模具的失效形式有哪些？
模具的失效形式：
一、塑性变形。当模具承受的负荷超过模具钢材的屈服强度时，模具会产生塑性变形。如型腔、型孔胀大，棱角倒塌以及模芯镦粗、纵向弯曲等
二、磨损。当模具在使用过程中，因金属变形流动，在模具表面产生激烈的摩擦，引起模具表面物质的损耗，使模具的几何形状及粗糙度发生变化，造成被加工零件的形状、尺寸和表面质量不符合要求时，模具即失效。另外，在摩擦过程中，模具工作表面黏附了一些坯料金属，因而使模具的几何形状发生变化而不能继续服役，也视为磨损失效。因此磨损失效表现为：刃口钝化、棱角变圆、平面下陷、表面沟痕钝化、剥落黏模等
三、疲劳（断裂）。是指在模具的某些部位，经过一定的服役期，萌生了细小的裂纹，并逐渐向纵深扩展，裂纹扩展到一定的尺寸后，严重削弱模具的承载能力而引起断裂。疲劳裂纹萌生于应力较大的部位，特别是有应力集中的部位（尺寸过渡、缺口、刀痕、磨削裂纹等）。
模具失效通常表现在产品失效上面。
1.塑件不足：
熔融树脂不能完全充满型
腔的各角落,使制品外形残
缺不完整的现象。
2.缩水(塌坑）:
成型品表面产生凹坑或凹
窝的现象,它是由于熔融树
脂冷却固化体积收缩时未
得到充分补料而产生的，
一般易产生于壁厚和加强
筋的背面。
3.银丝:
在成形品表面或浇口附近
沿流动方向出现的闪闪发
光的银色条纹，它是由于
料中含有水分或挥发物过
多或融料受剪切作用过大
与模具密合不良，急速
冷却出现针状条纹或云母
片状斑纹。另外,如果是不
规则分布的慧星状银丝,
则是由于树脂过热分解成
气体所致。
4.飞边、毛刺：
融料进入模具分型面或与
滑块相接触的模具零件的
间隙内时，使塑件出现多
余的薄翅或毛边。
5.塑料制品分层脱皮：
由于原料内混入异料或
模温低，原料相溶性差，
融料沿模具表面流动剪
切作用过大，使料成薄
层状剥离、脱落。
6.熔接痕：
是两股以上的熔融树脂
分流汇合时温度下降，
因而汇合树脂不相溶或
熔接不良，在汇合处沿
塑件表面或内部形成的
细线。
7.尺寸不稳定：
由于模具制造精度差，
注塑工艺条件不稳定，
制品后处理不当等原因，
使塑制品收缩不一致。
8.气泡：
气泡和气孔是成型品内
形成的空隙。
气泡分两种：
一种是制品冷却时收缩，
表面硬化壁厚处内部变
成孔洞即真空泡；
另一种是树脂中的水分
或易挥发物或空气，在
成型过程中随料流进入
型腔内，被封在成型品
中形成的小泡。
9.翘曲变形、扭曲变形：
由于成型过程中产生的
各种内应力，使制品各
方向收缩不均匀；因脱
模不良，冷却不足等原
因使塑料发生形状奇变，
翘曲不平或孔偏壁厚不
均等现象。
如果制品沿边缘平行方
向产生的变形称翘曲；
沿对角线方向的变形
称扭曲。
10.弯曲：
窄而长的制品两端
一方向变形如同弓形。
11.表面波纹：
是熔融树脂流动痕迹
呈现出以浇口为中心
的条纹花样现象。它
是由于熔融料注入模
内时不沿型腔表面平
滑流动而是呈半波动
状态。流动过程中有
滞流现象，最初流入
模腔内的树脂冷却过
快与后流入的熔融树
脂之间形成交接界限
而产生的冷料与热料
融接不良的现象。
12.蛇形纹（喷纹）：
从浇口注射到模腔内
的熔融树脂像蛇状蠕
动形状那样固化在成
型品表面。
13.浇口处皱纹、雾晕：
熔融料进入型腔时突
然降温，其粘度变大，
流动困难，停留在浇
口附近，而后流入的
融料粘度小，流速快,
很快充满型腔,先后流
入的两种粘度熔料在
浇口附近粘结在一起
的痕迹。
14.黑点,黑条:
由于塑料分解或料中
挥发物,空气等,在高
压下燃烧碳化,碳化
物随融料进入型腔,
在塑件表面呈现黑点、
黑条纹或沿塑件表面
呈炭烧伤现象。
15.裂纹：
由于塑件设计不良
或塑料材料性能差，
使制品内应力大或
冷却不均、脱模不
良或其它弊病，使
制品在应力集中处
及进料口附近产生
裂纹，当超负荷和
溶剂作用时发生开
裂的现象。
16.脱模不良：
由于模具结构不合理，
制造精度不够，或
填充过度使制品脱
模困难，或是脱模
后制品拉伤、变形。
17.色泽不匀或变色：
由于颜料或填料分布
不良，塑料或颜料变色，
使塑件表面不均匀，
如果整个塑料件色泽
不均匀则是因为塑料
热稳定性不良所致。
如熔接部位色泽不均
匀时则与颜料性质有关。
18.塑件脆弱：
由于塑料性能不良,方向
性明显,内应力大及塑件
结构件不良,使塑件强度
下降发脆易裂（尤其沿
料流方向更易开裂）
19.浇口粘模：
由于浇口套内有机械
阻力冷却不够，或拉
料杆失灵，使浇口粘
在浇口套内。
20.冷料块、僵块：
未熔融和塑化好的料
随着料流进入型腔，
使塑件内或表面夹有
硬块塑料。
21.表面不光泽：
由于模具光洁度不良，
融料与模具表面密合
不好或料温与模温不
适当等，使成型制品
表面未出现该树脂所
具有的光泽，而表面
呈乳白色或发乌等现
象。
22.透明度不良：
由于融料与模具表面接触
不良，塑件表面有细小凹
穴，使光散射或模具表面
不光亮，使透明制品透明
度下降或不匀。
23.污点、杂质、异物：
塑料不纯，被污染。
24.顶白（泛白）：
制品脱模过程中在顶杆或
凹槽部位的表面受到了过
大的脱模力,由于强行脱模，
该部位就会有大的内应力，
有时变形。
泛白是发生龟裂的一种现
象。ABS ，HIPS易产生泛
白的现象。
25.局部烧焦：
模腔内的空气被高速流动的
树脂包裹受到绝热压缩，空
气燃烧使树脂炭化，产生黑
色烧痕。
26.纤维外露：
由于注射过程中树脂和纤维
流速不一致或两者分离，使
制品表面纤维未被树脂完全
包裹，表面粗糙。
27.麻点、麻面：
制品表面不光滑，有如针
尖一样的小坑。
28.拉伤：
制品顺出模方向有划伤
的痕迹。
冷热模具在服役中失效的基本形式可分为：塑性变形；磨损；疲劳；断裂。
(1)塑性变形。
塑性变形即承受负荷大于屈服强度而产生的变形。如凹模出现型腔塌陷、型孔扩大、棱角倒塌陷以及凸模出现镦粗、纵向弯曲等。尤其热作模具，其工作表面与高温材料接触，使型腔表面温度往往超过热作模具钢的回火温度，型槽内壁由于软化而被压塌或压堆。低淬透性的钢种用作冷镦模时，模具在淬火加热后，对内孔进行喷水冷却产生一个硬化层。模具在使用时，如冷镦力过大，硬化层下面的基底抗压屈服强度不高，模具孔腔便被压塌。模具钢的屈服强度一般随碳(c)的含量从某些合金元素的增多而升高，在硬度相同的情况下，不同化学成分的钢具有的抗压强度不同，当钢硬度为63HRC时，下列4种钢的抗屈服强度由高到低依次顺序为：W18Cr4V>Cr12>Cr6WV>5CrNiW。
(2)磨损失效。
磨损失效是指刃门钝化、棱角变圆、平面下陷、表面沟痕、剥落粘膜(在摩擦中模具工作表而粘了些坯料金属)。另外，凸模在工作中，由于润滑剂燃烧后转化为高压气体，对凸模表面进行剧烈冲刷，形成气蚀。
冷冲时，如果负荷不大，磨损类型主要为氧化，磨损也可为某种程度的咬合磨损，当刃口部分变钝或冲压负荷较大时，咬合磨损的情况会变得严重，而使磨损加快，模具钢的耐磨性不仅取决于其硬度，还决定于碳化物的性质、大小、分布和数量，在模具钢中，目前高速钢和高铬钢的耐磨性较高。但在钢中存在有严重的碳化物偏析或大颗粒的碳化物情况下，这些碳化物易剥落，而引起磨粒磨损，使磨损加快。较轻冷作模具钢(薄板冲裁、拉伸、弯曲等)的冲击，载荷不大，主要为静磨损。在静磨损条件下，模具钢的含碳量多，耐磨性就大。在冲击磨损条件下(如冷镦、冷挤、热锻等)，模具钢中过多的碳化物无助于提高耐磨性，反而因冲击磨粒磨损，而降低耐磨性。
研究表明，在冲击磨粒磨损条件下，模具钢含碳量以O.6％为上限，冷镦模在冲击载荷条件下工作，如模具钢中碳化物过多，容易固冲击磨损而山现表面剥落。这些剥落的硬粒子将成为磨粒，加快磨损速度。热作模具的型腔表面，由于高温软化而使耐磨性降低，此外，氧化铁皮也起到磨料的作用，同时还有高温氧化腐蚀作用。
(3)疲劳失效。
疲劳失效的特征：模具某些部位经过一定的服役期，萌生了细小的裂纹，并逐渐向纵深扩展，扩展到一定尺寸时，严重削弱模具的承载能力而引起断裂。疲劳裂纹萌生于应力较大部位，特别是应力集中部位(尺寸过渡、缺口、刀痕、磨损裂纹等处)，疲劳断裂时断门分两部分，一部分为疲劳裂纹发展形成的疲劳处破裂断面，呈现贝壳状，疲劳源位于贝壳顶点。另一部分为突然断裂，呈现不平整粗糙断面。
使模具发生疲劳损伤的根本原因为特环载荷，凡可促使表面拉应力增大的因素均能加速疲劳裂纹的萌生。
冷作模具在高硬状态下工作时，模具钢具有很高的屈服强度和很低的断裂韧性。高的屈服强度有利于推迟疲劳裂纹的产生，但低的断裂韧性使疲劳裂纹的扩展速率加快和临界长度减小，使疲劳裂纹扩展循环数大大缩短，因此，冷作模具疲劳寿命主要取决于疲劳裂纹萌生时间。
热作模具一般在中等或较低的硬度状态下服役，模具断裂韧性比冷作模具高得多，因此，在热作模具中，疲劳裂纹的扩展速度低于冷作模具，临界长度大于冷作模，热作模具疲劳裂纹的亚临界扩展周期较冷作模长得多，但热作模具表面受急冷，急热很易萌生冷热疲劳裂纹，热作模具的疲劳裂纹萌生时间比冷作模短得多，因此，许多热作模其疲劳断裂寿命主要取决于疲劳裂纹扩展的时间。
(4)断裂失效。
断裂失效常见形式有：崩刃、脶齿、劈裂、折断、胀裂等，不同模具断裂的驱动力不同。冷作模具、所受的主要为机械作用力(冲压力)。热作模所受除机械力外，还有热应力和组织应力，有许多热作模具的工作温度较高，又采用强制冷却，其内应力可远远超过机械应力，因此，许多热作模的断裂主要与内应力过大有关。
模具断裂过程有两种：一次性断裂和疲劳断裂。一次性断裂为模具有时在冲压时突然断裂，裂纹一旦萌生，后即失稳、扩展。它的主要原因为严重超载或模具材料严重脆化(如过热、回火不足、严重应力集十及严重的冶金缺陷等)。
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模具失效原因及预防措施
(1)结构设计不合理引起失效。
尖锐转角(此处应力集中高于平均应力十倍以上)和过大的截面变化造成应力集中，常常成为许多模具早期失效的根源。并且在热处理淬火过程中，尖锐转角引起残余拉应力，缩短模具寿命。
预防措施：凸模各部的过渡应平缓圆滑，任何役小的刀痕都会引起强烈的应力集中，其直径与长度应符合—定要求。
(2)模具材料质量差引起的失效。
模具材料内部缺陷，如疏松、缩孔、夹杂成份偏析、碳化物分布不均、原表面缺陷(如氧化、脱碳、折叠、疤痕等)影响钢材性能，
a．夹杂物过多引起失效。
钢中存在夹杂物足模具内部产生裂纹的根源，尤其是脆性氧化物和硅酸盐等，在热压力加工中不发生塑性变形，只会引起脆性的破裂而形成微裂纹。在以后的热处理和使用中访裂纹进一步扩展，而引起模具的开裂。此外，在磨削中，由于大颗粒夹杂物剥落造成表面孔洞。
b．表面脱碳引起失效。
模具钢在热压力加工和退火时，常常由于加热温度过高，保温时间过长，而造成钢材表面脱碳，严重脱碳的钢材在机械加工后，有时仍残留有脱碳层，这样在淬火时，由于内外层组织的不同(表面脱碳层为铁索体，内部为珠光体)造成组织转变不一致，而产生裂纹。
c．碳化物分布不匀，引起失效。
Crl2、Cr112MoV等模具钢含碳量和合金元素较高，形成了许多共晶碳化物，这些碳化物在锻造比较小时，易呈现带状和网状偏析，导致淬火时常出现沿带状碳化物分布的裂纹，模具在使用中裂纹进一步扩展，而造成模具开裂失效。
预防措施：钢在缎轧时，模具应反复多方向锻造，从而钢中的共晶碳化物击碎得更细小均匀，保证钢碳化物不均匀度级别要求。
(3)模具的机加上不当。
a
切削中的刀痕：模具的型腔部位或凸模的圆角部位在机加工中，常常因进刀太探而使局部留下刀痕，造成严重应力集中，当进行淬火处理时，应山集中部位极易产生微裂纹。
预防措施：在零件粗加工的最后一道切削中，应尽量减少进刀量，提高模具表面光洁度。
b
电加工引起失效。模具在进行电加工时，由于放电产生大量的热，将使模具被加工部位加热到很高温度，使组织发生变化，形成所谓的电加工异常层，在异常层表面由于高温发生熔融，然后很快地凝固，该层在显微镜下呈白色，内部有许多微细的裂纹，白色层下的区域发生淬火，叫淬火层，再往里由于热影响减弱，温度不高，只发生回火，称回火层。测定断面硬度分布：熔融再凝固层，硬度很高，达610~740HRC，厚度为30μm，淬火层硬度400~500HRC，厚为20μm。回火属高温回火，组织较软，硬度为380—400HRC，厚为10μm。
预防措施：①用机械方法去除开常层中的再凝固层，尤其是微观裂纹；②在电加工后进行一次低温回火，使异常层稳定化，以防微裂纹扩展。
c磨削加工造成失效。模具型腔面进行磨削加工时，由于磨削速度过大，砂轮粒度过细或冷却条件差等因素影响，均会导致磨削表曲过热或引起表面软化，硬度降低，使模具在使用中因磨损严重，或热应力而产生
磨削裂纹，导致早期失效。
预防措施：①采用切削力强的粗砂轮或粘结性差的砂轮；②减少工件进给量；③选用合适的冷却剂；④磨削加工后采用250~350℃回火，以除磨削应力。
(4)模具热处理工艺不合适。
加热温度的高低、保温时间长短、冷却速度快慢等热处理工艺参数选择不当，都将成为模具失效因素。
a．加热速度：模具钢中含有较多的碳和合命元素，导热性差，因此，加热速度不能太快，应缓慢进行，防止模具发生变形和开裂。在空气炉中加热淬火时，为防止氧化和脱碳，采用装箱保护加热，此时升温速度不宜过快，而透热也应较慢。这样，不会产生大的热应力，比较安全。若模具加热速度快，透热快，模具内外产生很大的热应力。如果控制不当，很容易产生变形或裂纹，必须采用预热或减慢升温加速度来预防。
b．氧化和脱碳的影响。模具淬火是在高温度下进行的，如不严格控制，表曲很易氧化和脱碳。另外，模具表面脱碳后，由于内外层组织差异、冷却中出现较大的组织应力、导致淬火裂纹。
预防措施：可采用装箱保护处理，箱内填充防氧化和脱碳的填充材料。
(1)冷却条件的影响。
不同模具材料，据所要求的组织状态、冷却速度是不同的。对高合金钢，由于含较多合金元素，淬透性较高，可以采用油冷、空冷甚至等温淬火和等级淬火等热处理工艺。
致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件材料的种类及成分Fe的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）。也有内因（例模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的合理性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要求等）。模具若出现早期失效，则需找出是哪些内因或外因，以便今后改进。
①模具热疲劳龟裂失效，压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外，在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中，以免出现早期龟裂失效。同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。
②碎裂失效，在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶粒粗大时，即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是很危险的因素。为此，一方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光，即使它在浇注系统部位，也必须打光。另外要求所使用的模具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。
③熔融失效，前面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金，也有纯铝压铸的，Zn、Al、Mg是较活泼的金属元素，它们与模具材料有较好的亲和力，特别是Al易咬模。当模具硬度较高时，则抗蚀性较好，而成型表面若有软点，则对抗蚀性不利。但在实际生产中，溶蚀仅是模具的局部地方，例内浇口直接冲刷的部位（型芯、型腔）易出现溶蚀现象，以及硬度偏软处易出现铝合金的粘模。
由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。
尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。刚开始时已讲过，金属液的充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件极其恶劣，再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用寿命有很大影响。模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造，在正常使用的条件下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏，在不能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数）。
引起压铸模具失效的原因主要如下几个方面:
一、碎裂失效：在压射力的作用下,模具会在最薄弱处萌生裂纹,尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光,或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹,当晶界存在脆性相或晶粒粗大时,即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快,这对模具的碎裂失效是很危险的因素。为此,一方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光,即使它在浇注系统部位,也必须打光。另外要求所使用的模具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。
二、热疲劳龟裂损坏失效：压铸生产时,模具反复受激冷激热的作用,成型表面与其内部产生变形,相互牵扯而出现反复循环的热应力,导致组织结构二损伤和丧失韧性,引发微裂纹的出现,并继续扩展,中山华氏抚顺特钢表示一旦裂纹扩大,还有熔融的金属液挤入,加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。为此,一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外,在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中,以免出现早期龟裂失效。同时,要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。因实际生产中,多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。
三、溶蚀失效：常用的压铸模具有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金,也有纯铝压铸的,Zn、Al、Mg是较活泼的金属元素,它们与模具材料有较好的亲和力,特别是Al易咬模。当模具硬度较高时,则抗蚀性较好,而成型表面若有软点,则对抗蚀性不利。
