【正文】 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。 原因分析 （ 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。 （ 5）采取合理的生產(chǎn)工藝和工藝參數(shù)。當鋼中的 Cr 達 18%以上時，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，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層，這種保護層對塑料模具表面能起較好的保護作用。 (1)合理選擇制造塑料模具的材料。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。 采用電火花表面強化技術(shù)，它是通過火花 放電作用，把一種導電材料（ YT1YT30）涂敷及滲透到另一種導電鋼制模 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性能的一種工藝方法。 (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。 (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 。因此，在滿足使用性能的前提下，首先選用價格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國產(chǎn)材料就不用進口材料。 ⑥淬透性。 ②退火工藝性。有些模具在工作過程中處于反復加熱和冷卻的狀態(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，從而導致模具失效。 ③疲勞斷裂性能。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。 （ 2）局部塑性變形失效。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)。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。但是，由于易切削鋼中含硫量較高，且存在大量的雜物， 所以模具鋼的力學性能特別是橫向性能相對較低。這個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，在當前已處于重要位置。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。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)。 （ 5)圖案光刻性能。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優(yōu)劣在整個模具制造過程中就顯得特別重要。塑料模具形狀復雜，多棱角薄邊，應(yīng)力嚴重集中在韌性不足之外。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)。模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。塑料模在工作時，由于塑料中存在氯、氟等元素，受熱后分解析出 HCI、HF 等強侵蝕性氣體，侵蝕模具型腔表面，增加其表面粗糙度值，加劇磨損失效。切削用量大 , 刀具損耗低，加工表面粗糙度值低。常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。即希望提供更、更好的具有高硬度 鏡面加工性能好 ,耐磨性能強的淬火 ,回火類新鋼材。例如 :熱處理變形小，研磨與拋光性能好，光潔度高，有較強的花紋刻蝕性， 尺寸穩(wěn)定，有別于其他模具材料， 尤其是型腔復雜，高精度的塑料模具對模具的選材有更高的要求，但模具鋼直接影響模具的壽命。二種鋼經(jīng) 570℃氮化后，心部基體強度不變，表面硬度可達HV1100。其強化層與結(jié)合牢固，耐沖擊、不剝落。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(jié)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(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。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。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。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]。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。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。通常是在進行金剛石拋光前用新的油石來磨光。 ②型腔表面耐磨抗蝕。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(yīng)力集中，產(chǎn)生斷裂。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。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度，改善耐蝕性和抗擦傷性能，并有一定的熱硬性。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。但由于滲硼處理溫度高，必須注意控制塑料模具的變形。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。 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。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。 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。其特點是：涂層結(jié)合力強 (由于反應(yīng)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(shè)備的大型化和大批量處理。 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(shù)，其在塑料模具型腔面的強化方面也有一定應(yīng)用。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。很重要的是了解熱固性和熱塑性塑模的工作條件。 （ 4）對于以上選擇的表面工程技術(shù)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(shù)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。 熱流道模具應(yīng)用范圍正在逐漸擴大。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。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(shè)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(zhì)材料。 我國模具材料及應(yīng)用技術(shù)較落后 塑料模具的設(shè)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。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(shè)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(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]. 機床與液壓 .2020.（ 1） 142～ 143 [6] 張旭海等 .塑料模具的表面強化技術(shù) [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(shù)在模具型腔的應(yīng)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(shù) [J].熱加工工藝 .～ 59 [10] 唐軒 .塑料模具技術(shù)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(shù)在模具型腔的應(yīng)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(shù) [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(shù) [J]. 鍛壓技術(shù)， 2020， (1): 58～ 60. 萊蕪職業(yè)技術(shù)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(shè)計與熱處理 指導教師姓名 解傳娣 職務(wù)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