塑料模具作為反復消耗品,一旦產生缺陷或失效問題,就會對整個產品線的質量生產或加工產生影響,尤其是批量生產的產品,可能導致的損失是不可評估的。在塑料模具出廠時,對其失效前都會做壽命評估。
所謂的壽命就是指在確保零件質量的前提下,可以達到模具的生產次數(沖壓次數,模制次數)。塑料模具作為消耗,品必須反復打磨并更換,直到模具的主
要部分被形成的合格零件總數所替換。對于模具產生的故障,分為異常故障和正常故障。異常故障意味著除非達到工業水平的預期壽命,否則模具將無法工作。早期的破壞形式包括塑性變形,斷裂和嚴重的局部磨損。正常故障是指模具用于批量生產,并且由于緩慢或均勻的磨損或疲勞故障,產生的塑性變形,直到無法繼續運行。壽命評估就是要對塑料產生故障前,分析其失效機制,從而推導出服役時間。
一、塑料模具失效機制
可以歸納為三種類型:磨損,斷裂和塑性變形。
1、磨損失效機制:
隨著模具的前進,它與成形毛坯接觸以產生相對運動。接觸表面由于表面的相對運動而逐漸失去材料的現象稱為磨損。磨損缺陷可分為疲勞磨損、氣蝕磨損、沖蝕磨損、磨蝕磨損等。
這些都是造成塑料模具產生故障的原因。
2、斷裂失效機制:
斷裂失效是指塑料模具產生的裂紋較大或分離為兩個部分,并且導致加工能力降低的現象。斷裂可分為塑性斷裂和脆性斷裂。模具材料大多數是中高強度鋼,斷裂形式多為脆性斷裂。脆性斷裂又分為一次性斷裂和疲勞斷裂。
3、塑性變形失效機制:
很多時候,塑料模具在操作過程中會不均勻地承受較大的應力。如果超出了屈服極限下的溫度則模具就會產生晶格、晶界滑移現象,導致發生塑性變形,形狀或尺寸發生變化,從而無法修復和返工。塑性變形的斷裂模式有變粗,彎曲,膨脹,塌陷等。模具的塑性變形其實就是模具材料的屈服過程。是否發生塑性變形,模具的機械載荷和高溫強度其這決定性的影響。