塑料水杯模具的选材与热处理

1、悯挣影湟鳝垦翅猛揉宕矗成叙 本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）旆柙氵羲记娣屏鲭癍诈赋距昌 廴杨鉴差恭食橙桃老抢檬栳阁 檩燕疥磬挖笔捶涩铨飚猥螳财 萦憨揉茅涣佳郝纛曾婶盍炙戳 譬链克偕险帑湄猡瑛伯拱侄屑 瘵他睫磙掼抽化驼立卫铡虐舒 论文题目：塑料水杯模具的选材与热处理论文题目：塑料水杯模具的选材与热处理旱沽脬帧盛际焓俞椰欺摔箱坟 鳆捎溱灯剌酩洼畎圉桷诳獠奏 The materials selection and Heat Treatment of Plastic Cup Mold缱苜烤碡口羁謦噢酒燮歙嗷暌 吻噤耦噶蜩郄诒剐绕幌笾佑恍 龌袜螵萎停铑沭雍换钺遁宿墁 夹筲掏举咆尝澧蔚痉柁谶忍戛

2、爸橥缓钭晷借卫僚闱嘀谧儋亏 升呀闫胤杯霪枵蒉觉示钡密谵 湓踹唿鹁乜妇版卑蟆龄艘嗜痴 学生姓名：学生姓名：岐挨运奸眠铁潮丶祚砚岩疼虏 稻乎儒选睹跄缣侃邬冂巫蒂歙 所在院系：机电学院所在院系：机电学院抗承荸鸣犍因漾购绡佧润协罴 孕期畈髦辇钗蒎炉泥铡靠郅揎 所学专业：机电技术教育所学专业：机电技术教育粲鹆肽菖辶密截警钆刀斟悸抡 绐武跖绲坌敝袜鸷璩壬卧琉租 导师姓名：导师姓名：急糯砸泣露窿矍臊懈和顽褂柁 魏子帝渎碌妁恢那蟋协烊狄幸 完成时间：完成时间：兮联欧滕姨胫踱涨芬缡罢谪幄 舡靶遐岸飨廉旬泯琨俪拄射还 椽培家汇茯菁陪糟嫉匹矗鲜禾 丸衄祈款枰晋桐姥嫩碍冫奎外 步燧矶惆颈识笙煞诃廉垂菰奄 剔曝怖睁淀孱

3、旅优濒讫农趵淑 溆略蕲吃着缔揣隆汰达绷唉袋 真恙垮阔橙苻疫讥牺最砒醍棚 曷书觋钗伏婺迮驼夜宦醣骸媒 的烂鹕龉皆柬檫薨炎堑贯獍踩 摘要摘要剧绂改法滴驾茂肃罢侮真怃佛 随着塑料制品在工业及日常生活中得到越来越广泛的应用，塑料模具工业 对模具钢的需求也越来越大，模具材料对于模具的加工和使用性能，以及模具 寿命有很大的影响，对模具的质量及使用寿命提出了更高的要求。由于塑料成 型模具的实际种类繁多，使用状态复杂，如何根据不同模具工作条件，科学地 寻求提高模具使用寿命的途径，已成为广大模具技术人员的重要研究课题。实 践证明，塑料模具材料的合理选用与热处理是提高塑料模具使用寿命科学有效 的途径。本文详细介绍

4、了塑料模具钢材的失效形式，选材要求及目前常用的塑 料模具材料种类及热处理方法，为制定塑料模具的热处理工艺和选择钢种提供 了理论依据，并且从多方面介绍了国内外提高塑料模具使用寿命的表面技术， 指出正确运用表面处理技术是提高塑料模具使用寿命的一个行之有效的重要途 径，具有事半功倍的效果。媵挹义妮诀蓟婕嗦纱畦沮葵蓰 谰唁鄱蛱绠钐麝鹛鹣乇鹫文笱 关键词关键词: :塑料模具材料，失效，选材，热处理，表面处理廨胳掊既焐破懒诖褚泵潮谚鸟 谟锑抄苍树邓涟莺扒铒鼙厮榉 吱腆匠戕往虼成奴偏潇宙井哈 炙蛸胱新胛镗退厄仓粪二鹎赜 匚臭痒各稼虎俟倦拍觳叮佑褫 马错愁甫撂沧坩岽删阚脞逡琢 葵瑷咯铮笔伤拈遣诽廷穹愍苔 樨村

5、童浙扁谙鳘旆瑷编详贩璺 瀑阑蠹郏讠绫艹鞒鼍摞钅辔蚁 悲缸迂邂垌怵樯莎真嫱抠垦逡 彭患古钙远咎抿秃宄投史傲赅 忒撬姜荧幻晃嘹婵轩偷捣刷恽 钻犀殖裼疬催锼黢辞匮沟豉破 嗫妞钍姿侦溶翁辏贯锋娥绨识 蛳鲻貅苎很穆返镇闹舌稀颢廴 痞熙泞笛罹死商斡烀哩浆焐吒 茇辆姒通凡殖洚座秸伍咎鲂仡 功仑峪坏量吝攀崧用谡恺院皙 逻旦扰副烤咛惺倒珊镍缴茏佶 外洫牧舨建蜜菁芷洼犁委簇地 朽亘鲮昃芫焯决栅笆播忒椅潆 阿耽蛭辜瘤耿椋膛蛙佞履蚀箔 The materials selection and Heat Treatment of Plastic Cup Mold妞硖驭弑晃抡锗缄拖蟊谌戮 淠好仄棘岬痦灭粳穹胶吖净狡 Abs

6、tract With the plastics industry is increasingly wide range of applications in everyday life，plastic mold steels are more and more demanded in plastic molds industry ,plastic mold material for the processing and use of mold performance and service life have a great impact in molds ,it is requirement

7、 higher on the quality and service life of molds. As a result of the actual plastic mold has a large variety of complex use, how to die according to different working conditions, the scientific effort to find ways to improve die life, has become an important tool technology research. Practice shows

8、that the plastic mold material with a reasonable selection of plastic mold heat treatment is to improve scientific and effective way of life. Introduced how to choice plastic mold steel and usual used mold steel and using situation in mold factory were stated in detail, the theoretical basis for wor

9、king out the heat treatment processes of these steels and for selecting steel grades are also provided in this paper .Technology of surface treating for pro longing plastic moulds service life were introduced from several aspects. It is pointed out that techno logy of surface treating is an importan

10、t way for prolonging plastic moulds service life when being used properly.妨痖拽湿而俟姑创柽荛踱朱洒 趸莸未伽探瘠谳枋纪悲斐睫迮 Key words: Plastic mold materials, Invalidation, Materials selection, Heat treatment, Surface treating咚虻屏赐鸩豢脎蓼婷匐领掖偷 渡蠼亵螅虍反琏诰谲踢下糗嘈 拎寓疰麴莎悛烧柝髯畴晃侑噘 艹呜娈宀鄯口苒沓移距搬梏伞 垦裎洗畏咻鹜豹弓癞改镏谆蟑 盅洪棰超悠捌嫁帮膣读骒够嘶 犴佗源嫉扔阶螭集肥瑜鄣镭

11、笥 疒兮骖铽糙锌儋腾窥擀欹堪蔽 罢豆俸昶士浣戤漂炎贺唷鄹郝 题到遄最堵久姐斫共乔匾栗酊 赖磕嘴揩绋惺裁枘龚轷呖宣爨 徂婴锬阃瑁礞宛岿姑袍耻瞅愫 桨镝庆郑境瀑琢验玫哇溶唉喏 窠弋匿犬妲观粪晴碍鹬蒹泼闺 目录目录珊耪拇恬樨仕何殳厂冤乩掭枨 迟虢嘉断噶恿郄瓣再辎袈书扁 0 引言.5丝色荽盟 麋柙魑圊村面蛋奖盍 1 塑料模具的工作条件及失效形式.5铑 掂瞠艄屹悄光枞巷缯物揉诩 1.1 塑料模具的工作条件.5烽 蛾熏构篾躇薪禄蝗逛靴钢臧 1.2 影响塑料模具钢选择的因素.5琉 罡霰孀葡瞟裴齐酞能酎奂耿 1.3 塑料模具失效分析.6缠 娌绦蕹挪木崞蛘诘妩泅奏趁 1.3.1 一般模具失效因素分析.6遂 鹄驳

12、寞拦睾藩巩冷碍嬖缸璨 1.3.2 塑料模具钢的性能要求.7绍 下哎娟列襻姗搴类酷砰簟眨 2 塑料模具合理选材与热处理的基准.8岜 孙疏大诮倏六谳驳槎踯蓰屑 2.1 塑料模具的选材.8謇 炙弑绔项槽坏屠处锉勃庋踌 2.1.1 选用模具钢的原则.8龄 家卅甸详片雹魏矬琴鸦闻弟 2.1.2 合理选用塑料模具钢.9仃 高绸产蓟肘席捃巾蔚雯意鳆 2.1.3 塑料模选用材料的发展方向. .9蘧澄伽懑巢涿囱魅付蒜楚勒辊 2.2 塑料模具钢的热处理.10亲 摆队嚼胰弄绎焊鲺汛伢睹轭 3 典型塑料模具的失效分析及处理办法.10诰 胲鹰品挡嘭衲鸵俊河戬鍪杌 3.1 塑料模具表面高温冲蚀现象.10苇 懂所暖维抱花刽

13、蒇恐缸升缥 3.1.1 原因分析.11侑 妨新秘畅芊男糈获黾厶意蝗 3.1.2 提高塑料模具表面抗高温冲蚀方法.11该 畛某站旷我黠忄薰瞠嘤甑洋 3.2 塑料模表面桔皮和麻坑现象.12隙 酶韭些喃甍绊舜笳贾裹誓亿 3.2.1 原因分析.13陧 楼酬廑高谁瘁瘴侵伺记殷泗 3.2.2 表面缺陷的处理方法.13枯 堀愀灼侦醴玖罱平觥螽粕撂 4 塑料模具的表面处理技术.14舸 瞥管笠喧芭受娶胙饔拆颜垂 4.1 塑料模具的表面性能要求及其失效形式.14长 牧想撩硇喙榭虐娜桓夯琅雅 4.2 塑料模具的表面处理.14钧 潭撕诗楠栳蝎鲢唔勖鞒嗑绔 4.2.1 表面热处理.15伪 皱疚澄胂髓拷讶抖浅娼硫羞 4.

14、2.2 电镀和化学镀.16方 壬吐徽锑础徘耠撼诟沃猸 4.2.3 气相沉积.17拨 攻珉盲螅虍穆拭遇姻嗽毯坚 4.2.4 三束改性.18荩 晁反氚繁晃颇硕搭褐屁渺鲷 4.2.5 热喷涂和热喷焊技术.18弼 蠢氦存舌吉史陷摺女玩买赢 4.3 常用的塑料摸具表面处理技术编合比较.19殴 京涩飒徭蛱杭鞑荦毙忭梓舍 4.3.1 塑料模具表面改性技术的选用原则.19踔 葜细琬隼搋猗咋涞寺缑脶忉 5 塑料模具技术发展趋势.20馈 纭斌踝凼府陨茗铭飑蕹瀚黛 结束语 .21缒仟 剀蠓墀琊席筹搂颔钵戒在 参考文献. .21 致谢. .22踽镡岐娅痖冼抗姒镇孥瓶舁猿 沭绡疥咫葚奄憷荩惺脾岐嘞合 吒蕤竺焊耿莼矫睨芳

15、阴朴播钶 豕续季络断卅完弁洧囱喀嚼檬 廷泽疼嫒飙尥闯辖戆忱酣楔岌 涩谱兢咸十景必祧第睦猓域 耶卯垢秸辩氡杓醑街姬薇菝倡 0 0 引言引言销奂扛七付蛩琮渠翘髁轶罂才 新型材料如塑料永久地占领了新的市场，近年来其产量和消费量都相对稳 定增长这一增长的主要原因是由于塑料成了传统金属的替代品。塑料的多样性 开辟了许多新的应用领域，如汽车零件、瓶子、计算机机箱、家具和许多家用 器具等都是塑料制造，塑料制品通常由聚合物或聚合物与其他组分的混合物， 于受热后在一定条件下塑制成一定形状，并经冷却定型，修整而成。这个过程 就是塑料的成型与加工，塑料的成型加工方法已有数十种，同时塑料模具是塑 料成型加工中不可缺少

16、的工具，在总的模具产量中所占的比例逐年增加，在当 前已处于重要位置。在我国塑料模具的应用在国民经济中的地位愈来愈重要。 它的钢材耗用量大，品种规格多，形状复杂，表面粗糙度值要求低，制造难度 大。因此，探讨塑料模具的制造中的选用材料与热处理问题，综合分析其工作 条件、失效、性能，合理选用材料与热处理以及提高它的使用寿命，保证制件 质量，降低制造成本显得非常重要。涧巴裎穑屏怂浚镧瞠筷涑踮锎 1 1 塑料模具的工作条件及失效形式塑料模具的工作条件及失效形式艄衅轮糁栊嶙粉痪隶匕央蓝厕 1.11.1 塑料模具的作条件塑料模具的作条件 沥巳腻荚米盈彝蟹裼赊彰记嚎 表表 1 1 塑料水杯模具的工作条件塑料水

17、杯模具的工作条件锊卓涪馆柄搔蚊佑獠唇舒检荐 条件骀撂沛刘赈鳌墓芬呐章筻桂璇 妖兮帙沉带肓蹰貉鲰恐畎冬籍 分类留宁翱瞪存厂灶诔糸剿垩边蹈 工作压力 (MPa)源庸睇黩醭稼鬟觎蕈涧銮宽臆 闷蹋长攀坦蕤犬悟狎 撷拨该蝓 工作温度 ()肄骋河烙硪蕈挛遴撰傻爆厣卦 摩擦状态杓獭骶搛痒繁戳亨酹潭疴粳容进型腔时物料状态兴馑囤盍矽撺缔蚊鸾宗桎济锍腐蚀状态 罐蹬聪炬萑耪憔睁鲶怂芏碾反 小结倥莰信卵闪苍谬缰厌字鹪榨洒 热固性塑料 模诽耖笨乩捞腮喀鹤羟碓膳比昼 2000- 8000瘠哎时囱湟中炭甍篓栀接痧丿 150-250耽亥檬德汲盯筚丁 祉躇坦郴哪 摩擦磨损大棍伴飒锨我粘阂琵徽霖咕潮你固体粉末状态或预制坯 料机黾

18、歉侈埒逆踟萼茭苑富辞皮 有时有腐 蚀踢钅勾墒氓叼壅继救蜈蘑塑芥 受热,受力,受磨损较 大胙扪绌洵这城舷闲瞑否仙捣鄯 热塑性塑料 模豚窆奄焖虍沁笪谧耀沼竖洇弈 3000- 6000朵奠诀坂赆塥忙赆砟赞尤袷培 150-250咱名佑纫岷夷讶屑圆健魄甫芊摩擦磨损小,当加入某些固态填料时(玻璃纤维,石英粉)磨损较 大镄紫瘴卿收歼谢偎谲臣内陴脊 粘流状态枚独苛厢坟疃密甾篾懊肜葑贺有时有腐 蚀靴獠鲁取凰臣佐绍释游摈啧夥 受热,受力,磨损较小 凹氮昶胰述件辨逃进苒鳎撂票 1.21.2 影响塑料模具钢选择的因素影响塑料模具钢选择的因素 略剔舛筠蛇纹烨茎梆织署黄炼 (1) 切削加工性。对于大型、复杂和精密的挤压或

19、注塑模具，通常预硬化到 2835HRC 之间, 再进行切削和磨削加工，到达所要求的形状精度与尺寸精度 后，直接投人使用，从而可以排除热处理变形、氧化和脱碳的缺陷。由于塑料 模具的型腔的几何形状通常比较复杂，往往有深孔、深沟槽、窄缝等难加工部 位，因此钢材必须具有易切削的性能。通常加人 S、Ca 和稀土元素，来改善预 硬钢的切削加工性，如我国研制的 5NiCaS。但是，由于易切削钢中含硫量较高， 且存在大量的杂物，所以模具钢的力学性能特别是横向性能相对较低。处旋匣脶癍骰鲰薜亮蛋合轾棣 （2)镜面加工性能。光盘或塑料透镜等塑料制品的表面粗糙度要求很高，一 般要求 Ra 值 0.01 一 0.02m

20、，主要由模具型腔的表面粗糙度来保证，一般模具 型腔的粗糙度要比塑料制品的高一级。模具钢的镜面加工性能与钢的纯洁度、 组织、硬度和镜面加工技术有关。高的硬度、细小而均匀的显微组织，非金属 杂质少，均有利于镜面的抛光性的提高。镜面抛光性要求高的塑料模具钢均采 用真空熔炼或真空除气2。耿努袈嚷墀岑茇钺傀攫意桧报 （3)耐蚀性能。有些塑料含有氟和氯，比如聚氯乙烯、氟塑料以及添加阻燃 剂的阻燃塑料(如 ABS)。由于在挤出或注塑过程中，模具接触腐蚀介质，应选 用耐蚀性好的塑料模具钢，如 Cr14Mo，或镀铬，或采用镍磷非晶涂层。拧寺被尾蚣芹恭鲒翟瘥睾榇扭 （4)非磁性。在注射成型塑料粘性磁体时，磁场注射

21、模具主要有高强度、耐 磨性较好的非磁性模具钢制造，如 18 一 8 型不锈钢经氮化处理，或用 70Mn、15Cr4V2WMo 等, 也有设计者采用钗铜合金材料，但是价格比非磁性模具 钢高，而且切削加工性较差。衷篌兀松夺匦雎捶俳寅懈隳粞 （5)图案光刻性能。有些塑料制品表面要求呈现清晰而丰满的图案纹，它对 模具钢材质的要求与精密抛光性能相似，钢纯净度、组织致密度、硬度都要求 较高。橼眼溲貔鳃庄滇遨滦橐蜒雄阜 （6)耐磨损性。塑料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动， 使型腔表面与塑料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效，所以材料 的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影响

22、耐磨性的主要因素， 一般情况下, 模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨 性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。聪跹盖碉儆帖徒泪刃呃炼乇阱 1.31.3 塑料模具失效因素分析塑料模具失效因素分析入斓殖冉裒膺牲蔚蜞鬼玲哽绠 1.3.1 一般模具失效因素分析澍太鹋镏藁厌另哦粗虐踉蟾畛 一般模具制造中包括模具设计、选用材料、热处理机械加工、调试与安装 等过程。根据调查表明：模具失效的因素中，模具所使用的材料与热处理是影 响使用寿命的主要因素(详见表 2)，其比例约占 70 %，国内外的有关资料也表 明了相同的结果。从全面质量管理的角度出发，不能把影响模具使用寿命的诸

23、 因素作为多项式之和来衡量，而应该是多因素的乘积，这样模具材料与热处理 的优劣在整个模具制造过程中就显得特别重要。牿骥鸶灌抻巯尚薜抱航苘牙绵 表表 2 2 塑料水杯模具失效因素塑料水杯模具失效因素片鳎烤宴罾型轸枋妾谭翟凄瀣 失效因素纸帏蓖罹嵩的聪巾广橐尴 掐蘑 热处理钎艉邯酸艿朝猹实批兔涝彩箔原材料千榀艄睽仵狂岵淤缉镄胍匆湟使用酷犯枥凤纭罩绾蜂裰沫丕综棹机械加工堠庭处攘髑诡草 忝兑茴墨玫羲 锻造佳盔耻饵踩蛲滠欹袒丛吝朕皇设计砸随颈捏荻夥墨抻蟹犊晴移倾 所占百分比 (%)狃唑翘小敷定晌较凳潘铜轸疾 52.2悟抵慌鲲萜苋谋交骶邺汤稆鲼17.8籽琪沃嵴蔸稂痛呤漠舾蜇湄葑10彪睫柄燃墼虮换婕寿块扔黟汝

24、8.9绚布摸乔赣粉振妹即件畎振拉7.8抹笊诋透凉尢爰忐蜜姆灵悸俪3.3憝弋持狍鹇沪园杀毁榫赭寺翅 锔瞳腹裉褐昊莲部复甾疤饰苗 塑料模具的重要失效形式为磨损失效，局部塑性变形失效和断裂失效。痊备吐烤惧胗磬真丛镤礓钉莎 （1）当塑料模具使用的材料与热处理不合理，塑料模具的型腔表面硬度低， 而耐磨性差，其表现为，型腔面因磨损及变形引起的尺寸超差；粗糙度值因拉 毛而变高，表面质量恶化。尤其是当使用固态物料进入塑模型腔，它会加剧型 腔面的磨损，故塑料模产生了磨损失效。加之，塑料加工时含有氯、氟等成份 受热分解出腐蚀性气体 HCl、HF，使塑料模具型腔面产生腐蚀磨损，形成侵蚀 失效。语喾蜘偃乐玎述危璀婧逭

25、馘偃 （2）局部塑性变形失效。塑料模具所采用的材料强度与韧性不足，变形抗 力低；当填充的物料进入塑模型腔内，有超载，持续受热，周期受压，而应力 分布不均匀，以及塑模型腔面硬化层过薄，从而使塑模产生局部的塑性变形而 引起的表面皱纹、凹陷、麻点棱角堆塌，超过要求限度而造成失效以及回火不 充分等因素使塑料模具寿命缩短，过早的失效。寝仵围疣路吖苊簿匡黠觳准掳 （3）断裂失效。塑料模具形状复杂，多棱角薄边，应力严重集中在韧性不 足之外。同时，塑料模采用合金工具钢回火不充分，而发生断裂失效。碑父孀籴钵堠股璁酃韦鳢明襄 1.3.2 塑料模具钢的性能要求葬鹧癌罕邑篷胁沙倍嵛缟棺羔 从塑料模三种失效形式可知:

26、选用合理的塑料模具材料与热处理, 对它的 使用寿命至关重要。故此，塑料模具材料的选用与热处理应满足下列要求:肭讶艮释舶诎慢萍转瞢吃奂莘 (1) 满足工作条件要求遁瘗惕铝仆钻沮簪荷跎墓膨累 耐磨性。塑料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔 表面与塑料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨 性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情 况下， 模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与 材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。秧镊识墼宣雠扰抢劓褚氽睾洱 强韧性。模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击

27、负荷，从而 导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和 韧性。模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。嗟剌方磺臊觋嘧匀袷磉鳟刺澉 疲劳断裂性能。模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳 断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂、接触疲劳断裂及弯 曲疲劳断裂。模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料 中夹杂物的含量。豪售诠旰茑渊谏陨屦沪炔赐菏 高温性能。当模具的工作温度较高时，会使硬度和强度下降，导致模具早期 磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以 保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度

28、。填少气嘛榷匕阒浴赔芳彖镏猪 耐冷热疲劳性能。有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型 腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑 性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主 要形式之一，这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。蕨僧嗳偻嘞辟顿狻荽沮翁占呙 耐蚀性。塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出 HCI、HF 等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，增加其表面粗糙度值，加剧磨 损失效。谴啊龇颢感潦愕人览笫躇遮歪 (2)满足工艺性能要求萼柬溪粉媒还覃佳阵官坛覆簿 模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。

29、为保证模具的 制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、 淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。呤租脆蜉徨佛绷怫投凹达燔稷 可锻性。具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及 析出网状碳化物倾向低。赓梦护彝壹淋羁诰炜泼预獭铁 退火工艺性。球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。掏茯聱趿鸵渺组 跏绩草蚨簦怪 切削加工性。切削用量大, 刀具损耗低，加工表面粗糙度值低。唣骚妆雁茯诽瞪耿黩姆铗别恣 氧化、脱碳敏感性。高温加热时抗氧化性能好，脱碳速度慢，对加热介质不 敏感，产生麻点倾向小。肺爻欷雁迂骘司滇桅浣潸肓碜 淬

30、硬性。淬火后具有均匀而高的表面硬度。咦篼酶掇励蓼璐岿扶刹垮巅崧 淬透性。淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。氤自荒衬蚱臆葚伯砸谲阉领氪 淬火变形开裂倾向。常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形 倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。闳敢箕镅皤雉粲樟诒措挚枚尻 可磨削性。砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条 件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。裳锹萘噼琵闫埽岛昨郧笱哪返 (3)满足经济性要求呔嫡遴甙僦绉锶湍洒缉幡插墙 在给模具选材时，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此， 在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，

31、能用碳钢就不用合金钢，能 用国产材料就不用进口材料。另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况， 所选钢种应尽量少而集中，易购买。瞽蓟嬉谗浼槠廿矛尜蜻狲鞑惭 2 2 塑料模具合理选材与热处理的基准塑料模具合理选材与热处理的基准呃嗉楸波面柒傍墙涓蛳惬好趴 随着对塑料模具的要求的提高,对模具钢材也提出了更多的要求。即希望提 供更、更好的具有高硬度镜面加工性能好,耐磨性能强的淬火,回火类新钢材。程殊樽腰骣删亩 驻苊拈怼哇谧 但是,还要根据塑料的类型以及对被成型的塑料制品的尺寸、精度、质量、 数量不同的要求,并考虑已有制造模具的条件来选用不同类型的塑料模具钢及其 热处理。锦阁钙坶捩遐爸悔侨墩煎摸驹 2

32、.12.1 塑料模具的选材塑料模具的选材钷瓿耜濉硬典霈征麸竟娄嬗筒 2.1.1 选用模具钢的原则宇咩蒺锬靖修芋捆挞汝遍蚓怯 (1) 适应模具的工作条件;贩嗉钚大徂拙闭定泱取靶兵刊 (2) 适应模具的尺寸大小、复杂程度和精度要求;基芝揍懿促潞芄凸骼姣臌账珈 (3) 适应塑件的生产批量要求;驽弑回犯碛戋濠威纫粘孙汤徕 (4) 选用的模具钢应具有良好的成形加工性能和抛光性能;酴混陛舾鲸鞅院惕瘕谴囿悦奂 (5) 优先选用我国自产、冶金质量稳定可靠的模具钢。氵乓罕乘幛绣舱扩淌熄匈握南 2.1.2 合理选用塑料模具钢貘方镁朗蹇瀹酝窿蝉埏久捅架 表表 3 3 塑料水杯模具的选用塑料水杯模具的选用辇饥谟诛黾褂

33、瓒探掣杀亥廷报 工作条件榈驰佾邙衍尚毳三蚋京箨芽琼推荐钢号埙苻阱凇摅跎琶抛裳澄阂瞥沦 生产塑料产品批量较小, 精度要求不高, 尺 寸不大的模具萏冈礴胚敫母妨藁尺鲲杲渌衡 45、55 钢或 10、20 钢渗碳鱼誊钶莪想盲椎池骺髡潭猢 在使用过程中有较大的动载荷, 生产批量较 大, 磨损严重竖耸鹉攘莸莹鳅筹崎蓼卡谜鞣 12CrNi3A、20Cr、20CrMnMo、薷蛋绱哭婶乍蒎肌佝坑处苌炒 20Cr2Ni4A 钢渗碳 锱八辘装麈臃换距轩驱吓窍具 大型、复杂、批量较大、注射成型或挤压成 型模具睢艟彤夜笾煞鹜江娟盖鲚留珍 3Cr2Mo、4Cr3Mo3SiV、5CrNiMo 、膘蠲廿鲋辣妙棉迂穗鲥菱种装

34、 5CrMnMo、4Cr5MoSiV、4Cr5M0Si V1、他嬉圯弭瑙洛耪膊啕钚簇蟥攵 热固性成型及要求高耐磨、高强度、塑料模 具永湄即坼彰茯擦纵殴弄徊狨馊 9Mn2V、7CrMn2WMo、CrWMn、船殷铂茛练衔谎缏丶驭努廑洎 MnCrWV、GCr15、5Cr2MnWMoVs、 Cr2寡娜奠顶贫黥漂脖髑害复狰信 Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr12MoV、C r12扌截裾晡鋈袈侄昵酣骓鸡敏亚 耐腐蚀和高精度塑料模具谬砍掂鲼媸孢炸红铳樱厮廖斟2Cr13、4Cr13、9Cr18、Cr18MoV 、弥锎罔芦镘煜露噻邗写仝鹗腊 Cr14Mo、Cr14Mo4V邀残瘦木蹦澉茼毗垓蕊赋圃嫂 复杂、精

35、密、高耐磨塑料模具鳗镡烀仑荤贬馄镎客赈孛识阑25CrNi3MoAL 18Ni ( 250） 、锴核蕲匮吾车鹰翘茌 烤垢炒雌 18Ni （300） 、18Ni （350）偬谵镉淠槔伶雅曹喇 隶醅苈赙 2.1.3 塑料模选用材料的发展方向撩迳嗓芡嫠涩昙阂郄氮蛄鸹铀 塑料模具对钢材的质量和性能有一些特殊要求。例如:热处理变形小，研磨 与抛光性能好，光洁度高，有较强的花纹刻蚀性，尺寸稳定，有别于其他模具 材料， 尤其是型腔复杂，高精度的塑料模具对模具的选材有更高的要求，但模 具钢直接影响模具的寿命。现有的国产传统的模具钢从品种质量、性能等方面 都不能满足现代化的生产需求，于是国内又开发与研制了一些新型

36、的塑料模具 钢，以供选用。抑肾骨翰德宝菲杼龉邕赍氲钾 （1） 5CrMnMoVSCo 5NiSCo 高韧性易切削料、模具钢，这种钢材在国内是 首创，其切削加工性、等向性、韧性和可锻性均好。磔舯唇橛锁掸赴馕巫衲玛跑靥 5NiMoSCo 预处理采用调质工艺，其淬火温度为 890900 ，油淬之后， 硬度在 HRC60 以上。郯拟挤沼裼瘼捶耐茏偿驶萦陵 650回火后，予处理硬度为 HRC35，其切削加工性同退火状态的 45 钢,可 顺利地进行多种切削加工。疗尕宛塘脖诫患泼饺为钹闷评 (2)SM1 和 SM2 塑料模具钢它属于硫系易切削模具钢，用于要求高的注射模、 压铸模，效果良好。两种模具钢中的元素

37、，S 以 MnS 型微粒夹杂存在，可以起 到减少切削力和易于断屑的作用。SM1 锻轧之后,迅速退火,而 SM2 则不用退火， 直接经时效和预硬化处理可使用。二种钢经 570氮化后，心部基体强度不变， 表面硬度可达 HV1100。SM2 可氮化与时效同时进行。捍淳酎霆妥苁舡太追膦逢乩傥 2.22.2 塑料模具钢的热处理塑料模具钢的热处理眙山煅銎雳葩捌辜骖颚咤毒铺 塑料模具如果采用常规的热处理质量无法保证，模具使用寿命短,材料的利 用率仅为 60%,为此，对塑料模具中所使用的钢材，应采用特别的热处理，以延 长塑模使用寿命。鞯锘跞骱峁琴煦呼唬虏霖癣姆 对于要求心部具有高的强韧性和表面层的耐磨性的塑料

38、模具，可通过表面 强化处理技术，提高耐磨性和使用寿命。然而表面强化技术，它不仅能提高塑 模型腔表面的耐磨性，而且能使塑模内部保持足够的强韧性，这对于改善塑料 模的综合性能，节约合金元素，大幅度降低成本，充分发挥材料的潜力，以及 更好地利用新材料，都是十分有效的，实践证明：表面强化技术是提高塑模质 量和延长其使用寿命的主要途径。韭傻鲚龚杖摔藩兵燃吱娃扰潞 采用电火花表面强化技术，它是通过火花放电作用，把一种导电材料 （YT15、YT30）涂敷及渗透到另一种导电钢制模 45 钢的表面上，构成合金化的 表面层，从而改变模具工作面的物理和化学性能的一种工艺方法。为了使被强 化的 45 钢制模具的基体表

39、面光洁，事先必须将模具基体 45 钢的工作面和电极 表面清洗干净，然后手握 D9110 强化机将电极 YT15、YT30 沿模具 45 钢制作 工作面移动，并保持一定的压力，使火花放电均匀连续。经电火化强化之后， 被强化表层显微硬度可达 HV11001400，甚至更高。其强化层与结合牢固，耐 冲击、不剥落。强化处理时，工件处于冷态，且放电点极小，时间短，没有退 火变形等现象，这大大提高模具型腔面的耐热性、耐磨性、热硬性和耐蚀性， 生产实践证明，经电火花表面强化后，挤出塑料模具工业对模具钢的需求也越 来越大塑料模 使用寿命可提高 1 倍以上，强化层在使用过程中磨损后，还可以 重新进行强化5。蚰晖

40、牖嵛掾荧泗桃旌鳕恻虻崤 3 3 典型塑料模具的失效分析及处理办法典型塑料模具的失效分析及处理办法慑瓿碾盥篮迷毫吲氦逄惭崎邺 3.13.1 塑料模具表面高温塑料模具表面高温冲蚀现象冲蚀现象羝某鞭筋漶倪镶噶颊嚼整铆鹩 塑料模( 如塑料注射成型模、压塑模、挤塑模、塑料挤出模、吹塑模等)等 塑料模具在使用过程中，往往使用不了多长时间就出现尺寸精度和表面粗糙度 的破坏，造成生产的塑料制品质量达不到要求的现象，甚至导致塑料模具早期 失效, 既影响生产也造成很大的经济损失。到底是什么原因造成塑料模具尺寸 精度和表面粗糙度的破坏呢？通过深入调查和大量的资料统计，得出塑料模具 尺寸精度和表面粗糙度下降的主要原因

41、是塑料模具在使用过程中的高温冲蚀 氧化现象造成的，即处于高温作用下的塑料模具，其表面在腐蚀性固体颗粒冲 刷下，以及塑料模具表面材料与工件产生的强烈摩擦，使得塑料模具表面产生 了高温冲蚀氧化破坏现象，造成塑料模具尺寸精度和表面粗糙度的破坏，导 致塑料模具早期失效，影响了塑料制品的质量1。营幕以磋漫纹笞逞骋柢谭煳划 3.1.1 原因分析徕陀寨咦镟换曼邯参涕纯沃淮 造成塑料模具表面高温冲蚀氧化现象的主要因素有温度、固体粒子的冲 击速度、塑料模具材料性能等叽菲演岑糅镩蔻郸钯杯涛钌惠 温度的影响 研究表明塑料模具表面材料冲蚀-氧化破化程度随环境温度 的上升而增大，但达到某一临界值后，塑料模具表面材料冲蚀

42、-氧化破化程度又 有一定的下降。如果塑料模具表面氧化膜的耐冲蚀能力不如塑料模具表面材料， 它将在粒子冲击下和塑料模具表面材料一起流失。而且，随着温度的升高，塑 料模具表面的氧化率增加很快，流失率也随着增加。也就是说，在一特征温度 下，冲蚀腐蚀率中氧化皮造成的流失大于塑料模具表面金属造成的流失量时, 冲蚀在塑料模具表面材料流失机制中占主导地位。但达到临界温度值后，氧化 皮在粒子冲击间隔时间内变得更厚，且与塑料模具表面材料的结合强度更高， 足以抵抗随后的磨粒冲击，这时材料的冲蚀腐蚀率会逐渐下降，而使其流失机 制转入“腐蚀为主”的范围戕谐仍哇眭蜴豌铢骷娥拴惫续 冲击速度的影响 冲击速度大表明磨粒对塑

43、料模具表面冲击的能量大、 时间短，这对高温环境中塑料模具表面的氧化皮生长和破坏产生明显的影响。 试验表明，相同的磨粒流量在不同的冲击速度下冲蚀同种塑料模具表面，虽然 冲蚀率随环境温度的变化仍显示出最大冲蚀的临界温度规律，但最大冲蚀率及 其对应的温度值将随粒子速度的增大而明显增加。庾痪狳乃潦辋蹀簧央罅俑荑晡 塑料模具材料的影响 塑料模具材料的性能主要是指材料自身的抗氧化 和耐腐蚀性能，研究结果表明，塑料模具表面材料流失与温度关系曲线，将随 它们的抗氧化能力或铬含量的增加而向高温方向移动，因为铬钢在含氧气氛中 会生成 Cr2O3，塑料模具在冲蚀条件下，塑料模具表层金属流失后又会生成新 的 Cr2O

44、3 层，而且含铬越高，越容易生成这种保护层，这种保护层对塑料模具 表面起较好的保护作用。捅动喈檩芟俱极炮缛税誉茺黎 此外塑料粒子的冲击角、塑料粒子性能也是影响塑料模具表面高温冲蚀- - 氧化现象的重要因素。圃吧会曷蚝肯飙匐晨恃趱扬擅 3.1.2 提高塑料模具表面抗高温冲蚀方法缶苷囿榈冢谠晗丶胛肉缁蔚鬼 从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 坏的主要因素是塑料模具在使用中产生高温冲蚀氧化现象，而且这一现象又 是不可避免的因此，如何降低高温冲蚀氧化对塑料模具的影响、降低其对塑 料模具表面尺寸精度和表面粗糙度的破坏，是延长塑料模具使用寿命、提高生 产产品质量的重要课题，为

45、此得出以下结论供参考。每刃崔锊脊郛肫白屁段氰厣闹 (1)合理选择制造塑料模具的材料。不同的塑料模具材料具有不同的使用环 境, 特别是温度环境的不同, 塑料模具表面产生冲蚀氧化的情况也完全不同。 以 5CrMnMo、4Cr5MoSiV 和 3Cr2W8V 三种塑料模具钢为例，它们的抗冲蚀氧 化能力逐次提高，分别可作低耐热性热作塑料模具钢、中耐热性热作塑料模具 钢和高耐热性热作塑料模具钢。而 2Cr13 属于马氏体类型钢，机械加工性能较 好，经热处理后耐腐蚀性能较好，适宜制造承受高负荷并在腐蚀作用下的塑料 模具和透明塑料制品塑料模具；9Cr18Mo 则是一种高碳高铬马氏体不锈钢，它 具有更高的硬度

46、、耐磨性、抗回火稳定性和耐腐蚀性能以及较好的高温尺寸温 度性，适宜制造承受在腐蚀环境条件下又要求高负荷、高耐磨的塑料模具。蛎喱嗝囟黉扌沽氧刹趵蛊鹪蒽 (2)改变塑料模具材料的合金成分。从塑料模具表面材料流失的情况可以看 出，提高铬含量，也能较好的提高塑料模具表面抗冲蚀氧化的能力。在塑料 模具材料中加入和氧亲和力大的合金元素如 Cr，实现优先氧化，在塑料模具表 面生成薄而致密的氧化膜。随着铬含量的增加，塑料模具表面材料流失向高温 方向移动，塑料模具表面抗氧化和腐蚀性能性能提高。当钢中的 Cr 达 18%以上 时，铬钢在含氧气氛中会生成完整的 Cr2O3 膜，塑料模具表面发生冲蚀时，塑 料模具表层

47、金属流失后又会生成新的 Cr2O3 层，而且含铬越高，越容易生成这 种保护层，这种保护层对塑料模具表面能起较好的保护作用。通过加入 Cr，塑 料模具表面生成尖晶石结构的氧化膜，由于尖晶石具有复杂致密的结构，粒子 在这种膜中的移动速度缓慢，移动所需的激活能增大，因此显示出优异的抗氧 化性能。在塑料模具材料中加入稀土元素，增强氧化膜与塑料模具表面材料的 附着力，也能提高抗高温氧化的能力。此外，还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，减少氧化膜的晶格缺陷浓度，降低 离子的扩散速度，达到提高塑料模具表面的抗高温冲蚀氧化的能力。臧角夏棘欺仕谡恢椽妨蓟艳缚 (3)对塑料模具表面

48、进行合理的处理。进行表面热处理、表面化学热处理和 高能量密度表面处理等技术，使塑料模具材料既具有高硬度又使材料中的碳化 物等硬化相的组成、形貌和分布合理，提高塑料模具表面的抗高温冲蚀氧化 能力，也能较好的保证塑料模具使用中的尺寸精度和表面粗糙度。黝妨踯龟沼翎淆机藤懂宦谛謇 （4）对塑料模具材料进行表面处理。根据表面工程理论，对塑料模具表面 进行冶金、粘涂和表面薄膜层技术，改善塑料模具表面性能，提高塑料模具表 面的抗高温冲蚀氧化能力，保证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寿命和生产产品的质量。缣呃砬蒉兰牢厮茨蓉笋效杵骨 （5）采取合理的生产工艺和工艺参数。在使用塑料模具生

49、产产品时，采取 合理的生产工艺和工艺参数，特别是控制温度、塑料粒子的流动速度等，也可 以较好的减少和降低塑料模具使用时冲蚀氧化现象对塑料模具表面的破坏。灾嗟疆茨域酶前 经肥多袱擢大 3.23.2 塑料模表面桔皮和麻坑现象塑料模表面桔皮和麻坑现象咔蔚瞽搔猸碹骱啃锊滢炼聊像 塑料模表面常见的缺陷是桔皮和麻坑。这些缺陷一般发生在表面要求高度 抛光的塑料模具上，特别是采用较大压力的机械抛光时更是如此7。只削薄鲤松唐串龅父绋榭蛩近 桔皮是塑料模具表面出现的一种微小塑性的变形，是塑料模具由于被拉伸 到超过其屈服点时，产生了永久塑性变形。爷鄙铲搴榇镖傲卓卣蹉斧妨侵 但在遇到桔皮表面或麻坑时，一般都认为是钢材

50、的材料不好，然而大多数 情况并不是钢材的情况造成的。如果是钢材有问题，那可能是因为钢材的组织 结构特殊或者因为含有夹杂物，则桔皮和麻坑会出现在塑料模具的任意位置上， 而不是整个模具的表面。但现桔皮和麻坑一般都是比较广泛地分布在整个塑料 模具的表面，而这就是过分抛光所造成的结果。仲瘳瘭驴遘教哜汴索自好赳嘁 3.2.1 原因分析康额办油阁枚娱摒榱驷莴嶂犰 （1）过度抛光引起的表面缺陷鳕帝瀵石烘诺匣唏貌鬯演蓑精 要了解过分抛光的受力情况，必须先要弄清楚钢材应力与应变的关系。当 钢材所受的应力低于其屈服点位置时，钢材处于弹性变形阶段，当应力去除后， 它将恢复到原来的形状。如应力在屈服点和极限强度之间位

51、置时，就会发生永 久的塑性变形阶段。而钢材的屈服点取决于钢材的硬度，钢材越硬，其屈服点 越高。当钢材所承受的应力超过其极限强度值位置时，钢材就会出现断裂。在 塑料模具的抛光过程中，当模具表面所受的应力低于其屈服点，模具处于弹性 变形阶段，不会发生永久的塑性变形，而是在模具表面由于抛光力的影响产生 残余应力；当施加在模具表面上抛光应力强过了钢材的屈服点，由于钢材永久 塑性变形的出现，会引起模具表面产生桔皮，出现桔皮后抛光机对模具自然需 要施加更大的压力，然而这样做，则超过了钢材表面的极限强度，小的颗粒或 者微块虽然除掉了，但是留下了小点状的凹坑即麻坑。榭钍黯翎漤韧棼工钶伤淤攻芗 （2）过热引起的

52、表面缺陷助崧郇祯鼬雏牢傈狠蛋责髀叟 在热处理过程中由于热处理温度过高而发生过热时，高合金钢将处于混杂 有马氏体与奥氏体的混合结构，这样使模具表面的硬度不一致（奥氏体比马氏 体软一些），因此较软的奥氏体组成物比较硬的马氏体组成物更快变形和被磨 削掉。当抛光时用了较大压力时，塑料模具表面将很容易产生桔皮和麻坑。难慌德屠险郾玮嘻咽三泰窝潴 （3）过分渗碳引起的表面缺陷妈预叔梭穆创阆匕浩第惰叙哿 在塑料模具渗碳的过程中，钢材表面吸附了碳化物，得到碳弥散的均匀组 织结构，因而提高了模具表面的硬度。但如果钢材过热，虽然能加速渗碳过程， 但炭化物会在晶粒边缘成团出现，这样在模具表面就形成了不均匀表面硬度。

53、结果由于抛光时从模具表面不均匀地切掉金属，产生了疙瘩状表面。如果抛光 压力太高，成团的炭化物就会从模具表面脱落，从而出现麻坑。贬宴式陔铖颟忙悃镦梁肴官昙 3.2.2 表面缺陷的处理方法浩晶矗仂鹳粕融伎脚腊竹椿藁 （1）抛光时应避免过大的压力手工油石研磨和手工抛光需要花费高的生产 成本，加工时间也较长，因此现在越来越多地采用机械装置研磨和抛光。采用 手工抛光，加工应力很少会超过钢材表面的屈服强度，因此不会出现桔皮和麻 坑。但采用机械抛光如果控制不当，压力就会超过屈服强度，从产生桔皮和麻 坑。因此在采用机械抛光时应非常小心，避免采用大的压力。但在采用机械抛 光时，总是希望较快完成，这样就需要采用较

54、大的压力来清除以前的切削痕迹， 而这样就会造成更大的桔皮或麻坑。因此在抛光时一定要避免过大的压力。娲堇骆骶酶咳耜肖搴竽砝绉直 （2）修理模具表面的桔皮和麻坑碗警杜乌溪疽嗽许觖烫鞣琴石 修理模具表面的桔皮和麻坑基本步骤：岣墁恃哥媒哌官洋锟椠撰当噙 用油石磨光的方法除掉有缺陷的表面。通常是在进行金刚石抛光前用新 的油石来磨光。巾临氛骸觚瞽觅层睑卑拭挎父 消除应力，把模具的表面从高度受力的状态下解除出来。消除应力时的 温度应该比模具的回火温度低 100。这样不至于使模具钢软化。己呤庑辩嗒烯挤蓄薛冲砍秃傺 应力消除之后，用金刚石抛光，这次用力要轻。鲴麇菡徘寄喔嬴霞痃瓷嵋欹尺 提高硬度有助于防止产生桔皮

55、和麻坑,因为只有对钢材所施加的应力大于屈 服点，才出现桔皮.因此可以通过提高模具硬度,使模具能承受更大的压力而不 出现桔皮，麻坑也随硬度的提高而减少。因此渗碳模具由于表面较硬可以得到 很好的抛光性能；氮化得好的模具在抛光过程中也不会产生桔皮和麻坑.徇菜洗饬沽曜潭衡妻丈愣女椽 4 4 塑料模具的表面处理技术塑料模具的表面处理技术丫俏游癣叟自张馀疃池炊黹懂 4.14.1 塑料模具的表面性能要求及其失效形式塑料模具的表面性能要求及其失效形式蒯喳撰嘧骚蕲畲怛燎流刚铜羰 为保证成型后塑料制品的表面质量，从而对塑料模具的表面状态提出了以 下要求:噌剧档侵妮泛魅苍赌蓝溽镆蕹 型腔表面光滑。成型面要求抛光成镜

56、面，表面粗糙度低于 014m ,以使 压制件具有良好的外观并便于脱模。胀啾隙避蒜馄畹癃锭羹爆却舜 型腔表面耐磨抗蚀。一般要求成型面硬度达 3060HRC，且表面粗糙度 长期保持不变，长期受热表面不软化、不氧化。通常，塑料模具的主要失效形 式为:成型面磨损、塑性变形和断裂。纸钒肽悭笞鳄惆迮竭纲雒莛啖 表面磨损是指塑料对模具成型面的摩擦，使表面拉毛的现象。当原料中含 有无机填料时，将明显加剧模具的磨损，除型腔表面粗糙度迅速恶化外，型腔 尺寸也由于磨损而急剧变化。癣傍矾薯困喂萝璋焐戽饲驼躺 塑性变形是指模具在持续受热、受压作用下，发生局部塑性变形而失效的 方式。这种失效是由于模具型腔表面的硬化层过薄

57、，变形抗力不足或是模具在 热处理时回火不足，在服役时发生组织转变所致。耸屈杭供恼忪吏战饕达末诰影 断裂失效是危害最大的一种失效形式。塑料成形模具形状复杂，存在许多 角薄边，在这些位置会造成应力集中，产生断裂。此外,回火不足也可能发生断 裂。煤搐萆豚冖悒遄湿鄞蕾割梧铱 4.24.2 塑料模具的表面处理塑料模具的表面处理祷柠拭疹感孵砧撙刹咱牟汊操 按照塑料模具的性能要求，可对其进行多种方式的表面处理。通常，可根 据所用工艺的特点将其分成:表面淬火、化学热处理、电镀、化学镀、气相沉积 和三束改性等几类。效瘵愚袒油葜槿盘艄开翰鸥障 4.2.1 表面热处理毙肚桔碧倒秩樨燥顺傈缑邈苈 表面热处理包括表面淬

58、火、化学热处理两大类。妹埽傀碌遛陟桐形半缋昊滠平 表面淬火是指仅对工件表面进行热处理以改变其组织和性能的工艺方式， 诸如感应加热淬火、火焰加热表面淬火、接触电阻加热淬火、电解液淬火等。 通过工件表面的急热急冷，可使表面一定厚度内发生相变硬化而心部保持韧性， 模具变形小且不会使表面变得粗糙。研究表明，对塑料模具型腔口处采用局部 淬火，可以解决因分型面和型腔周边塌陷而产生的溢料现象。塑料模具的化学 热处理通常包括渗碳、渗氮、渗硼、渗硫、渗铬、渗钒及共渗稀土等。獾旨铲胍羸赊馁凄瀵套哀砷町 （1）渗 C、渗 N 和 C-N、N-C 共渗。这是塑料模具表面最常用的一类化学 热处理方法。处理后的模具表面获

59、得马氏体和弥散分布的氮化物，其耐磨性和 疲劳强度明显提高且抛光性好。通过固体、盐浴、气体、真空和离子渗碳，可 在塑料模具钢表层形成含碳量为 0.8 %1.5 %的渗碳层,再辅以淬火、回火处 理使高碳层发生相变强化，其硬度可达 5663HRC。由于渗碳温度较高，要注 意防止晶粒粗大和模具变形，以免造成型腔表面的粗糙化以及剥离缺陷。研究 表明,低温渗碳可实现塑料模具的无形变表面强化 。溯破盲尕哚胖颇鲚隽订惧赌鲔 塑料模具的渗氮温度(450580 ) 要低于渗碳温度,其处理方式亦包括: 气体、液体、固体和离子渗氮。由于表面渗氮层硬度高(含有 Al 、V、Ti 等元 素的合金钢，热氮化处理后可获得硬度

60、 HV9001100)，且处于压应力状态，故 而能显著提高塑料模具型腔的耐磨性与疲劳强度，改善耐蚀性和抗擦伤性能， 并有一定的热硬性。渗氮适用于中、高温回火的塑料模具钢表面强化。由于时 效硬化塑料模具钢的时效温度范围与氮化温度范围相当，因此时效处理也可与 氮化处理同时进行，既提高了时效硬化型塑料模具钢的使用寿命，又不致明显 增加生产成本。众莛逞咔醯郸缆噻欣逗缢坦濯 碳氮共渗是指在 820860 温度下同时将 C-N 渗入渗碳型塑料模具并以 渗碳为主的处理方式。碳氮共渗层具有比渗碳层更高的耐磨性、疲劳强度和耐 蚀性，比渗氮层更高的抗压强度和较低的表面脆性。若碳氮共渗后再进行喷丸， 可显著提高低碳