理论教育 塑料模具失效分析与对策优化

塑料模具失效分析与对策优化

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:塑料模具在工作中常发生磨损、表面腐蚀、断裂、塑性变形、热疲劳等失效形式。淬硬型塑料模具钢应具有较高的硬度,以及较好的耐磨性、抛光性和电加工性能,以减少或避免模具在使用中出现的塌陷、变形和开裂等缺陷。2)为防止塑料模具产生塑性变形,需使模具具有足够的硬度及硬化层深度,如使碳素工具钢的硬度达到52~56HRC,渗碳钢的渗层厚度达到0.8mm以上,以获得足够的变形抗力,从而有效地防止因塑性变形所导致的塑料模具早期失效。

塑料模具失效分析与对策优化

塑料模具在工作中常发生磨损、表面腐蚀、断裂、塑性变形、热疲劳等失效形式。对此,可采取以下措施:

1)选用耐蚀性塑料模具钢,如0Cr16Ni4Cu3Nb(PRC)、SM2Cr13、SM4Cr13、SM3Cr17Mo、95Cr18、90Cr18MoV、40Cr13、12Cr18Ni9等,或选用微合金非调质塑料模具钢,这类钢不需调质处理,但具有调质后的良好的综合力学性能,如果进行渗氮处理,则可以进一步提高模具型腔的表面性能。对于要求耐磨性良好的塑料模具,可选用渗碳型钢,如20、20Cr、12CrNi3A和0Cr4NiMoV(LJ)、P2、P4、P6、CH1、CH2、8416钢等。对于要求高耐磨性的大型、复杂精密的塑料模具可选用淬硬型塑料模具钢,如SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1、SMCr12Mo1V1钢,以及碳素工具钢、低合金冷作模具钢、高碳高铬工具钢、热作模具钢、高速工具钢、基体钢等。淬硬型塑料模具钢应具有较高的硬度,以及较好的耐磨性、抛光性和电加工性能,以减少或避免模具在使用中出现的塌陷、变形和开裂等缺陷。塑料模具也可选用无磁性塑料模具钢,如7Mn15Cr2Al3V2WMo(7Mn15)、5Mn18Cr4WN(50Mn)、HPM75钢等,此类钢具有高的硬度、强度和较好的耐磨性,通过气体氮碳共渗处理,还可进一步提高模具钢表面的硬度和耐磨性,显著延长模具的寿命。

2)为防止塑料模具产生塑性变形,需使模具具有足够的硬度及硬化层深度,如使碳素工具钢的硬度达到52~56HRC,渗碳钢的渗层厚度达到0.8mm以上,以获得足够的变形抗力,从而有效地防止因塑性变形所导致的塑料模具早期失效。

3)为防止塑料模具发生早期断裂,除在设计中应予以注意(如防止产生应力集中)及在热处理中要充分回火外,更主要的是应选用韧性较好的模具材料,如对于大、中型复杂型腔(胶木)模具,应采用高韧性钢(渗碳钢或热作模具钢)制造,一般不用高碳合金工具钢。(www.daowen.com)

4)热固性塑料模具型腔表面粗糙度值Ra应低于0.4μm,以保证压制件的外观质量满足要求,接缝密合、尺寸精度合格并便于脱模。

5)为了提高模具表面的硬度、耐磨性及耐蚀性等,可对塑料模具进行表面化学热处理,如渗氮、氮碳共渗、渗碳等。

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