​塑料模具，是塑（sù）料加工工业中和塑料（liào）成（chéng）型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸（cùn）的工具。由于塑（sù）料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑（sù）料制品的结（jié）构又繁简不（bú）一，所以，塑料模具的种（zhǒng）类和结构也（yě）是多种多样的。
1、塑料模的工作条件

由于塑料及 塑（sù）料（liào）成型工业的发展，对塑料的模具的（de）质量要求也越来越高，因（yīn）而塑料模具的失效问题及其影响因素（sù）已成为（wéi）重要的研（yán）究课题。塑料模的主要工作零（líng）件是成型零件（jiàn），如凸模（mó）、凹模等，它们构成塑料模的型腔，以成型（xíng）塑（sù）料（liào）制件的各种表面并直接与塑料接触，经受压力、温度、摩擦和腐蚀等作用。

2 、塑料（liào）模（mó）材料失效原因分析

一般模具制造中包括模具（jù）设计、选用材料、 热处理、机械加工（gōng）、调试与安装等过程。根据（jù）调查表明：模具失效的因素中，模（mó）具所使用的材料与热处理（lǐ）是影响（xiǎng）使用寿命的主要因（yīn）素。从 全面质量（liàng）管理的角度出发，不能把影响模具使用寿（shòu）命的诸因素作为多项式之和来衡量，而应该（gāi）是多因素的乘积，这样（yàng），模（mó）具材料与热处理的优劣在整个模具制造过程中就显（xiǎn）得特（tè）别重要。

从模具失效（xiào）的（de）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（shī）效。塑料模具的重要失效形式可分为磨损失效、局（jú）部 塑性变形失效和断裂失效。

3、 塑料模具钢（gāng）性能要求 随着制造业快速发展，塑料模具是塑料成（chéng）型加工中不可缺少的工具，在总（zǒng）的模具产量中所（suǒ）占的（de）比例逐年增加，随着高性能塑料的发展和不断生产，塑料制品的（de）种类日益增多，用途不断扩（kuò）大，制品向精密化、大型化、复杂化发展。成型生产向高速化发展，模具的（de）工作条件也越趋复杂。

1）型腔（qiāng）表面的磨损和腐蚀

塑料熔体（tǐ）以一定的压力在模腔内流动，凝固的塑件从模具中脱出，都对模具成型表（biǎo）面（miàn）造成摩擦，引起磨损。造成塑料模具磨损失效的根本原因就（jiù）是模具与（yǔ）物料间的摩擦。但磨损的具体形式和磨损过程则与许多因素有关，如模具在工作过程中（zhōng）的压力、温度、物料变形速度和（hé）润滑状况等。当塑料模具使用的材料与 热处理不合理时，塑料模具的型腔表面硬（yìng）度低，耐（nài）磨性差（chà），其表现为：型腔面因（yīn）磨损（sǔn）及变形引起的（de）尺寸超差；粗糙度值因拉毛而变高，表面质量恶化。尤其是当使用（yòng）固态（tài）物料进入塑模型腔时，它会加剧型腔面的磨（mó）损。加之塑料加工时含有氯（lǜ）、氟等成分受（shòu）热（rè）分解出腐蚀性气体HC1、HF，使塑料模具型腔（qiāng）面产生 腐蚀磨损，导致失效。如果在磨（mó）损的同时（shí）又有（yǒu）磨损损伤，使型腔表面的镀层或其他防护层遭到破坏，则将促进腐蚀过程。两种损（sǔn）伤交叉作用，加速了腐蚀一磨损失（shī）效。

2）塑性变形失效

塑料模型腔表面受压（yā）、受（shòu）热可引起塑性变形失效，尤其是当（dāng）小模具在大吨位设备上工作时，更容易（yì）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（dī）；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高于回火温度而发生相变软化，而使模具早期失效。

3）断裂

断裂的主（zhǔ）要原（yuán）因是由于结构、温差而产生的结构（gòu）应力、热应力或因 回火不（bú）足（zú），在使用温（wēn）度下，使残余奥氏体转变成马（mǎ）氏体，引起（qǐ）局部（bù）体积膨胀，在模（mó）具内部产（chǎn）生的（de）组织应力所致。

塑料模具的（de）工作条件与冷冲模不同， 一般（bān）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（wēn）度影（yǐng）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（sǔn）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（yào）的，因为它（tā）们（men）直接关（guān）系到模具的使用寿命。所以，塑（sù）料模具用钢应满足以下要求：

1）耐热性能

随（suí）着高速成型机械的出现，塑料制品运行速度加快。由于成型（xíng）温度在（zài）200--350℃之间，如果塑料流动性不好，成（chéng）形速度又快，会使模具部分成（chéng）型表面温度在极短时间内超过（guò）400℃。为保证模具在使用时的精度及变形微小， 模具钢应有较高的耐热性能。

2） 足够（gòu） 耐磨性

随（suí）着塑料制品（pǐn）用途的（de）扩大，在塑料中往往需添加（jiā）玻璃纤维之类的 无机（jī）材料以增强（qiáng）塑性，由于（yú）添加物的加入，使塑料的（de）流动性大大降低，导致（zhì）模只的磨损，故要（yào）求棋具有良好的耐磨性。

3） 优良的切削加工性

大多数（shù）塑料成型模具，除电火花加工还需进行一定的切削加工（gōng）和钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命，在（zài）切削过程中（zhōng）加工硬化小。为避免模具变形（xíng）而影（yǐng）响精度，希望加工残（cán）余 应（yīng）力能控（kòng）制在最小限（xiàn）度。

4） 良好的热稳定（dìng）性

塑料注（zhù）射模的零件形状往往比较复杂， 淬火后难以加工，因此应尽量选用具有良好（hǎo）的热稳定性的材（cái）料。

5） 镜面加工性能（néng）

型腔表面光滑，成型面要求抛光成镜（jìng）面，表面粗糙度低于Ra0.4μm，以保证塑料压制件的外观并便于脱模。

6） 热处理性能

在模具失效事（shì）故中，因热处理造（zào）成的事故一般是52．3%，以致热处（chù）理（lǐ）在（zài）整个模具制造（zào）过（guò）程中占有重要的地位， 热处理工（gōng）艺的好坏对模具质量有（yǒu）较大的影响。一般要求热处理变形小，淬火温度范围宽，过热敏感性小，特别是要有较大的（de）淬硬性和淬透性等等。

7） 耐腐蚀性

在成形过程中可能放出腐蚀（shí）气（qì）受热分解出具有腐蚀性的气体，如（rú）HC1、HF等腐蚀模具，有时在空气流道口处使模具锈蚀而损坏，故要求（qiú）模具钢有（yǒu）良好的耐蚀性。

4 、新型塑料 模具钢

一（yī）般塑料模具常采用正火态（tài）的45钢或40Cr钢经 调质制造。硬度要求较高的塑料模具采用CrWMn或Crl2MoV等钢（gāng）制造。对（duì）工作温度（dù）较高的塑料模（mó）具，可以选择用韧性高（gāo）的热作模具钢。为（wéi）了满足塑料型腔对尺寸精度和表面质量的更高要求，新近又研（yán）制一系列新型模具（jù）钢。

1）渗碳型塑料模具钢

渗（shèn）碳型塑料模具钢（gāng）主要（yào）用于冷（lěng）挤压成型型腔复杂的塑料模具，这类（lèi）钢（gāng）的含碳（tàn）量较 低，常加元素Cr，同时加入（rù）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（jǐ）压（yā）成形，这类钢在退火状态须有（yǒu）高的塑性和低的变形抗（kàng）力（lì），退（tuì）火（huǒ）硬度≤1 00HBS。在冷挤压成（chéng）形后（hòu）进行渗碳和淬火回火处理，表面（miàn）硬（yìng）度可（kě）达58---62HRC。此类钢国外有专用钢种，如 瑞典的8416、美国的（de）P2和P4等（děng）。国内常采用12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢、20Cr2Ni4A，耐磨性好，无塌陷及表面（miàn）剥落（luò）现象， 模具（jù）寿命提高。钢（gāng）中元素cr，Ni、Mo、V增加渗碳层的硬度和耐（nài）磨性（xìng）及心部的强韧性。

2）预硬型塑料模具钢

这类钢的含碳量（liàng）为0.3% -O.55%，常用合金元素有（yǒu）Cr、Ni、Mn、v等。为（wéi）了改善其切削性，加入s、ca等元素．通过研制（zhì）、引进又发展（zhǎn）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（mó）具钢（gāng），其（qí）特点是预硬态交货硬度为35_40 HRC，有较（jiào）好的切削加工性，加工后不再热处（chù）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（yì）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（yòng）钢（gāng）。

3） 时效硬化（huà）型塑料模具钢（gāng）

开发了低钴、无钴、低镍的马氏体时效钢，MASI是一种典型的马氏时（shí）效钢。经8150C固溶处理（lǐ）后（hòu），硬度为28—32HRC，叮进行机械加工，再经4800C时效，时效时折出（chū）Ni3Mo、Ni3Ti等（děng） 金（jīn）属间化合物，使硬度达到48—52 HRC。钢的强韧性高、时效时尺寸变化小、焊补性能好，但钢的价格昂贵、在（zài）国内不太受欢迎。

4）耐蚀塑料模具钢

以聚氯乙烯（Pvc）及ABS加抗燃树脂为原料的塑（sù）料制品，在（zài）成形过程中分解产 生腐蚀性气体，会腐蚀模具。因此，要求塑料（liào）模具钢（gāng）具有很（hěn）好的耐蚀性能。国（guó）外常用耐蚀（shí）塑模钢有 马氏（shì）体不锈钢（gāng）和析出硬化型不锈钢两类。国外的（de）有如瑞典ASSAB公司的STVAX（4Crl3）和A SSAB一8407等。