封性、流體阻力及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。彎曲模具作為中頻彎管的關(guān)鍵成形工具，其磨損狀態(tài)會(huì)通過(guò)改變接觸應(yīng)力分布、幾何精度及摩擦特性，對(duì)彎管平面度產(chǎn)生系統(tǒng)性影響。本文從模具磨損的機(jī)理、表現(xiàn)形式及對(duì)平面度的具體影響路徑展開分析。
　　一、模具磨損的類型與特征
　　中頻彎管模具的磨損主要分為三類：
　　?1.磨粒磨損?：由管材表面氧化皮、硬質(zhì)顆粒或模具表面脫落的金屬碎屑引起，表現(xiàn)為模具工作面出現(xiàn)劃痕、溝槽，磨損速率與接觸壓力成正比。
　　?2.粘著磨損?：高溫下模具與管材接觸面發(fā)生金屬原子遷移，形成粘結(jié)點(diǎn)，在相對(duì)滑動(dòng)時(shí)撕裂導(dǎo)致材料轉(zhuǎn)移，常見于模具圓角過(guò)渡區(qū)。
　　?3.疲勞磨損?：反復(fù)彎曲應(yīng)力導(dǎo)致模具表面產(chǎn)生微裂紋，裂紋擴(kuò)展后形成剝落坑，多見于模具型腔底部。

　　模具磨損的典型特征包括表面粗糙度增加（Ra值從0.8μm升至3.2μm以上）、幾何尺寸偏差（如圓角半徑變大10%-30%）及局部硬度下降（HRC值降低5-10單位）。

　　二、模具磨損對(duì)平面度的直接影響路徑
　　1.接觸應(yīng)力分布畸變
　　正常狀態(tài)下，模具工作面與管材外壁形成均勻接觸帶，應(yīng)力沿圓周方向?qū)ΨQ分布。磨損后，模具表面出現(xiàn)凹凸不平，導(dǎo)致接觸應(yīng)力集中于局部高點(diǎn)。例如，圓角過(guò)渡區(qū)磨損形成0.5mm深的溝槽時(shí)，接觸應(yīng)力峰值可達(dá)設(shè)計(jì)值的2.3倍，引發(fā)管材局部過(guò)度變形，使彎管截面從圓形變?yōu)闄E圓形，平面度偏差增加0.8-1.2mm。
　　2.幾何精度失效
　　模具型腔尺寸磨損直接影響彎管成形精度。以DN200中頻彎管為例，模具圓角半徑標(biāo)準(zhǔn)值為3D（D為管徑），磨損后半徑變大至3.5D時(shí)，彎管外側(cè)拉伸量增加18%，內(nèi)側(cè)壓縮量減少12%，導(dǎo)致彎管軸線與理論平面夾角偏差達(dá)1.5°，平面度誤差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值（通常≤0.5%管徑）的2倍。
　　3.摩擦特性改變
　　磨損使模具表面粗糙度從Ra0.8μm升至Ra3.2μm，摩擦系數(shù)增加0.15-0.25。在中頻彎管推進(jìn)過(guò)程中，摩擦力不均勻?qū)е鹿懿幕瑒?dòng)速度差異，彎管起始段與終止段軸向位移偏差可達(dá)5mm，形成“蛇形”彎曲，平面度波動(dòng)范圍擴(kuò)大至±2mm。
　　三、模具磨損的間接影響機(jī)制
　　1.溫度場(chǎng)分布異常
　　磨損區(qū)域摩擦生熱增加，局部溫度升高50-80℃，導(dǎo)致管材材料性能軟化。以L360QS鋼管為例，溫度從20℃升至100℃時(shí)，屈服強(qiáng)度下降22%，中頻彎管回彈量增加35%，平面度修正難度提升。
　　2.潤(rùn)滑失效加速
　　磨損表面粗糙度增加破壞潤(rùn)滑油膜連續(xù)性，管材與模具間形成半干摩擦狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明，潤(rùn)滑失效后彎管表面劃傷深度增加0.3mm，局部應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)2.8，誘發(fā)彎管平面度隨機(jī)波動(dòng)。
　　3.振動(dòng)耦合效應(yīng)
　　模具磨損導(dǎo)致中頻彎管過(guò)程中振動(dòng)頻率從50Hz升至80Hz，振幅增加0.5mm。振動(dòng)引發(fā)管材彈性變形與塑性變形交替發(fā)生，彎管軸線出現(xiàn)周期性偏移，平面度呈正弦波狀變化，峰值偏差達(dá)1.8mm。
　　四、平面度控制的技術(shù)對(duì)策
　　?1.模具材料升級(jí)?：采用H13熱作模具鋼，硬度控制在HRC48-52，抗磨損性能提升40%。
　　?2.表面強(qiáng)化處理?：實(shí)施PVD鍍TiN涂層，厚度8-12μm，摩擦系數(shù)降低0.2，使用壽命延長(zhǎng)3倍。
　　?3.在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?：集成激光位移傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)模具磨損量，當(dāng)圓角半徑偏差超過(guò)0.2mm時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
　　?4.工藝參數(shù)優(yōu)化?：根據(jù)模具磨損狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整推進(jìn)速度（0.5-2mm/s）和加熱溫度（850-950℃），確保中頻彎管應(yīng)力分布均勻。
　　模具磨損通過(guò)直接改變接觸條件與間接影響成形環(huán)境，對(duì)中頻彎管平面度產(chǎn)生復(fù)合型影響。建立“材料-結(jié)構(gòu)-工藝”一體化控制體系，是保障彎管平面度符合標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 12459）的關(guān)鍵技術(shù)路徑。