模具选材不当会对模具的寿命产生诸多不利影响,具体如下:
一、强度不足方面
- 易变形:
- 若所选材料强度不够,模具在承受生产过程中的压力(如注塑模具的注射压力、冲压模具的冲击力等)时,就容易发生变形。例如,对于大型注塑模具,若采用强度较低的材料,在注塑时树脂的高压作用下,型腔可能会逐渐变形,导致模具无法正常使用,缩短了其使用寿命。
- 变形后的模具,其尺寸精度也会受到影响,进而影响所生产产品的质量,为了保证产品质量,可能需要更频繁地对模具进行维修或调整,这也进一步消耗了模具的使用寿命。
- 易破裂:
- 强度不足还会使模具在承受较大应力时出现破裂现象。比如冲压模具在进行高强度冲压作业时,若材料强度欠佳,模具的关键部位(如冲头、凹模等)可能会因无法承受冲击力而破裂,直接导致模具报废,极大地缩短了模具的预期寿命。
二、硬度不够方面
- 磨损加剧:
- 材料硬度低,模具在使用过程中就容易被磨损。以注塑模具为例,在塑料熔体不断注入和脱模过程中,若模具硬度不足,其型腔表面和型芯表面会很快被刮擦磨损,使得模具的尺寸精度下降,影响产品质量的同时,也会因为磨损过度而提前报废,缩短模具的寿命。
- 对于一些需要承受一定压力且对形状保持有要求的模具(如压铸模具),硬度不够可能导致在压铸过程中,模具的型腔或型芯部分出现塌陷变形,同样会加速模具的报废进程,减少其有效使用年限。
- 表面损伤:
- 硬度不够还可能使模具表面在受到一些轻微外力(如产品脱模时的摩擦力、搬运过程中的碰撞力等)时就出现划痕、凹痕等表面损伤。这些表面损伤不仅影响模具的外观,更重要的是会破坏模具表面的平整度和光洁度,进而影响产品的质量,并且随着损伤的累积,模具的性能会逐渐下降,直至无法正常使用,缩短了模具的寿命。
三、韧性差方面
- 裂纹产生与扩展:
- 韧性差的材料在受到外力冲击或应力集中时,容易产生裂纹。在模具的制造和使用过程中,不可避免地会遇到一些应力集中的情况,如模具的拐角、孔洞周围等部位。若选用韧性不好的材料,这些部位就很容易出现裂纹,而且裂纹一旦产生,可能会在后续的使用过程中不断扩展,最终导致模具报废,明显缩短模具的寿命。
- 对于需要频繁使用的模具(如高速注塑模具),韧性差的材料抗疲劳能力也较弱。在多次循环的工作压力下,材料内部可能会因无法在疲劳应力下存活而产生微观裂纹,随着时间的推移,这些微观裂纹会逐渐发展成宏观裂纹,从而影响模具的使用寿命。
- 抗冲击能力弱:
- 对于一些会受到较大冲击力的模具(如冲压模具),韧性差的材料无法很好地承受这些冲击力,可能会在一次较大的冲击下就出现损坏,如冲头折断、凹模开裂等,直接导致模具报废,大大缩短了模具的寿命。
四、耐腐蚀性差方面
- 腐蚀损坏:
- 如果模具在使用过程中会接触到腐蚀性介质(如某些压铸模具会接触到金属熔液中的杂质、一些注塑模具会接触到塑料中的添加剂等),而所选材料耐腐蚀性差,那么模具就容易受到腐蚀。腐蚀会导致模具表面出现锈斑、蚀坑等现象,不仅影响模具的外观,更重要的,这些腐蚀产物会进一步破坏模具的结构完整性,使模具的性能下降,最终导致模具报废,缩短了模具的使用寿命。
- 耐腐蚀性差的材料在潮湿环境下也容易生锈,对于一些长期放置或在潮湿环境下使用的模具,生锈问题会严重影响模具的正常使用,加速模具的报废进程。
五、热稳定性差方面
- 变形与尺寸偏差:
- 对于一些在高温环境下工作的模具(如压铸模具、热流道注塑模具等),如果所选材料热稳定性差,在高温下,模具的结构会发生变形,如型腔变大或变小、型芯变形等。这种变形会导致所生产产品的尺寸偏差,为了保证产品质量,可能需要频繁地对模具进行调整或维修,这也会缩短模具的寿命。
- 热稳定性差的材料在高温下还可能会出现硬度下降的情况,进一步加剧了模具的磨损,影响模具的使用寿命。
- 性能恶化:
- 在高温下,热稳定性差的材料其各项性能(如强度、硬度、韧性等)会逐渐恶化,无法满足模具在高温环境下的工作要求,导致模具出现破裂、变形、磨损等问题,从而缩短了模具的使用寿命。
模具选材不当会从多个方面影响模具的寿命,如导致模具易变形、破裂、磨损加剧、产生裂纹、受到腐蚀、出现热变形等,进而缩短模具的使用寿命,增加模具更换和维修的频率,给生产带来诸多不便和经济损失。
如何选择硬度合适的模具材料?
模具选材不当会对生产造成哪些影响?