本文主要利用FEA及PVD技术,针对细小凸模的断裂和磨损两种失效形式,进行失效分析与优化。针对断裂:首先,以细小圆凸模为例,运用DEFORM软件对其结构进行分析,再利用其分析结果,采用ANSYS进行优化设计,最终得到了细小圆凸模的优化结果并在生产现场得到验证;其次,将理论同实践互相结合起来,对细小异形凸模进行了优化设计,并最终得出较为理想的细小异形凸模结构;最后,对与细小凸模有关的固定结构、导向结构、废料排出结构及快换结构进行了优化设计。总之,本课题充分考虑了细小凸模断裂的内因及外因,较全面地解决了细小凸模的断裂问题。针对磨损:首先,系统地阐述了磨损理论及PVD技术,得出了细小凸模最主要的磨损方式为粘着磨损的结论,并采用PVD复合渗镀技术沉积TiN或TiCN硬质膜来解决此磨损难题;其次,在实验室里对AISI D2钢上的离子渗氮层、TiN涂层及它们的复合涂层的抗磨性能进行了研究,得出了复合涂层抗磨性能最好的结论;最后,将上述成果应用到细小凸模的表面处理上,且在生产现场进行了验证,其结果同实验室的结果比较吻合。总之,本课题运用复合渗镀技术在细小凸模表面沉积TiN膜,得到了内部韧性好外部硬度高的细小凸模,不但非常有效地解决了细小凸模的磨损问题,而且对细小凸模断裂问题的解决也很有帮助。