一、注塑模具的工作條件
注塑模具主要用于熱塑性或熱固性塑料制品的成型,工作環境較為復雜和嚴苛,具體體現在以下幾個方面:
1. 高溫高壓環境
在注塑過程中,模具需要反復經受來自塑料熔體的高溫(一般在200℃~400℃之間)以及高壓(通常可達數十到上百兆帕)。
長期高溫容易造成模具金屬材料的軟化、變形及表面性能退化。
2. 熱循環與冷熱交替
注塑生產周期短,模具反復經歷加熱與冷卻,造成熱應力的頻繁變化。
長期冷熱交替易導致金屬疲勞、表面龜裂甚至斷裂。
3. 摩擦與磨損
脫模、合模、頂出機構頻繁運動,零部件之間存在持續摩擦,尤其是滑塊、導柱、頂針等部位極易磨損。
注塑原料中若含有玻璃纖維、礦物粉末等增強材料,也會加劇模具型腔的磨損。
4. 腐蝕與侵蝕
某些塑料或添加劑在高溫下會釋放腐蝕性氣體,如PVC、含鹵素阻燃劑等,這些物質與水汽結合易腐蝕模具材料,導致表面點蝕、麻坑。
注塑成型時塑料熔體對模具表面的沖刷也會造成侵蝕。
5. 承受高機械載荷與沖擊
合模時模具受到鎖模力壓緊,特別是在注塑大件或多腔模時載荷更高。
非正常操作時,模具還可能遭遇局部沖擊載荷。
二、注塑模具的失效形式
1. 磨損失效
這是最常見的失效形式。模具型腔、型芯、滑塊、導柱等經常與塑料熔體或模具配件摩擦,易導致表面磨損、尺寸精度喪失,影響產品質量。
2. 塑性變形失效
模具在高溫高壓環境下,結構薄弱部位(如型芯、細長頂針)容易發生局部塑性變形,造成模具閉合不嚴或產品尺寸偏差。
3. 熱疲勞裂紋失效
模具長時間處于冷熱交替的工作狀態下,表面反復膨脹和收縮,易出現龜裂、熱裂、甚至斷裂。
4. 腐蝕失效
由于塑料中的腐蝕性氣體與濕氣等作用,模具表面會被腐蝕,導致表面粗糙、麻點、甚至穿孔,影響模具壽命和產品外觀。
5. 斷裂失效
一般出現在模具結構薄弱或受力集中的部位,如尖角、急變截面等。原因可能是材料本身韌性不足、設計不合理、加工缺陷或使用過程中過載沖擊所致。
6. 塌角與崩角
型腔邊角、尖銳部位在高壓高溫和反復應力作用下,可能發生塌陷或崩裂,導致產品輪廓失真。
7. 粘模與拉傷
模具型腔表面粗糙或脫模設計不合理,塑料件容易粘模或型腔表面被拉傷,影響模具正常脫模和產品表面質量。
三、如何延長注塑模具壽命
合理選材:選用高耐磨、高韌性、耐腐蝕的模具鋼材。
優化設計:避免應力集中、合理設置冷卻水道、排氣槽等結構。
精密加工:提高模具零件的加工精度和表面光潔度,減少應力源。
表面處理:采用滲氮、鍍鉻、PVD等表面強化技術,提高耐磨性和抗腐蝕能力。
規范操作:嚴格遵守模具使用工藝參數,定期維護保養模具部件,避免非正常操作和過載。
及時修理:發現小故障及時修復,防止小問題演變為大故障。