詳述塑料模具常見(jiàn)的4種失效形式


    塑料模具在服役過(guò)程中，可產(chǎn)生磨損、腐蝕、塑性變形、斷裂、疲勞及熱疲勞等失效形式，這些失效形式都是和塑料模具的工作條件及使用要求密切相關(guān)的。

1．型腔表面的磨損和腐蝕

    塑料熔體以一定壓力在模腔內(nèi)流動(dòng)，凝固的塑件從模具中脫出，都對(duì)模具成型表面造成摩擦，引起磨損。當(dāng)塑料中含有較硬的固體填料時(shí)則磨損更為劇烈。隨著模壓次數(shù)增加，磨損量加大，模腔表面的粗糙度值也將變大，當(dāng)表面被拉毛、產(chǎn)生劃痕，造成塑件表面質(zhì)量不合格時(shí)，模具暫時(shí)失效，經(jīng)重新拋光才能繼續(xù)使用。反復(fù)地磨損、拋光導(dǎo)致模具尺寸超差而最終失效。

    模具在加工某些含有氯原子或氟原子的塑料時(shí)，由于塑料受熱會(huì)產(chǎn)生少量的熱分解，所放出的HC1、HF等氣體將會(huì)腐蝕模腔表面，從而導(dǎo)致失效。如果在腐蝕的同時(shí)又有磨損損傷，使型腔表面的鍍層或其他防護(hù)層遭到破壞，則將促進(jìn)腐蝕過(guò)程。兩種損傷交叉作用，加速了腐蝕—磨損失效。

2．塑性變形

    塑料模具型腔表面受壓、受熱可引起塑性變形失效，尤其是當(dāng)小模具在大噸位設(shè)備上工作時(shí)，更易產(chǎn)生超負(fù)荷塑性變形。塑性變形多發(fā)生在受力較大的棱角處，其表現(xiàn)形式為棱角堆塌，在型腔的其他部分可出現(xiàn)凹陷、麻點(diǎn)、表面起皺等。其他容易引起塑性變形的因素有：型腔表面強(qiáng)化層太薄，經(jīng)磨損變形抗力不足，模具熱處理時(shí)回火不足，工作時(shí)受熱繼續(xù)回火轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生相變超塑性等。

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    當(dāng)塑料模具型腔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時(shí)承受壓力較大時(shí)，局部可能出現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，再加之結(jié)構(gòu)因素引起的應(yīng)力集中，可能使模具產(chǎn)生斷裂失效。當(dāng)模具熱處理時(shí)，由于回火不足，組織中仍有較多的殘余奧氏體，在服役溫度下殘余奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而產(chǎn)生相變內(nèi)應(yīng)力，這也是引起模具開(kāi)裂的因素。

4．疲勞和熱疲勞

    塑料模具的機(jī)械負(fù)荷是循環(huán)變化的，使型腔表面承受脈動(dòng)拉應(yīng)力作用，從而可能引起疲勞破壞。塑料模具的熱負(fù)荷也是循環(huán)變化的，型腔表面反復(fù)受熱和冷卻，易導(dǎo)致應(yīng)力集中處萌生熱疲勞裂紋。再加上型腔表面上的脈動(dòng)拉應(yīng)力，有可能使熱疲勞裂紋向縱深擴(kuò)展，成為斷裂或疲勞斷裂的裂源。在一般情況下，壓縮模受力較大，易產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂；注射模的溫度變化較急劇，易產(chǎn)生熱疲勞裂紋。