【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(dá)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(dá)到臨界溫度值后，氧化皮在粒子沖擊間隔時(shí)間內(nèi)變得更厚，且與塑料模具表面材料的結(jié)合強(qiáng)度更高，足以抵抗隨后的磨粒沖擊，這時(shí)材料的沖蝕腐蝕率會(huì)逐漸下降，而使其流失機(jī)制轉(zhuǎn)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(duì)塑料模具表面沖擊的能量大、時(shí)間短，這對(duì)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(duì)塑料模具的影響、降低其對(duì)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(zhì)量的重要課題，為此得出以下結(jié)論供參考。而 2Cr13 屬于馬氏體類型鋼，機(jī)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(fù)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(fù)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(dòng)，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(kuò)散速度，達(dá)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(duì)塑料模具表面進(jìn)行冶金、粘涂和表面薄膜層技術(shù)，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(zhì)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(jī)械拋光時(shí)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(gè)塑料模具的表面，而這就是過分拋光所造成的結(jié)果。而鋼材的屈服點(diǎn)取決于鋼材的硬度，鋼材越硬，其屈服點(diǎn)越高。當(dāng)拋光時(shí)用了較大壓力時(shí)，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(tuán)的炭化物就會(huì)從模具表面脫落，從而出現(xiàn)麻坑。因此在采用機(jī)械拋光時(shí)應(yīng)非常小心，避免采用大的壓力。通常是在進(jìn)行金剛石拋光前用新的油石來磨光。 ③應(yīng)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(dāng)原料中含有無機(jī)填料時(shí)，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(fù)雜，存在許多角薄邊，在這些位置會(huì)造成應(yīng)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(xué)熱處理兩大類。塑料模具的化學(xué)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(qiáng)化，其硬度可達(dá) 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(yīng)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(qiáng)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(qiáng)度和耐蝕性，比滲氮層更高的抗壓強(qiáng)度和較低的表面脆性。氮碳共滲具有處理溫度低，時(shí)間短，不受鋼種限制及模具畸變小等優(yōu)點(diǎn)。研究表明 ,淬火 氮碳共滲復(fù)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(jìn)一步提高工件的耐磨性及疲勞強(qiáng)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(jìn)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(dāng)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(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)及機(jī)械性能。 電鍍和化學(xué)鍍 （ 1）電鍍 :包括金屬電鍍和復(fù)合電鍍兩大類，其優(yōu)點(diǎn)在于 :處理溫度低，塑料模具不易變形。復(fù)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(duì)模具的修復(fù)和延長壽命意義重大。目前 ,在塑料模具上應(yīng)用最多的為化學(xué)鍍 Ni 、 Ni2P。 氣相沉積 氣相沉積可分為物理氣相沉積 (PVD)、化學(xué)氣相沉積 ( CVD)和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PCVD)等。目前，在模具強(qiáng)化方面，陰極濺射法和多弧離子鍍方法應(yīng)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(diǎn)是：涂層結(jié)合力強(qiáng) (由于反應(yīng)溫度高，基材和膜層之間易形成擴(kuò)散層 )；繞鍍能力強(qiáng)，易實(shí)現(xiàn)設(shè)備的大型化和大批量處理。 （ 3）等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。 三束改性 采用激光束、離子束和電子束對(duì)材料表面進(jìn)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(shù)，其在塑料模具型腔面的強(qiáng)化方面也有一定應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)能明顯提高材料表面硬度、屈服強(qiáng)度以及疲勞強(qiáng)度。此外已經(jīng)發(fā)現(xiàn)采用離子注入氧離子或?qū)⒔饘倥c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(yīng)運(yùn)而生的熱噴焊工藝特別是氧乙炔噴焊工藝簡便，設(shè)備投資少，因此在注塑模具表明強(qiáng)化中取得了廣泛應(yīng)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(duì)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(duì)于以上選擇的表面工程技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)考查，最后確定或修改表面改性工藝 [4] 5 塑料模具技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 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(shì)是朝高效率、高精度、高壽命方向發(fā)展。 熱流道模具應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)大。這些技術(shù)的應(yīng)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(yīng)力分布趨于合理，減少了廢品率。日本數(shù)控機(jī)床占整個(gè)機(jī)床的比例在年就達(dá)到了，美國有的模具制造廠擁有數(shù)控機(jī)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(shù)。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(jī)，按計(jì)算機(jī)設(shè)定的各種文字、模型或符號(hào)，能雕刻鋁、鋼、陶瓷、欽及各種軟硬質(zhì)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(yīng)用技術(shù)較落后 塑料模具的設(shè)計(jì)、制造水平僅相當(dāng)于先進(jìn)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(duì)塑料模具用鋼的質(zhì)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(zhì)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(dǎo)的導(dǎo)師表示最忠誠的敬意！ 參考文獻(xiàn) [1] 郭幼丹 .塑料模具的磨損機(jī)制與失效機(jī)理的研究 [J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造[J].～ 141 [2] 周永泰 .我國塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [J].塑料 .2020， 6（ 29） ,23～ 27 [3] 潘振鵬等 塑料模具材料的研制與應(yīng)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(shù)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(jī)床與液壓 .2020.（ 1） 142～ 143 [6] 張旭海等 .塑料模具的表面強(qiáng)化技術(shù) [J].機(jī)械制造與自動(dòng)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(jì)林 . 表面強(qiáng)化技術(shù)在模具型腔的應(yīng)用 [J ]. 模具工業(yè) 2020， (5) ： 44～47. 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