塑料模具主要包括熱固性塑料模具和熱塑性塑料模具。前者工作溫度一般為160~300℃,受力大(300~800MPa),型腔容易產(chǎn)生磨損和腐蝕失效;后者工作溫度為150℃以下,承受的工作壓力(300~600MPa)和磨損沒有前者嚴(yán)重,但部分塑料在加熱熔融狀態(tài)下能夠分解出腐蝕性氣體,對型腔有較大的壓力和腐蝕性。塑料模具的主要失效形式有塑性變形、斷裂、表面腐蝕、疲勞和熱疲勞、表面磨損失效等。
塑性變形
其是指塑料模具在持續(xù)受熱、受壓的作用下,發(fā)生局部塑性變形而失效。其原因主要是:所采用模具的材料強(qiáng)度與韌性不足;模具超載使用;模具型腔表面的硬化層過薄,變形抗力不足;模具回火不足;因工作溫度高于回火溫度而使模具發(fā)生軟化,從而引起表面起皺、凹陷、麻點、棱角塌陷(堆塌)等。
斷裂
由于塑料模具形狀復(fù)雜,存在許多棱角、薄壁等部位,在模具工作時易產(chǎn)生應(yīng)力集中,當(dāng)這些部位的應(yīng)力值超過模具材料的斷裂強(qiáng)度時,就會發(fā)生斷裂失效。另外,合金工具鋼制作的塑料模具回火不充分時,使用中也容易發(fā)生斷裂失效。
表面腐蝕
其是由于熱固性塑料中的固體填料及一些熱塑性塑料中存在氯、氟等元素,受熱分解析出HCl、HF等強(qiáng)腐蝕性氣體,侵蝕模具型腔表面,加劇其磨損失效。表面腐蝕會造成模具型腔表面質(zhì)量下降及尺寸超差,降低模具壽命。
表面磨損
熱固性塑料對模具表面的嚴(yán)重摩擦,使模具表面產(chǎn)生劃傷(拉毛),影響壓制件的外觀質(zhì)量,經(jīng)多次拋光修復(fù)后,因型腔尺寸超差而失效;熱固性塑料中含有的固體添加劑也會加劇對模具型腔的磨損,不僅使型腔表面粗糙度值迅速升高,而且還會使模具型腔尺寸超差;當(dāng)模具選用的材料與熱處理不合理,塑料模具的型腔表面硬度較低,也會使模具耐磨性變差。
疲勞和熱疲勞
長沙塑料模具廠家生產(chǎn)的塑料模具在工作過程中因承受循環(huán)的機(jī)械載荷作用,使模具的型腔表面承受脈動拉應(yīng)力作用,從而引起模具的破壞稱為疲勞失效;塑料模具在服役過程中還承受循環(huán)的熱載荷作用,型腔表面在反復(fù)的受熱和冷卻條件下,可導(dǎo)致模具型腔應(yīng)力集中處萌生熱疲勞裂紋,另外加上模具型腔表面上的脈動拉應(yīng)力,使熱疲勞裂紋向縱深擴(kuò)展,朂終造成模具斷裂。
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