注塑模具設計制造周期長遣抄，造價高后裸，如何提高模具的壽命洼裤，一直是人們關注的問題序厉。由于塑料模具的失效大多源于表面锐膜，因此提高模具的耐磨性、耐蝕性和表面耐疲勞強度是提高模具壽命的一個重要途徑弛房。由于表面改性技術能夠在很大程度上彌補模具材料的不足道盏，而且有利于后續(xù)拋光工藝，容易使注塑模具達到鏡面標準文捶，這符合現代注塑制品追求高精度荷逞、高品質的方向。

　　用于改變模具表面性能__表面改性的技術有多種粹排，傳統(tǒng)的有表面淬火技術种远、熱擴滲技術(滲碳、滲氮顽耳、碳氮共滲等)坠敷、堆焊、電鍍硬鉻等雳犹，近二十年來發(fā)展起來的有激光表面強化技術满傍、物理氣相沉淀技術(PVD)渡表、化學氣相沉淀技術(CVD)娶讽、離子注入技術伞注、熱噴涂技術等。但是涉等，由于各種技術的不同工藝特點搜掸，也使得這些技術使用范圍不同，具有不同的使用特點程挑。因此酝螃，對這些表面改性技術方法進行綜合比較，以便能夠合理地選用臊耳，是非常重要的疾隙。

　　1常用的注塑模具表面改性技術

　　1．1熱擴滲技術

　　熱擴滲技術是指采用加熱擴散的方式，使欲滲金屬或非金屬元素滲入工件的表面颈侈，形成表面合金層的工藝。其突出的優(yōu)點是擴散層和基材之問是靠形成合金來結合的，具有很高的結合強度明未，這是其它涂層方法 (包含電鍍轩触、化學鍍、物理氣相沉淀技術等)無法比擬的匠襟，目前钝侠，這項技術正在向二元或多元共滲工藝的方向發(fā)展。   

　∷嵘帷（1）滲碳帅韧。滲碳是發(fā)展比較成熟的熱擴滲工藝。當用于注塑模具表面改性時啃勉，主要是用于低中碳鋼弱匪。由于注塑模具的形狀復雜，表面光潔度要求高璧亮，常用冷擠壓反印法來制造模具的型腔萧诫。因此，常選用含碳量低枝嘶、塑性冷變形性能好的塑料模具鋼帘饶，如美國的P2、P3膜暴、P4疯煮、P5鋼，或我國的2020道暑、Crl 2特掀、CrNi3A鋼等。注塑軟塑料時，滲碳層為0.8～1.2mm葬聘，對有尖齒震头、薄邊的塑料模具，滲碳層則以0.2---.6mm為佳赖相。而對于玻璃纖維增強或金屬纖維增強的工程塑料而言殊青，滲碳層宜厚一些，為1.3～1.5mm钳骚。滲碳法的缺點是擴滲溫度高酣婶，擴滲抔還需淬火、回火貌嫡，工件變形較大比驻。      

　　(2)滲氮。滲氮是一種低溫擴滲工藝岛抄，其處理工藝較滲碳簡便嫁艇。氮化層的硬度高(900～1200HV)，耐磨弦撩、抗疲勞強度和抗咬合性等均優(yōu)于滲碳層步咪。尤其氮化溫度低(450,-,6000C)，工件變形很小益楼，尤其適合一些將精密注塑模(比如塑料光學器件模具)的表面強化猾漫。常用的擴滲工藝有氣體氮化法和離子氮化法。主要的缺點是氮化的周期比較長(幾十甚至上百小時)感凤，氮化層腮!高悯周，硬化層薄(小于0.5mm)。  

　　(3)碳氮共滲和氮碳共滲陪竿。二者都是在工件表面同時將碳禽翼、氮滲入，前者以滲碳為主播窒，后者以滲氮為主硫忆。后者處理溫度較前者低，屬于低溫化學處理挨这，變形小袭丛，可用于精度較高的模具。經氮碳共滲后嘹冀，模具表面聯(lián)渡可以提高到HV500～700饲骂，耐磨性、抗咬合朽突、抗蝕能力均得增強旋逛。

　　1.2電鍍與化學鍍技術

　　電鍍硬鉻曾經在我國注塑模具的表面處理中應用比較廣泛矛塑。它在近于室溫的條件下進行，幾乎不影響母材性能妥触，也不必擔心變形媳厕。鍍層具有摩擦系數低、可重復使用灾囊、硬度較高的優(yōu)點。其缺點是均鍍性較差腥刹、鍍層孔隙較大马胧，耐蝕性較差，鍍層結合強度也不夠大衔峰。

　　化學鍍主要有化學鍍Ni—P和Ni—P—PTFE佩脊。有研究表明，化學鍍Ni—P層垫卤，在400°C保溫lh后威彰，其硬度可達1000HV，這已經接近一些硬質合金的硬度穴肘，并且耐磨能力相當高歇盼。因此，化學鍍Ni—P目前已經應用到注塑模中评抚，起到了良好的強化作用豹缀，提高了模具的壽

　　羝后者是在化學鍍Ni—P鍍液中加人一定量的直徑為0.5—5μm的高分子材料聚四氟乙烯(胛FE)微粒，使其與Ni和P共同沉淀于鍍件表面慨代，形成Ni—P—PTFE多元復合鍍層邢笙。化學鍍的抗電化學腐蝕性能優(yōu)于電鍍鉻品昭，較之電鍍而言越化，化學鍍無尖端效應，盲孔侍融、尖槽疚逝、螺玻等均可以獲得均勻的鍍層。因此崇夫，化學鍍具有廣闊的應用前景签梭。

　　1．3高能束技術

　　利用激光、離子束奕碑、電子束的能量密度極高稻悴、加熱速度極快的特點，可以對模具表面進行改性脆号。其中赫裂，以激光相變硬化(叩H)技術最成熟晤哩，應用最廣泛。它是將激光射到具有固態(tài)相變的鐵碳合金工件表面上今燃，使表面溫度迅速升至奧氏體轉變溫度以上侈净，熔點以下，合金裝層形成奧氏體僧凤；當激光離開后畜侦，表層被處于常溫的內層材料冷卻，表層0．1～1．0ram范圍內的組織結構和性能發(fā)生明顯變化躯保，從而使材料表面硬度旋膳、耐磨性和抗疲勞性能都顯著提高。

　　1．4氣相沉淀技術

　　氣相沉淀技術是一種發(fā)展迅速途事，應用廣泛的表面涂覆技術验懊。按照成膜機理的不同，可分為化學相沉淀（CVD）尸变、物理氣相沉淀（PVD）兩大類义图。二者共同的特點是將具有特殊性能的穩(wěn)定化合物（TiC.Tin.Su\iN等大直接沉淀于工作表面，形成一層超硬覆蓋膜召烂，從而便工件具有高硬度碱工、高耐磨性、高抗蝕性等優(yōu)異性能奏夫，特別適合處理那些成型增強塑料的注塑模具痛垛。

　　區(qū)別而言，CAD法在沉膜前就有化學反應發(fā)生梁促，沉積有膜則是反應產物之一晚簇。而PVD法幾乎不發(fā)生化學反應，沉積膜即是靶材猛屋。其次食召，CAD法處理溫度記，基體硬度降底颗手，處理后還需要進行淬火付杰，變形較大，不適合高精度模具叨连。而PVD法沉積溫度較低蚓橡，工件幾乎芝形。但繞鍍性較CVD的差矛唤，對于小孔抠佩、凹槽等，膜層不易沉積怜腊，因此不適合某些多凹槽與孔肺然、形狀較復雜的注塑模具蔫缸。另外，PVD設備成本高际起，膜基結合強度較的CAD的差拾碌。

　　等離子體增強化學氣相沉淀(PCVD)是一種特殊CVD工藝，它是在反應室中設高壓電場街望，反應氣體通入高壓電場而產生激發(fā)形成等離子體校翔，從而大大促進了氣體反應，增加了CVD成膜率灾前，兼有CVD良好的繞鍍性和PVD的低溫成膜特點防症，應用方便≡ゼ恚可以用于強化精度要求高的光盤模等鏡面模具告希。

　　1.5熱噴涂和熱噴焊技術

　　熱噴涂技術是將噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)扑浸，用高速氣流將其霧化烧给、加速，使其以高速噴射到工件表面喝噪，形成耐磨憔剂、耐蝕以及抗高溫氧化等特殊性能涂層的表面涂層方法。按照加熱噴涂材料的熱源分類期第，主要有燃氣法艳拿、電氣法和高能束加熱法三類。由于熱噴涂屋不夠致密舌必，與基材結合強度不高陷字，在模具表面改性中難以發(fā)揮作用。應運而生的熱噴焊工藝特別是氧乙炔噴焊工藝簡便巫紧，設備投資少福吩，因此在注塑模具表明強化中取得了廣泛應用。比如痹对，用Ni60“一步法”熱噴焊45#鋼扰褒，就可以將模具使用壽命提高6倍。

　　2常用的注塑模具表面改性技術綜合比較

　　綜上所述弦密，對注塑模具表面改性技術進行綜合比較

　　3  注塑模模具表面改性技術的選用原則

　　為了提高注塑模的使用壽命贮芹，應首先對已失效注塑模的失效形式進行分析。很重要的是了解熱固性和熱塑性注塑模的工作條件缨叫。熱塑性注射模具的工作條件是受熱椭符、受壓、受磨損耻姥，但不嚴重艰山。故塑料模具表面應有較高的耐熱性能湖雹，具有較高的強度，有良好的耐磨性曙搬。部分品種含有氯及氟摔吏，在注射過程中放出腐蝕性的氣體，侵蝕型腔表面纵装。因此征讲，注塑模具的基本的失效形式是表面磨損、變形及斷裂橡娄，但由于對塑料制品的表面粗糙度及精度要求較高诗箍，故因表面磨損造成的模具失效比例較大。由此挽唉，可以得出注塑模具表面改性技術的選用原則如下：

　　(1)注塑模具表面應考慮具有較好的強度滤祖、耐熱性能、耐磨性和耐腐蝕性片家。

　　(2)根據設計的表面性能走木，選擇表面涂層材料或者表面層的成分或組織。

　　(3)根據被注塑制品的性質肿兴，確定合適的表面改

　　(4)對于以上選擇的表面工程技術進行試驗考查荡减，最后確定或修改表面改性工藝。

　　4結論

　　注塑模具表面改性技術的選用是一項復雜的工藝設計過程湖诅，設計者不僅應具備扎實的材料專業(yè)知識搂素，還應具備諸如失效分析、機械設計匕伶、模具設計等方面知識塑汽，另外，還應具有經濟意識括樟，盡量選用能夠滿足性能要求态练、成本低廉的方法》偌牛總之普晌，必須從工廠實際出發(fā)，以實際驗證為標準沧奴。

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