解析导致塑料模具失效的原因

鲁智深

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塑料模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具，在使用过程中会发生模具失效的现象！

1.结构设计不合理引起失效。
尖锐转角(此处应力集中高于平均应力十倍以上)和过大的截面变化造成的应力集中，常常成为许多模具早期失效的根源。并且在热处理淬火过程中，尖锐转角引起残余拉应力，缩短模具寿命。

2.模具材料质量差引起的失效。
模具材料内部缺陷，如疏松、缩孔、夹杂成分偏析、碳化物分布不均、原表面缺陷(如氧化、脱碳、折叠、疤痕等)影响钢材性能;夹杂物过多引起失效;表面脱碳引起失效;碳化物分布不匀引起失效。

3.模具的机加工不当。
(1)切削中的刀痕。模具的型腔部位或凸模的圆角部位，在机加工中，常常因进到太深而使局部留下刀痕，造成严重应力集中，当进行淬火处理时，应力集中部位极易产生微裂纹。

(2)电加工引起失效。模具在进行电加工时，由于放电产生大量的热，将使模具被加工部位加热到很高温度，使组织发生变化，形成所谓电加工异常层。在异常层表面，由于高温发生熔融，然后很快地凝固，该层在显微镜下呈白色，内部有许多微细的裂纹，白色层下的区域发生淬火，叫淬火层，再往里由于热影响减弱，温度不高，只发生回火，称回火层。熔融再凝固层，硬度很高，达610-740HB，厚度约为30μm，淬火层硬度400-500HB，厚度为20μm。回火属高温回火，组织较软，硬度为380-400HB，厚度为10μm。

4.模具热处理工艺不合适。加热温度的高低、保温时间长短、冷却速度快慢等热处理工艺参数选择不当，都将成为模具失效因素。

(1)加热速度。塑料模具钢中含有较多的碳和合金元素，导热性差，因此，加热速度不能太快，应缓慢进行，防止模具发生变形和开裂。在空气炉中加热淬火时，为防止氧化和脱碳，采用装箱保护加热，此时升温速度不宜过快，而透热也应较慢。这样，不会产生大的热应力，比较安全。若模具加热速度快，透热快，模具内外产生很大的热应力。如果控制不当，很容易产生变形或裂纹，必须采用余热或减慢升温加速度来预防。

(2)氧化和脱碳的影响。模具淬火是在高温度下进行的，如不严格控制，表面很易氧化和脱碳。另外，模具表面脱碳后，由于内外层组织差异，冷却中出现较大的组织应力，导致淬火裂纹。