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浅析塑料模具的失效形式及原因有哪些

2019-05-22 11:40:18

塑料模具主要包括热固性塑料模具热塑性塑料模具。前者工作温度一般为160~300℃,受力大(300~800MPa),型腔容易产生磨损和腐蚀失效;后者工作温度为150℃以下,承受的工作压力(300~600MPa)和磨损没有前者严重,但部分塑料在加热熔融状态下能够分解出腐蚀性气体,对型腔有较大的压力和腐蚀性。塑料模具的主要失效形式有塑性变形、断裂、表面腐蚀、疲劳和热疲劳、表面磨损失效等。


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一、塑性变形

其是指塑料模具在持续受热、受压的作用下,发生局部塑性变形而失效。其原因主要是:所采用模具的材料强度与韧性不足;模具超载使用;模具型腔表面的硬化层过薄,变形抗力不足;模具回火不足;因工作温度高于回火温度而使模具发生软化,从而引起表面起皱、凹陷、麻点、棱角塌陷(堆塌)等。

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二、断裂

由于塑料模具形状复杂,存在许多棱角、薄壁等部位,在模具工作时易产生应力集中,当这些部位的应力值超过模具材料的断裂强度时,就会发生断裂失效。另外,合金工具钢制作的塑料模具回火不充分时,使用中也容易发生断裂失效。


三、表面腐蚀

其是由于热固性塑料中的固体填料及一些热塑性塑料中存在氯、氟等元素,受热分解析出HCl、HF等强腐蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加剧其磨损失效。表面腐蚀会造成模具型腔表面质量下降及尺寸超差,降低模具寿命。


四、表面磨损

热固性塑料对模具表面的严重摩擦,使模具表面产生划伤(拉毛),影响压制件的外观质量,经多次抛光修复后,因型腔尺寸超差而失效;热固性塑料中含有的固体添加剂也会加剧对模具型腔的磨损,不仅使型腔表面粗糙度值迅速升高,而且还会使模具型腔尺寸超差;当模具选用的材料与热处理不合理,塑料模具的型腔表面硬度较低,也会使模具耐磨性变差。


五、疲劳和热疲劳

塑料模具在工作过程中因承受循环的机械载荷作用,使模具的型腔表面承受脉动拉应力作用,从而引起模具的破坏称为疲劳失效;塑料模具在服役过程中还承受循环的热载荷作用,型腔表面在反复的受热和冷却条件下,可导致模具型腔应力集中处萌生热疲劳裂纹,另外加上模具型腔表面上的脉动拉应力,使热疲劳裂纹向纵深扩展,Z终造成模具断裂。


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