塑膠模具鋼常見的失效形式

1.磨損及腐蝕

（1）磨損

因熱固性塑料中一般是含有一定量固體填充劑，在加熱后軟化，熔融的塑料中成為‘硬質(zhì)點(diǎn)’充入模具型腔后，與模具型腔表面摩擦較大，致使型腔表面拉毛，粗糙度變大；并且一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，會(huì)使塑料與型腔之間加大摩擦，使被壓制的塑料件表面粗糙不合格而報(bào)廢。因此，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)模具型腔表面有拉毛現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)卸下拋光。而經(jīng)過(guò)多次拋光后型腔擴(kuò)大，對(duì)尺寸要求嚴(yán)格的塑料件即為超差，模具因此報(bào)廢。倒如，淬硬的工具鋼膠木模連續(xù)壓1.5萬(wàn)~2.5萬(wàn)件之后，模具表面磨損厚度為0.01MM還有的是資料表明，模壓8萬(wàn)次用玻璃纖維作填料的塑料，其模具型腔的磨損量是普通膠木粉磨損量的6.5倍，這說(shuō)明，玻璃纖維對(duì)淬火鋼磨損特別明顯，因此，當(dāng)在塑料中加云母粉，石英粉，玻璃纖維等各種無(wú)機(jī)物作填充劑時(shí)，要特別注意模具型腔的磨損問題。

（2）腐蝕

因不少塑料中含有氯、氟等元素，加熱至熔融狀態(tài)后會(huì)分解出氯化氫（HCI）或氟化氫（HF）等腐蝕性氣體。腐蝕模具型腔表面。這就加大了其表面粗糙度，也加劇了模具型腔的磨損，導(dǎo)致失效。

2.塑性變形

  模具在持續(xù)受熱，受壓條件下長(zhǎng)期工作后，會(huì)發(fā)生局部塑性變形而失效。例如，生產(chǎn)中常用的滲碳素工具鋼制膠木模，在棱角處受負(fù)荷最大而產(chǎn)生塑性變形，出現(xiàn)表機(jī)起皺，凹陷、麻點(diǎn)甚至棱角塌歪等?；蛘叻中兔孀冃伍g隙擴(kuò)大導(dǎo)致飛邊增大而使塑件報(bào)廢。如果是小型模具在大噸位壓力機(jī)上超載使用。列容易出這種失效的形式。

產(chǎn)生這種失效的主要原因是模具型腔表面的硬化層太薄，且基體的硬度，抗壓強(qiáng)度，變形抗力不足，或者是模具自身所用回火溫度低，當(dāng)工作溫度超過(guò)回火溫度，并且長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)升溫、降溫，發(fā)生多次再回火，至使內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變，使模具早期失效。

生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)：碳素工具鋼熱處理后表面硬度在52-56HRC，滲碳鋼的層深在0.8mm以上時(shí)，即可獲得足夠的變形抗力。有效地防止塑性變形失效。

3.斷裂

塑料模具一般有多處凹槽、薄邊等，易造成應(yīng)力集中，所以必須有足夠韌性。為此，大中型復(fù)雜型腔的模具，應(yīng)優(yōu)先采用高韌性鋼（滲碳鋼或熱作模具鋼）一般不用碳素工具鋼。

   用高碳的合金工具鋼制塑料模具，如果回火不充分，也容易發(fā)生斷裂失效。

這是因?yàn)槟＞卟捎脙?nèi)部加熱法保溫時(shí)，模具內(nèi)部貼近加熱器處溫度可達(dá)250-300℃有些高碳合金工具鋼（例如9crmn2mo等）制模具淬火后存在較多的殘留奧氏體，在回火未能充分分解，則在使用中有可能繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏缽，引起局部體積膨脹，在模具內(nèi)產(chǎn)生較大的組織應(yīng)力而造成模具開裂。所以在模具的使用溫度長(zhǎng)期較高時(shí)，則不用這類合金工具鋼。

3.1.3對(duì)塑膠模具性能要求

  根據(jù)對(duì)上述各類塑膠模具的工作條件和失效形式分析，塑料模具材料應(yīng)有下列性能要求。

1.對(duì)塑料模具鋼的使用性能要求

（1）足夠的強(qiáng)度和硬度，以使模具能承受工作時(shí)的負(fù)荷而不致變形。通常塑料模的硬度在38-55HRC范圍內(nèi)。形式簡(jiǎn)單。拋光性能要求高的，工作硬度可取高些，反之，硬度可限低些。

（2）良好的耐磨性和耐腐蝕性。以使模具型腔的拋少表面粗糙和尺寸精度能保持長(zhǎng)期使用而不改變。

（3）足夠的韌性。這就是保證模具在使用過(guò)程中不會(huì)過(guò)早開裂的重要性能指標(biāo)。

（4）較好的耐熱性能和尺寸穩(wěn)定性。要求模具材料有較低的膨脹系數(shù)和穩(wěn)定的組織。塑料模具材料中鋼的膨脹系數(shù)較小。鈹青銅次之，鋁合金和鋅合金的膨脹系數(shù)則較大。

（5）良好的導(dǎo)熱性。以使塑料制件盡快地在模具中冷卻成型。

2.對(duì)塑料模具鋼的工藝性能要求

隨著塑料制品種類的增加和質(zhì)量要求的提高。以及塑料制品成型工藝趨向高速化、大型化、精密化和多型腔化，對(duì)塑料模具村料還提出了較高的加工工藝性能要求。

（1）鍛造性能。材料的導(dǎo)熱性好，在加熱過(guò)程中容易內(nèi)外熱透；材料塑性好，變形抗力小，鍛打時(shí)不易出現(xiàn)開裂，可鍛性好。

（2）機(jī)械加工性能。塑料模具型腔的幾何形狀大多比較復(fù)雜，型腔表面質(zhì)量要求高。難加工部位難當(dāng)多；因此，模具材料應(yīng)具有優(yōu)良的切削加工性和磨削加工性能。對(duì)較高硬度的預(yù)硬的預(yù)硬型塑料模具鋼。為了改善切削加工性能。通常向鋼中加入S、Pb  Ca  Se等元素，從而得到易切削預(yù)硬化鋼。

（3）焊接性能。塑料模型腔在加工中受到損傷時(shí)?；蛟谑褂弥斜荒p需要修復(fù)時(shí)。常采用焊補(bǔ)的方法（局部堆焊）因此模具材料要有較好的焊接性能。

 （4）熱處理工藝性能。熱處理工藝應(yīng)簡(jiǎn)單。材料有足夠的淬透性和淬硬性，變形開裂傾向小，工藝質(zhì)量穩(wěn)定。

 （5）鏡面拋光性能。塑料制品的表面粗糙度主要取決于模具型腔表面的度。一般塑料模型腔面的粗糙度在Ra 0.16~0.18左右，粗糙度低于0.5時(shí)可呈鏡面光澤。尤其是用于透明塑料制品的模具，對(duì)模具材料的鏡面拋光性能要求更高。鏡面拋光性能不好的材料，在拋光時(shí)會(huì)形成針眼，空洞和斑痕等缺陷。模具的鏡面拋光性能主要是模具材料的純潔度