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第一节模具失效的原因分析

塑料模具的失效形式主要体现在以下几个方面：选材、钢料品质、模具设计、模具加工质量、热处

理、模具表面处理、模具使用等。

1)表面磨损、局部崩裂、变形及断裂；模具的耐磨性，随着模具硬度的提高而增加，但在硬度相同的情

况下，韧性愈好耐磨性愈高，所以，模具硬度越高，冲击性能会下降，会促使磨损裂纹的形成和扩展，

从而加速磨损的进程。要提高耐磨性，必须注意硬度和韧性的良好配合。

2)由于塑料制品的表面粗糙度及精度要求较高，再加上不少塑料中含有氯氟元素，其产生的腐蚀性气体

的腐蚀，会加剧模具的磨损失效，所以，因表面磨损造成的模具失效比例大；

3)因未调整好低压保护，胶件的压模造成模具表面凹陷的情况也时有发生；

4)小型模具在大吨位机台上超载使用时，容易产生表面凹陷、皱纹、堆塌等，特别是在棱角处易产生塑

性变形；

5)由于塑料制品成型模具形状复杂，存在许多棱角、薄壁等部位，在这些部位会产生应力集中，而发生

断裂。

6)模具材质选择不当。具体见《模具选材原则》。

7)模具工件热处理工艺不良。

从模具失效分析得知，70％的模具失效是由于热处理不当与选材不当造成的。

二、模具失效改善途经：采用正确的钢料热处理工艺与钢料表面处理工艺

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，

热处理工艺往往是必不可少的。

热处理加热温度的高低、保温时间的长短、冷却速度的快慢和炉内气氛等工艺参数的选择不当，都

会造成淬火开裂或早期失效。

众所周知，磨损、粘结均发生在表面，疲劳、断裂也往往从表面开始，因此，对模具表面的加工质

量要求非常高。但实际上由于加工痕迹的存在，热处理时表面氧化脱碳也在所难免。因此，模具的表面

性能反而比基体差。采用热处理新技术是提高模具性能的经济而有效的重要措施。

模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度，减少

断裂和变形。表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。

三、注塑模具成本简述：

1.整体模具成本包括：

●生产用物料成本：油缸热流道(20%～25%)、钢料铜料(10%～15%)、模胚(8%～10%)、石

墨、配件散件(7%～10%)等;

●制造成本：刀具及工装夹具(5%)、外发费用(10%～15%)、耗材（1.5%）、设计+编程、加

工成本、人工(工资与福利)、水电场地租金、机台折旧等；

●试模成本：试模费用、胶料、包材等；

●模具修/改模成本：返工成本是隐性成本。特别多工序返工。

●品质检测成本：检测设备折旧、工件及样板检测费用等；

●量产维护保养成本：模具清洗保养、再内应力消除、再抛光清理、再涂装、破裂或磨损零件

更换;

●包装运输、报关、税收等成本、说明书编写成本；

●生产力损失成本：客户商誉损失、因交期与品质造成的客户扣款、风险担保费用、坏帐等。

2.模具价值取决于：合格的品质+准时的交货期+合理的价格+完善的售后服务体系。

四、模具寿命定义、模具分级及钢料选材：

1.模具寿命的定义：

是指模具自正常服役至工作失效期间内所能完成制件加工的啤次数。若模具在使用中需返修或更换

配件，则模具总寿命为各次返修完成制件加工数的总和。

2.按生产啤数将模具寿命分五级：

一级模具在百万次以上：薄壁模200或300万啤次以上;

二级模具是50万～100万次：汽车模具与家电模具；

三级模具在30万～50万次：普通的家电模具与汽车模具；

四级模具在10万～30万次：普通家电与试验模；

五级模具在10万次以下：试验模或少订单模具;

3.对模具寿命及长期维护成本起决定性的因素：

钢料的选材、热处理、模具表面处理（涂层）、产品设计、模具设计、模具加工、模具保养、注塑

过程控制等。

通常钢铁成本为模具成本的10%不到，在整个模具系统成本中只是一小部分，切不可为省点钢料钱

而购买廉价钢铁，后期反给客户带来更大维护与生产力损失成本。

4.按模具寿命等级考虑，模具钢料选材建议：

4.1一级与二级模具内模钢料选用：

使用可热处理成硬度达HRC50左右的全硬料钢材。出厂硬度一般是HRC20左右。兼顾：强度、

耐磨损、尺寸稳定、高硬度下良好切削加工性、较好的热处理等性能。常用于一级、二级模具的钢料有：