【正文】 ，因此設(shè)備也容易從離子滲氮爐改造而獲得。CVD 可在塑料模具表面沉積超硬物質(zhì) TiC、TiN 等,使模具型腔獲得高硬度、高耐磨及高抗蝕性等一系列優(yōu)異性能。但其涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度較低，沉積層有可能出現(xiàn)早期剝離而失效；另外，PVD 的繞鍍性也很差，難以適用于存在多孔、窄槽、尖角的復(fù)雜塑料模。（1）物理氣相沉積。研究表明，化學(xué)鍍 Ni 可顯著降低制模材料費(fèi)，縮短制模周期，減少加工費(fèi)用，增加模具壽命。如:彩電殼體模具局部出現(xiàn)大面及麻坑深達(dá) 4mm，用電刷鍍修復(fù)填平麻坑、強(qiáng)化表面，其費(fèi)用約 3000 元，加工時(shí)間小于 7 天，而制作新模要 8 個(gè)月，加工費(fèi)用達(dá) 24 萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。如:金屬鍍層具有良好的韌性，其間嵌入陶瓷或其它硬質(zhì)微粒，不僅對金屬有彌散強(qiáng)化作用，而且本身的硬度高可承受較高的磨損力；若將固體潤滑劑顆粒和金屬復(fù)合沉積于金屬表面，則可達(dá)到減摩、抗咬合等目的。工業(yè)上最常見的有鍍鉻、鍍鎳等。如:稀土可消除分布在晶界上微量雜質(zhì)有害作用，強(qiáng)化和穩(wěn)定塑料模具型腔的晶界；此外，稀土元素與鋼中的有害元素發(fā)生作用，生成高熔點(diǎn)化合物，又可以抑制這些有害元素在晶界上的偏聚，降低滲層的脆性。資料顯示，滲釩層內(nèi)有 VC 生成，滲層硬度在 HM1100～2800 之間。（4）滲 Cr 、V。（3）滲硫。（2）滲硼。處理15后的模具能獲得優(yōu)良的耐磨性、耐蝕性且表面摩擦系數(shù)小、疲勞強(qiáng)度高。若碳氮共滲后再進(jìn)行噴丸，可顯著提高低碳模具鋼的疲勞極限 。滲氮適用于中、高溫回火的塑料模具鋼表面強(qiáng)化。由于滲碳溫度較高，要注意防止晶粒粗大和模具變形，以免造成型腔表面的粗糙化以及剝離缺陷。（1）滲 C、滲 N 和 CN、NC 共滲。表面淬火是指僅對工件表面進(jìn)行熱處理以改變其組織和性能的工藝方式，諸如感應(yīng)加熱淬火、火焰加熱表面淬火、接觸電阻加熱淬火、電解液淬火等。此外,回火不足也可能發(fā)生斷裂。塑性變形是指模具在持續(xù)受熱、受壓作用下，發(fā)生局部塑性變形而失效的方式。一般要求成型面硬度達(dá) 30～60HRC，且表面粗糙度長期保持不變，長期受熱表面不軟化、不氧化。提高硬度有助于防止產(chǎn)生桔皮和麻坑,因?yàn)橹挥袑︿摬乃┘拥膽?yīng)力大于屈服點(diǎn)，,使模具能承受更大的壓力而不出現(xiàn)桔皮，麻坑也隨硬度的提高而減少。②消除應(yīng)力，把模具的表面從高度受力的狀態(tài)下解除出來。但在采用機(jī)械拋光時(shí)，總是希望較快完成，這樣就需要采用較大的壓力來清除以前的切削痕跡，而這樣就會造成更大的桔皮或麻坑。 表面缺陷的處理方法（1）拋光時(shí)應(yīng)避免過大的壓力手工油石研磨和手工拋光需要花費(fèi)高的生產(chǎn)成本，加工時(shí)間也較長，因此現(xiàn)在越來越多地采用機(jī)械裝置研磨和拋光。（3）過分滲碳引起的表面缺陷在塑料模具滲碳的過程中，鋼材表面吸附了碳化物，得到碳彌散的均勻組織結(jié)構(gòu)，因而提高了模具表面的硬度。當(dāng)鋼材所承受的應(yīng)力超過其極限強(qiáng)度值位置時(shí)，鋼材就會出現(xiàn)斷裂。 原因分析12（1）過度拋光引起的表面缺陷要了解過分拋光的受力情況，必須先要弄清楚鋼材應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。桔皮是塑料模具表面出現(xiàn)的一種微小塑性的變形，是塑料模具由于被拉伸到超過其屈服點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生了永久塑性變形。（5）采取合理的生產(chǎn)工藝和工藝參數(shù)。(3)對塑料模具表面進(jìn)行合理的處理。當(dāng)鋼中的 Cr 達(dá) 18%以上11時(shí)，鉻鋼在含氧氣氛中會生成完整的 Cr2O3 膜，塑料模具表面發(fā)生沖蝕時(shí)，塑料模具表層金屬流失后又會生成新的 Cr2O3 層，而且含鉻越高，越容易生成這種保護(hù)層，這種保護(hù)層對塑料模具表面能起較好的保護(hù)作用。(2)改變塑料模具材料的合金成分。(1)合理選擇制造塑料模具的材料。試驗(yàn)表明，相同的磨粒流量在不同的沖擊速度下沖蝕同種塑料模具表面，雖然沖蝕率隨環(huán)境溫度的變化仍顯示出最大沖蝕的臨界溫度規(guī)律，但最大沖蝕率及其對應(yīng)的溫度值將隨粒子速度的增大而明顯增加。如果塑料模具表面氧化膜的耐沖蝕能力不如塑料模具表面材料，它將在粒子沖擊下和塑料模具表面材料一起流失。強(qiáng)化處理時(shí)，工件處于冷態(tài)，且放電點(diǎn)極小，時(shí)間短，沒有退火變形等現(xiàn)象，這大大提高模具型腔面的耐熱性、耐磨性、熱硬性和耐蝕性，生產(chǎn)實(shí)踐證明，經(jīng)電火花表面強(qiáng)化后，擠出塑料模具工業(yè)對模具鋼的需求也越來越大塑料模 使用壽命可提高 1 倍以上，強(qiáng)化層在使用過程中磨損后，還可以重新進(jìn)行強(qiáng)化 [5]。采用電火花表面強(qiáng)化技術(shù)，它是通過火花放電作用，把一種導(dǎo)電材料（YT1YT30）涂敷及滲透到另一種導(dǎo)電鋼制模 45 鋼的表面上，構(gòu)成合金化的表面層，從而改變模具工作面的物理和化學(xué)性能的一種工藝方法。SM2 可氮化與時(shí)效同時(shí)進(jìn)行。(2)SM1 和 SM2 塑料模具鋼它屬于硫系易切削模具鋼，用于要求高的注射模、壓鑄模，效果良好?，F(xiàn)有的國產(chǎn)傳統(tǒng)的模具鋼從品種質(zhì)量、性能等方面都不能滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，于是國內(nèi)又開發(fā)與研制了一些新型的塑料模具鋼，以供選用。(4) 選用的模具鋼應(yīng)具有良好的成形加工性能和拋光性能。但是,還要根據(jù)塑料的類型以及對被成型的塑料制品的尺寸、精度、質(zhì)量、數(shù)量不同的要求,并考慮已有制造模具的條件來選用不同類型的塑料模具鋼及其熱處理。因此，在滿足使用性能的前提下，首先選用價(jià)格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國產(chǎn)材料就不用進(jìn)口材料。常規(guī)淬火開裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。⑥淬透性。④氧化、脫碳敏感性。②退火工藝性。(2)滿足工藝性能要求模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。有些模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)力的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導(dǎo)致模具失效。④高溫性能。③疲勞斷裂性能。②強(qiáng)韌性。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。同時(shí)，塑料模采用合金工具鋼回火不充分，而發(fā)生斷裂失效。（2）局部塑性變形失效。表 2 塑料水杯模具失效因素 失效因素?zé)崽幚?原材料 使用 機(jī)械加工 鍛造 設(shè)計(jì)所占百分比(%) 10 塑料模具的重要失效形式為磨損失效，局部塑性變形失效和斷裂失效。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。有些塑料制品表面要求呈現(xiàn)清晰而豐滿的圖案紋，它對模具鋼材質(zhì)的要求與精密拋光性能相似，鋼純凈度、組織致密度、硬度都要求較高。由于在擠出或注塑過程中，模具接觸腐蝕介質(zhì)，應(yīng)選用耐蝕性好的塑料模具鋼，如 Cr14Mo，或鍍鉻，或采用鎳磷非晶涂層。高的硬度、細(xì)小而均勻的顯微組織，非金屬雜質(zhì)少，均有利于鏡面的拋光性的提高。但是，由于易切削鋼中含硫量較高，且存在大量的雜物，所以模具鋼的力學(xué)性能特別是橫向性能相對較低。1 塑料模具的工作條件及失效形式3 塑料模具的作條件 表 1 塑料水杯模具的工作條件條件分類工作壓力(MPa)工作溫度(℃)摩擦狀態(tài) 進(jìn)型腔時(shí)物料狀態(tài)腐蝕狀態(tài)小結(jié)熱固性塑料模20228000 150`250 摩擦磨損大 固體粉末狀態(tài)或預(yù)制坯料有時(shí)有腐蝕受熱,受力,受磨損較大熱塑性塑料模30006000 150250 摩擦磨損小,當(dāng)加入某些固態(tài)填料時(shí)(玻璃纖維,石英粉)磨損較大粘流狀態(tài)有時(shí)有腐蝕受熱,受力,磨損較小 影響塑料模具鋼選擇的因素 (1) 切削加工性。這個(gè)過程就是塑料的成型與加工，塑料的成型加工方法已有數(shù)十種，同時(shí)塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具，在總的模具產(chǎn)量中所占的比例逐年增加，在當(dāng)前已處于重要位置。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)“, 小而專”“、小而精”仍舊是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢。近年來確實(shí)發(fā)展很快,有些已達(dá)到或接近國際水平,尤其是隨著改革開放政策的不斷深入,“三資”企業(yè)蓬勃發(fā)展,對我國塑料模具設(shè)計(jì)制造水平的提高起到了非常大的作用。因此, 探討塑料模具的制造中的選用材料與熱處理問題, 綜合分析其工作條件、失效、性能, 合理選用材料與熱處理以及提高它的使用壽命, 保證制件質(zhì)量,降低制造成本顯得非常重要,我選這一題目著重于塑料模具的選材原則與熱處理方法,以及提高塑料模具壽命的表面處理技術(shù)的探討。模具材料對于模具的加工和使用性能, 以及模具壽命有很大的影響,塑料模具目前已向精密化、大型化和多腔化的方向發(fā)展, 對塑料模具鋼的性能的要求越來越高, 塑模鋼的性能應(yīng)根據(jù)塑料種類、制品用途、生產(chǎn)批量、尺寸精度和表面質(zhì)量的要求而定。這可以從下列幾個(gè)方面來看：CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用；電子信息工程技術(shù)的應(yīng)用；氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟；熱流道技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛；精密、復(fù)雜、大型模具的制造水平有了很大提高；模具效率、壽命不斷提高；采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備我國塑料模具的質(zhì)量、技術(shù)和制造能力。由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展及上述各方面差距的存在,因此我國今后塑料模具的發(fā)展速度必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料的多樣性開辟了許多新的應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車零件、瓶子、計(jì)算機(jī)機(jī)箱、家具和許多家用器具等都是塑料制造，塑料制品通常由聚合物或聚合物與其他組分的混合物，于受熱后在一定條件下塑制成一定形狀，并經(jīng)冷卻定型，修整而成。因此，探討塑料模具的制造中的選用材料與熱處理問題，綜合分析其工作條件、失效、性能，合理選用材料與熱處理以及提高它的使用壽命，保證制件質(zhì)量，降低制造成本顯得非常重要。通常加人 S、Ca 和稀土元素，來改善預(yù)硬鋼的切削加工性，如我國研制的 5NiCaS。模具鋼的鏡面加工性能與鋼的純潔度、組織、硬度和鏡面加工技術(shù)有關(guān)。有些塑料含有氟和氯，比如聚氯乙烯、氟塑料以及添加阻燃劑的阻燃塑料(如 ABS)。（5)圖案光刻性能。硬度是影響耐磨性的主要因素，一般情況下, 模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。從全面質(zhì)量管理的角度出發(fā)，不能把影響模具使用壽命的諸因素作為多項(xiàng)式之和來衡量，而應(yīng)該是多因素的乘積，這樣模具材料與熱處理的