| 标题 | 表面处理技术对提高塑料模具寿命的影响 |
| 范文 | 严金荣 摘 要：塑料模具在人们的生产生活中有着广泛的应用，因此提高塑料模具的使用寿命十分有必要。塑料模具的使用寿命，很大程度上由其表面性质决定，因此通过表面处理技术能够对塑料模具进行强化，有效地提高塑料模具的使用寿命，本文就从表面扩散化学热处理技术、镀层技术以及表面气相沉积硬质薄膜等方面介绍如何通过表面处理技术提高塑料模具的使用寿命。 关键词：表面处理技术；塑料模具；使用寿命 中图分类号：TG76 文献标识码：A 1.表面扩散化学热处理技术 所谓表面扩散化学热处理技术，其实就是将一种或者多种元素渗入到工件表面，从而改变表面的化学组成，进而改变其性能的表面处理技术。这种技术一般是通过将工件保存在一定温度下的活性介质中实现，目前常见的方法有渗碳法、渗氮法、碳氮共渗法以及碳氮共渗法。 1.1 渗碳法 渗碳法主要用于强化低碳钢经挤压加工型腔塑胶模具，经过渗碳处理后的塑料模具，会在其表面下1mm～2mm范围内形成一层碳层，碳层的含碳量约为1%左右。不过为了使渗碳能够改变塑料模具的表面性能，提升其表面的硬度、耐磨性等特征，还需要对其进行淬火、回火的处理，从而使其发生相变强化，让模具的寿命得以延长。渗碳法的优点在于其成本低，并且能够对渗层成分梯度和硬度梯度进行控制。但是由于在处理过程中需要较高的温度，使得模具会产生比较大的形变，所以一般只能应用于精确度要求不太高的模具处理中。 1.2 渗氮法 渗氮法是使氮渗入到模具表面，与渗碳法相比，其所需要的温度相对较低，因此可以应用于高精度要求的模具之中。模具渗氮之后，在表面强度、耐磨性以及抗咬合性方面都有明显的提升，并且优于渗碳的效果。渗氮的工艺有很多种，其中离子渗氮工艺应用最为广泛，相对于普通的渗氮工艺，离子渗氮具有渗速快，不易产生剥落和渗层硬度分布平缓等优点。离子渗氮也存在一些不足，在应用于形状复杂的模具时，会出现难以加热均匀的状况，并且渗层较浅。 1.3 碳氮共渗法和氮碳共渗法 氮碳共渗和碳氮共渗的一致性在于它们都是将氮和碳两种元素一起渗入到模具之中，区别在于条件不同，使渗入到模具中的碳和氮的比例不同。碳氮共渗所需温度较高（820℃～860℃），渗入的碳占大多数。这种渗入方式需要在氮碳两种元素一起渗入之后进行淬火，这样能够很好地对模具表面进行强化。并且这种方法相较于渗碳，所需温度较低，模具产生的形变也更小。氮碳共渗所需温度较低（570℃左右），渗入的氮占大多数。这种方式所需温度低，对模具造成的形变小，可以用于强化高精确度的模具。这种方法能够大大增强模具表面硬度，并提升模具的耐磨、抗咬合以及抗腐蚀等能力。 1.4 以渗碳法为例介绍表面扩散化学热处理技术的工艺过程 渗碳法是表面扩散化学热处理技术中的一种常用的处理方法，下面对其处理塑料模具的工艺进行介绍。渗碳法一般将塑料模具在900℃左右进行渗碳处理，处理的时间大概为5h～10h，但是具体的保存时间要根据对渗层厚度的要求来确定，需要灵活选择。渗碳法一般采取分级的渗碳工艺，这样能够达到最好的渗碳效果。第一阶段，采取较高温度（900℃～920℃）使碳快速的渗入到模具表面，第二阶段则使用中温（820℃～840℃），这一阶段的主要目的是增加碳层的厚度，利用这样的方式可以使模具内的碳层具有均匀合理的浓度分布，也有利于后续淬火操作的进行。渗碳后需要对模具进行淬火处理，对渗碳后的模具进行淬火处理的主要方法有：重新加热淬火、分级渗碳直接淬火、渗碳后空冷淬火以及中温碳氮共渗后直接淬火等。 2.镀层技术 镀层技术也是比较常见的延长塑料模具使用寿命的方法，主要包括电镀、刷镀、化学镀Ni-P以及复合镀等方式。电镀一般是电镀硬铬和硬镍，其原理是利用电化学的方法使金属薄层沉积在塑料模具表面。这种方法的优势在于其在室温下进行，不会造成模具的形变，并且具有很好的耐磨性能和硬度，缺点是不耐腐蚀，不能用于需要高抗腐蚀性的模具。刷镀是一种能够使金属工件局部快速沉积的新技术，其最显著的特点是沉积的速度很快。并且需要的条件简单，在常温无槽的条件下就可以进行。刷镀镀积速度快是由于镀笔和工件之间存在相对运动，从而使其能够使用较大的电流密度，并且刷镀的镀液拥有比较高的金属离子含量。刷镀的优点在于其工艺简单，并且拥有良好的镀层质量和性能，能够有效地提高磨具的耐腐蚀性，耐磨性，进而延长模具的使用时间。这种方法可以用于野外作业，并且在形状复杂的模具上也能发挥很高的效果。 化学镀Ni-P是一种通过氧化还原的方式，用次亚酸盐将镍盐还原，并且使Ni和还原剂中的P同时析出，最终Ni和P共同沉积在镀件表面。这种方法的优点在于镀层具有很高的化学抗腐蚀性，在常温下可以防止盐酸、有机酸等酸性介质的腐蚀。这种操作方法也比较简单，并且可以被应用于各种复杂结构的模具上。复合镀其实是在电镀和化学镀的基础之上衍生而来的，这种方法出现的主要目的是满足镀件同时需要多种性能的要求，其操作方法是在镀液中加入化合物或者金属的细微颗粒，使这些颗粒能够和镀层共同沉积，从而形成比较均匀的复合镀层。目前，复合镀具有比较好的发展潜力。 结论 通过表面处理技术处理塑料模具，可以有效地延长塑料模具的使用寿命，对于企业生产成本的降低以及节约资源都有很重要的作用。目前，很多种表面处理技术被应用于提高塑料模具的使用时间，随着技术的不断发展，还将会出现许多新的方法，例如离子注入技术、纳米和稀土复合镀层以及复合表面技术等都在研究之中，未来将会在延长塑料模具的使用寿命上发挥重要作用。 参考文献 [1]伍光凤，李晖，罗静.提高塑料模具使用寿命的表面处理技术[J].热加工工艺，2004（6）：56-59. [2]王长来.表面处理技术在提高塑料模具使用寿命中的应用[J].科技资讯，2014，12（19）：6-6. [3]唐春龙.关于塑料模具表面强化技术的研究[J].山东工业技术，2013（12）：181-181. |
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