【正文】 、不剝落。 原因分析 造成塑料 模具表面高溫沖蝕 — 氧化現(xiàn)象的主要因素有溫度、固體粒子的沖擊速度、塑料模具材料性能等 ①溫度的影響 研究表明塑料模具表面材料沖蝕 氧化破化程度隨環(huán)境溫度的上升而增大，但達到某一臨界值后，塑料模具表面材料沖蝕 氧化破化程度又有一定的下降。但達到臨界溫度值后，氧化皮在粒子沖擊間隔時間內(nèi)變得更厚，且與塑料模具表面材料的結合強度更高，足以抵抗隨后的磨粒沖擊，這時材料的沖蝕腐蝕率會逐漸下降，而使其流失機制轉入“腐蝕為主”的范圍 ②沖擊速度的影響 沖擊速度大表明磨粒對塑料模具表面沖擊的能量大、時間短，這對高溫環(huán)境中塑料模具表面的氧化皮生長和破壞產(chǎn)生明顯的影響。 提高塑料模具表 面抗高溫沖蝕方法 從上面的研究分析可以看出，造成塑料模具表面尺寸精度和表面粗糙度破壞的主要因素是塑料模具在使用中產(chǎn)生高溫沖蝕 — 氧化現(xiàn)象，而且這一現(xiàn)象又是不可避免的因此，如何降低高溫沖蝕 — 氧化對塑料模具的影響、降低其對塑料模具表面尺寸精度和表面粗糙度的破壞，是延長塑料模具使用壽命、提高生產(chǎn)產(chǎn)品質量的重要課題，為此得出以下結論供參考。而 2Cr13 屬于馬氏體類型鋼，機械加工性能較好，經(jīng)熱處理后耐腐蝕性能較好，適宜制造承受高負荷并在腐蝕作用下的塑料模具和透明塑料制品塑料模具； 9Cr18Mo 則是一種高碳高鉻馬氏體不銹鋼，它具有更高的硬度、耐磨性、抗回火穩(wěn)定性和耐腐蝕性能以及較好的高溫尺寸溫度性，適宜制造承受在腐蝕環(huán)境條件下又要求高負荷、高耐磨的塑料模具。隨著鉻含量的增加，塑料模具表面材料流失向高溫方向移動，塑料模具表面抗氧化和腐蝕性能性能提高。此外，還可以在塑料模具材料中加入不同的合金元素，控制氧化膜中的晶格缺陷，減少氧化膜的晶格缺陷濃度，降低離子的擴散速度，達到提高塑料模具表面的抗高溫沖蝕 — 氧化的能力。根據(jù)表面工程理論，對塑料模具表面進行冶金、粘涂和表面薄膜層技術，改善塑料模具表面性能，提高塑料模具表面的抗高溫沖蝕 — 氧化能力，保證塑料模具使用中的尺寸精度和表面粗糙度，提高塑料模具的使用壽命和生產(chǎn)產(chǎn)品的質量。這些缺陷一般發(fā)生在表面要求高度拋光的塑料模具上，特別是采用較大壓力的機械拋光時更是如此 [7]。但現(xiàn)桔皮和麻坑一般都是比較廣泛地分布在整個塑料模具的表面，而這就是過分拋光所造成的結果。而鋼材的屈服點取決于鋼材的硬度，鋼材越硬，其屈服點越高。當拋光時用了較大壓力時，塑料模具表面將很容易產(chǎn)生桔皮和麻坑。如果拋光壓力太高，成團的炭化物就會從模具表面脫落，從而出現(xiàn)麻坑。因此在采用機械拋光時應非常小心，避免采用大的壓力。通常是在進行金剛石拋光前用新的油石來磨光。 ③應力消除之后，用金剛石拋光，這次用力要輕。 ②型腔表面耐磨抗蝕。當原料中含有無機填料時，將明顯加劇模具的磨損，除型腔表面粗糙度迅速惡化外，型腔尺寸也由于磨損而急劇變化。塑料成形模具形狀復雜，存在許多角薄邊，在這些位置會造成應力集中，產(chǎn)生斷裂。 表面熱處理 表面熱處理包括表面淬火、化學熱處理兩大類。塑料模具的化學熱處理通常包括滲碳、滲氮、滲硼、滲硫、滲鉻、滲釩及共滲稀土等。通過固體、鹽浴、氣體、真空和離子滲碳，可在塑料模具鋼表層形成含碳量為 %～ %的滲碳層 ,再輔以淬火、回火處理使高碳層發(fā)生相變強化，其硬度可達 56～ 63HRC。由于表面滲氮層硬度高 (含有 Al 、 V、 Ti 等元素的合金鋼，熱氮化處理后可獲得硬度 HV900～ 1100)，且處于壓應力狀態(tài)，故而能顯著提高塑料模具型腔的耐磨性與疲勞強度，改善耐蝕性和抗擦傷性能，并有一定的熱硬性。碳氮共滲層具有比滲碳層更高的耐磨性、疲勞強度和耐蝕性，比滲氮層更高的抗壓強度和較低的表面脆性。氮碳共滲具有處理溫度低，時間短，不受鋼種限制及模具畸變小等優(yōu)點。研究表明 ,淬火 氮碳共滲復合處理可獲得更高的次表層硬度及更好的滲層硬度分布，從而進一步提高工件的耐磨性及疲勞強度 。但由于滲硼處理溫度高，必須注意控制塑料模具的變形。此外，采用硫氮碳共滲在較硬的滲氮層或氮碳層上形成硫化層，亦可使塑料模具獲得良好的減磨性及耐磨性，進一步提高塑料模具的使用壽命。它使塑料模具表面具有良好的耐腐蝕性能，并具有很高的硬度，因而耐磨性相當好。熱處理過程中適量稀土元素的加入，可顯著改善塑料模具鋼的表面組織結構、物理、化學及機械性能。 電鍍和化學鍍 （ 1）電鍍 :包括金屬電鍍和復合電鍍兩大類，其優(yōu)點在于 :處理溫度低，塑料模具不易變形。復合電鍍可賦予塑料模具型腔表面特殊的耐蝕、耐磨、自潤滑和耐熱性能。由于塑料模具用量大，制造周期長，成本高，因此對模具的修復和延長壽命意義重大。目前 ,在塑料模具上應用最多的為化學鍍 Ni 、 Ni2P。 氣相沉積 氣相沉積可分為物理氣相沉積 (PVD)、化學氣相沉積 ( CVD)和等離子體增強化學氣相沉積 (PCVD)等。目前，在模具強化方面，陰極濺射法和多弧離子鍍方法應用較多，其處理獲得的 TiN 層具有較高的硬度和耐磨性，較小的摩擦系數(shù)，較好的抗粘著性和抗咬合性，可保證塑料模的使用壽命提 高 3～ 9 倍[]。其特點是：涂層結合力強 (由于反應溫度高，基材和膜層之間易形成擴散層 )；繞鍍能力強，易實現(xiàn)設備的大型化和大批量處理。 （ 3）等離子體增強化學氣相沉積。 三束改性 采用激光束、離子束和電子束對材料表面進行改性或合金化是近十幾年迅速發(fā)展起來的材料表面新技術，其在塑料模具型腔面的強化方面也有一定應用。這種結構能明顯提高材料表面硬度、屈服強度以及疲勞強度。此外已經(jīng)發(fā)現(xiàn)采用離子注入氧離子或將金屬與硼離子一起多重注入可取得與 N + 注入一樣甚至更好的效果。應運而生的熱噴焊工藝特別是氧乙炔噴焊工藝簡便，設備投資少，因此在注塑模具表明強化中取得了廣泛應用。很重要的是了解熱固性和熱塑性塑模的工作條件。因此，塑料模具的基本的失效形式是表面磨損、變形及斷裂，但由于對塑料制品的表面粗糙度及精度要求較高，故因表面磨損造成的模具失效比例較大。 （ 4）對于以上選擇的表面工程技術進行試驗考查，最后確定或修改表面改性工藝 [4] 5 塑料模具技術發(fā)展趨勢 塑料模具在塑料成型加工中占有非常重要的地位。 從總體看，塑料注射模具的基本發(fā)展趨勢是朝高效率、高精度、高壽命方向發(fā)展。 熱流道模具應用范圍正在逐漸擴大。這些技術的應用，解決了注射成型中模溫、模壓、溢料等問題，使產(chǎn)品的內(nèi)應力分布趨于合理，減少了廢品率。日本數(shù)控機床占整個機床的比例在年就達到了，美國有的模具制造廠擁有數(shù)控機床。噴霧電火花加工也是新近發(fā)展起來的電火花加工技術。美國一公司開發(fā)了一種適用子多種材料加工的激光雕刻機，按計算機設定的各種文字、模型或符號，能雕刻鋁、鋼、陶瓷、欽及各種軟硬質材料。模具鋼材的發(fā)展方向是開發(fā)新型耐磨、耐腐蝕、易切削、拋光性好的塑料模具用鋼。 我國模具材料及應用技術較落后 塑料模具的設計、制造水平僅相當于先進工業(yè)國家年代中期的水平熱處理工藝還停留在采用普通熱處理方式，真空熱處理工藝尚不完善。隨著塑料制品向多樣化和大型化方向發(fā)展，對塑料模具用鋼的質量和性能提出了更高的要求，新型塑料模具材料的選擇和調(diào)質熱處理工藝的制定問題就迫切擺在了模具制造業(yè)面前。在此，我再次向曾直接給予我多次指導的導師表示最忠誠的敬意！ 參考文獻 [1] 郭幼丹 .塑料模具的磨損機制與失效機理的研究 [J].機械設計與制造[J].～ 141 [2] 周永泰 .我國塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].塑料 .2020， 6（ 29） ,23～ 27 [3] 潘振鵬等 塑料模具材料的研制與應用 [J ] . 金屬熱處理 .1999. 1. 22～ 25 [4] 王中任 .注塑模具表面改性技術的比較選擇 [J].廣東塑料 .～ 61 [5] 蔣美麗 . 合理選用塑料模具的材料與熱處理 [J]. 機床與液壓 .2020.（ 1） 142～ 143 [6] 張旭海等 .塑料模具的表面強化技術 [J].機械制造與自動化 .～ 7 [7] 何春生等 .塑料模表面缺陷及處理辦法 [J].制造 .2020.（ 14） .168～ 171 [8] 鄒濟林 . 表面強化技術在模具型腔的應用 [J ]. 模具工業(yè) 2020， (5) ： 44～47. [9]伍光風 ,李暉 ,羅靜 .提高塑料模具使用壽命的表面處理技術 [J].熱加工工藝 .～ 59 [10] 唐軒 .塑料模具技術發(fā)展趨勢 [J].開發(fā)展望 .～ 5 [11] 李樹塵，陳長勇，許基清 .材料工藝學 [M].化學工業(yè)出版社 1999： 139～ 159 [12] 高樹存 . 塑料模具鋼材的選用 [J].模具制造 .2020.（ 4） . [13] 鄒濟林 . 表面強化技術在模具型腔的應用 [J ]. 模具工業(yè)， 2020.(5) ： 44～47. [14] 馮穎璋，潘振鵬 .大型塑料模具鋼材的熱處理 [J].大型鑄鍛件， 2020（ 1）：34～ 41 [15] 謝飛，胡靜，劉青林等 . 提高塑料模具使用壽命的表面強化 技術 [J]. 江蘇機械制造與自動化， 2020， (3): 26～ 28. [16] 徐耀坤 . 模具表面強化處理新技術 [J]. 鍛壓技術， 2020， (1): 58～ 60. 萊蕪職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 1 學 號 202003210115 姓 名 徐英強 專 業(yè) 金屬材料與熱處理 系 別 冶金與建筑工程系 班 級 金屬材料 班 學 制 3 年 論文題目 塑料水杯模具設計與熱處理 指導教師姓名 解傳娣 職務或職稱 講師 指導教師評語： 成績： 指導教師簽名： 年 月 日 復審意見： 成績： 復審人簽名： 年 月 日 答辯委員會評語： 成績： 主持人簽名： 年 月 日 終審意見： 成績： 終審人簽名： 年 月 日