隨著塑料和塑料成型工業(yè)的發(fā)展，對(duì)塑料模具的質(zhì)量要求越來(lái)越高，塑料模具失效問題及其影響因素已成為一個(gè)重要的研究課題。塑料模具的主要工作部件是成型件，如凸模、凹模等，它們形成塑料模具的空腔，形成塑料零件的各種表面，并與塑料直接接觸，承受壓力、溫度、摩擦和腐蝕等。
塑料成型材料失效分析:一般模具制造包括模具設(shè)計(jì)、選材、熱處理、加工、調(diào)試和安裝。根據(jù)調(diào)查，所用材料和熱處理是影響模具使用壽命的主要因素。從全面質(zhì)量管理的角度來(lái)看，影響模具使用壽命的因素不能用多項(xiàng)式的總和來(lái)衡量，而應(yīng)是多種因素的乘積。模具材料和熱處理的優(yōu)缺點(diǎn)在整個(gè)模具制造過程中是非常重要的。從模具失效的常見現(xiàn)象分析，塑料模具在使用過程中會(huì)產(chǎn)生磨損失效、局部變形失效和斷裂失效。塑料模具的主要失效形式可分為磨損失效、局部塑性變形失效和斷裂失效。
塑料模具鋼性能要求:隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具，模具總產(chǎn)量的比重逐年提高。隨著高性能塑料的不斷發(fā)展和生產(chǎn)，塑料制品的品種日益增多。產(chǎn)品的使用不斷擴(kuò)大到精密、大規(guī)模、復(fù)雜的發(fā)展。隨著高速造型生產(chǎn)的發(fā)展，模具的工作條件越來(lái)越復(fù)雜。
空腔表面磨損和腐蝕:塑料熔體在一定壓力下在模腔內(nèi)流動(dòng)，凝固的塑料件從模具中出來(lái)，在模具的成型表面產(chǎn)生摩擦磨損。塑料模具磨損失效的根本原因是模具與材料之間的摩擦。然而，磨損的具體形式和過程與壓力、溫度、變形速度和模具潤(rùn)滑等諸多因素有關(guān)。當(dāng)塑料模具使用的材料和熱處理不合理，模具型腔表面硬度低，耐磨性差時(shí)，如圖所示:由于磨損和變形，型腔表面尺寸過大，由于拉拔和表面質(zhì)量檢測(cè)，粗糙度值變高。有禮貌的特別是當(dāng)固體材料進(jìn)入型腔時(shí)，會(huì)加劇型腔表面的磨損。此外，在塑料加工過程中，氯、氟等組分被加熱分解腐蝕性氣體HC1/HF，導(dǎo)致塑料模腔表面腐蝕磨損，導(dǎo)致失效。如果空腔表面的涂層或其他保護(hù)層受損，腐蝕過程將加速。兩種損傷的相互作用加速了腐蝕磨損失效。
塑性變形破壞:塑料模具型腔表面被壓縮和加熱會(huì)導(dǎo)致塑性變形失效，特別是小模具在大噸位設(shè)備上工作時(shí)，容易產(chǎn)生過載塑性變形。塑料模具所用材料的強(qiáng)度和韌性不足，變形抗力低。塑性變形失效的另一個(gè)原因是模腔表面硬化層過薄、變形抗力不足或工作溫度高于回火溫度，導(dǎo)致相變和軟化。并使模具早期失效。
斷裂:斷裂的主要原因是結(jié)構(gòu)應(yīng)力、熱應(yīng)力或溫差引起的回火不足。殘余奧氏體在工作溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，導(dǎo)致局部體積膨脹。模具的結(jié)構(gòu)是由應(yīng)力引起的。塑料模具的工作條件不同于冷沖模。一般來(lái)說(shuō)，它們必須在150℃-200℃下工作。它們除了承受一定的壓力外，還必須承受溫度的影響。同一模具中可能出現(xiàn)多種失效形式，甚至在同一模具中也可能出現(xiàn)多種損傷。從塑料模具的失效形式來(lái)看，合理選擇塑料模具材料和熱處理是非常重要的，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到模具的使用壽命。因此，塑料模具鋼應(yīng)滿足以下要求:
1.耐熱性。隨著高速成型機(jī)械的出現(xiàn)，塑料制品的速度加快。由于成型溫度在200℃到350℃之間，如果塑性流動(dòng)不好，成型速度快，在很短的時(shí)間內(nèi)，部分模具的表面溫度會(huì)超過400℃。為了保證模具的精度和變形，模具鋼應(yīng)具有較高的耐熱性。
2.足夠的耐磨性。隨著塑料制品的使用不斷擴(kuò)大，玻璃纖維等無(wú)機(jī)材料經(jīng)常被添加到塑料中以增強(qiáng)塑性。由于添加了添加劑，塑料的流動(dòng)性大大降低，導(dǎo)致模具磨損。因此，要求具有良好的耐磨性。
3.優(yōu)良的機(jī)械加工性能。為了延長(zhǎng)刀具的使用壽命，可以延長(zhǎng)刀具的使用壽命，在切削過程中加工硬化較小。為了避免模具變形，影響精度，希望將殘余應(yīng)力控制在zui低限度。
4.熱穩(wěn)定性好。塑料注射模零件往往復(fù)雜，淬火后難以加工，應(yīng)盡量選用熱穩(wěn)定性好的材料。
5.鏡像處理性能。型腔表面光滑，成型面需打磨成鏡面，表面粗糙度小于Ra0.4μm，以保證塑壓件的外觀，便于脫模。
6.熱處理性能。在模具失效事故中，熱處理引起的事故一般為52.3，因此熱處理在整個(gè)模具制造過程中占有重要地位，熱處理過程對(duì)模具的質(zhì)量影響很大。一般要求熱處理變形小，淬火溫度范圍寬，過熱敏感性小，特別是淬透性和淬透性。
7.耐腐蝕性。在成形過程中會(huì)釋放腐蝕性氣體，分解腐蝕性氣體，如HC1HF腐蝕模具，有時(shí)會(huì)在風(fēng)道口處生銹損壞模具，因此要求模具鋼具有良好的耐腐蝕性。
