塑胶模具钢常见的失效形式

1.磨损及腐蚀

（1）磨损

因热固性塑料中一般是含有一定量固体填充剂，在加热后软化，熔融的塑料中成为‘硬质点’充入模具型腔后，与模具型腔表面摩擦较大，致使型腔表面拉毛，粗糙度变大；并且一旦出现这种现象，会使塑料与型腔之间加大摩擦，使被压制的塑料件表面粗糙不合格而报废。因此，一经发现模具型腔表面有拉毛现象，应及时卸下抛光。而经过多次抛光后型腔扩大，对尺寸要求严格的塑料件即为超差，模具因此报废。倒如，淬硬的工具钢胶木模连续压1.5万~2.5万件之后，模具表面磨损厚度为0.01MM还有的是资料表明，模压8万次用玻璃纤维作填料的塑料，其模具型腔的磨损量是普通胶木粉磨损量的6.5倍，这说明，玻璃纤维对淬火钢磨损特别明显，因此，当在塑料中加云母粉，石英粉，玻璃纤维等各种无机物作填充剂时，要特别注意模具型腔的磨损问题。

（2）腐蚀

因不少塑料中含有氯、氟等元素，加热至熔融状态后会分解出氯化氢（HCI）或氟化氢（HF）等腐蚀性气体。腐蚀模具型腔表面。这就加大了其表面粗糙度，也加剧了模具型腔的磨损，导致失效。

2.塑性变形

  模具在持续受热，受压条件下长期工作后，会发生局部塑性变形而失效。例如，生产中常用的渗碳素工具钢制胶木模，在棱角处受负荷最大而产生塑性变形，出现表机起皱，凹陷、麻点甚至棱角塌歪等。或者分型面变形间隙扩大导致飞边增大而使塑件报废。如果是小型模具在大吨位压力机上超载使用。列容易出这种失效的形式。

产生这种失效的主要原因是模具型腔表面的硬化层太薄，且基体的硬度，抗压强度，变形抗力不足，或者是模具自身所用回火温度低，当工作温度超过回火温度，并且长时间反复升温、降温，发生多次再回火，至使内部组织转变，使模具早期失效。

生产实践证实：碳素工具钢热处理后表面硬度在52-56HRC，渗碳钢的层深在0.8mm以上时，即可获得足够的变形抗力。有效地防止塑性变形失效。

3.断裂

塑料模具一般有多处凹槽、薄边等，易造成应力集中，所以必须有足够韧性。为此，大中型复杂型腔的模具，应优先采用高韧性钢（渗碳钢或热作模具钢）一般不用碳素工具钢。

   用高碳的合金工具钢制塑料模具，如果回火不充分，也容易发生断裂失效。

这是因为模具采用内部加热法保温时，模具内部贴近加热器处温度可达250-300℃有些高碳合金工具钢（例如9crmn2mo等）制模具淬火后存在较多的残留奥氏体，在回火未能充分分解，则在使用中有可能继续转变为马氏钵，引起局部体积膨胀，在模具内产生较大的组织应力而造成模具开裂。所以在模具的使用温度长期较高时，则不用这类合金工具钢。

3.1.3对塑胶模具性能要求

  根据对上述各类塑胶模具的工作条件和失效形式分析，塑料模具材料应有下列性能要求。

1.对塑料模具钢的使用性能要求

（1）足够的强度和硬度，以使模具能承受工作时的负荷而不致变形。通常塑料模的硬度在38-55HRC范围内。形式简单。抛光性能要求高的，工作硬度可取高些，反之，硬度可限低些。

（2）良好的耐磨性和耐腐蚀性。以使模具型腔的抛少表面粗糙和尺寸精度能保持长期使用而不改变。

（3）足够的韧性。这就是保证模具在使用过程中不会过早开裂的重要性能指标。

（4）较好的耐热性能和尺寸稳定性。要求模具材料有较低的膨胀系数和稳定的组织。塑料模具材料中钢的膨胀系数较小。铍青铜次之，铝合金和锌合金的膨胀系数则较大。

（5）良好的导热性。以使塑料制件尽快地在模具中冷却成型。

2.对塑料模具钢的工艺性能要求

随着塑料制品种类的增加和质量要求的提高。以及塑料制品成型工艺趋向高速化、大型化、精密化和多型腔化，对塑料模具村料还提出了较高的加工工艺性能要求。

（1）锻造性能。材料的导热性好，在加热过程中容易内外热透；材料塑性好，变形抗力小，锻打时不易出现开裂，可锻性好。

（2）机械加工性能。塑料模具型腔的几何形状大多比较复杂，型腔表面质量要求高。难加工部位难当多；因此，模具材料应具有优良的切削加工性和磨削加工性能。对较高硬度的预硬的预硬型塑料模具钢。为了改善切削加工性能。通常向钢中加入S、Pb  Ca  Se等元素，从而得到易切削预硬化钢。

（3）焊接性能。塑料模型腔在加工中受到损伤时。或在使用中被磨损需要修复时。常采用焊补的方法（局部堆焊）因此模具材料要有较好的焊接性能。

 （4）热处理工艺性能。热处理工艺应简单。材料有足够的淬透性和淬硬性，变形开裂倾向小，工艺质量稳定。

 （5）镜面抛光性能。塑料制品的表面粗糙度主要取决于模具型腔表面的度。一般塑料模型腔面的粗糙度在Ra 0.16~0.18左右，粗糙度低于0.5时可呈镜面光泽。尤其是用于透明塑料制品的模具，对模具材料的镜面抛光性能要求更高。镜面抛光性能不好的材料，在抛光时会形成针眼，空洞和斑痕等缺陷。模具的镜面抛光性能主要是模具材料的纯洁度