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从模具失效的普遍现象分析,塑料模具在服役过程中,可产生磨损失效、局部性变形失效和断裂失效。塑料模具的重要失效形式可分为磨损失效、局部塑性变形失效和断裂失效。
塑料模型腔表面受压、受热可引起塑性变形失效,尤其是当小模具在大吨位设备上工作时,更容易产生超负荷塑性变形。塑料模具所采用的材料强度与韧性不足,变形抗力低;塑性变形失效另一原因,主要是模具型腔表面的硬化层过薄,变形抗力不足或工作温度回火温度而发生相变软化,而使模具早期失效。
断裂的主要原因是由于结构、温差而产生的结构应力、热应力或因回火不足,在使用温度下,使残余奥氏体转变成马氏体,引起局部体积膨胀,在模具内部产生的组织应力所致。
塑料模具的工作条件与冷冲模不同,一般须在150℃-200℃下进行工作,除了受到一定压力作用外,还要承受温度影响。同一种模具会有多种失效形式,即使在同一个模具上也可能出现多种损伤。从塑料模的失效形式可知,合理的选用塑料模具材料和热处理是十分重要的,因为它们直接关系到模具的使用寿命。
低,常加元素Cr,同时加入适量Ni、Mo和v,作用是提高淬透性和渗碳能力,为了便于冷挤压成形,这类钢在退火状态须有高的塑性和低的变形抗力,退火硬度≤100HBS。在冷挤压成形后进行渗碳和淬火回火处理,表面硬度可达58---62HRC。此类钢国外有钢种,如瑞典的8416、美国的P2和P4等。国内常采用12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢、20Cr2Ni4A,耐磨性好,无塌陷及表面剥落现象,模具寿命提高。钢中元素cr,Ni、Mo、V增加渗碳层的硬度和耐磨性及心部的强韧性。
这类钢的含碳量为0.3%-O.55%,常用合金元素有Cr、Ni、Mn、v等。为了改善其切削性,加入s、ca等元素.通过研制、引进又发展了几种典型塑料模具钢Y55CrNiMn-MoVS(SMI)是中国研制的含S系易切削塑料模具钢,其特点是预硬态交货硬度为35_40HRC,有较好的切削加工性,加工后不再热处理,可直接使用。加人Ni固溶强化并增加韧性,加入Mn与S形成易切削相MnS;加入Cr、Mo、V,增加钢的淬透性8Cr2S钢就足属于易切削精密模具用钢。
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