典型高级塑料模具钢材的研究及抛光工艺的探讨

发布时间：2020-04-11 01:48

【摘要】： 随着塑料产品在轻型汽车、电子产品以及光学镜头等领域里的广泛应用,对塑料模具的高精度需求与日俱增。由于模具表面的抛光效果对塑料产品的表面质量具有决定性的影响,因此高精度的镜面抛光日趋成为模具研究的焦点。模具的抛光质量不仅受抛光设备和工艺技术的影响,很大程度上还受模具材料的制约。本文研究的主要目的是通过研究市场上较为普遍的某高级塑料模具钢的使用情况,为进一步开发、应用该类型的钢种提供参考。此外,本文还综述了国内外有关电化学及其复合抛光新型工艺在模具抛光中的技术应用,并初步探讨研制新型环保电解液。本文对目前国内外市场上使用较为普遍的高级耐蚀镜面塑料模具钢1.2083系列进行了包括化学成分、硬度、非金属夹杂物、表面粗糙度及显微组织等几方面的质量综合分析。结果表明,该种耐蚀镜面模具材料经电渣重熔及热处理后,材质纯净,组织细小均匀,具有良好的镜面抛光性和耐腐蚀能力。本文还针对1.2083某成品模具在抛光过程中出现的疤状凸起、表面孔洞和麻点等典型缺陷进行了系统分析,综合运用光学显微镜、场发射扫描显微镜等多种分析技术对表面缺陷的形貌、组织、微区成分及其与非金属夹杂之间的联系进行研究。结果表明,由于该模具钢材内部多种非金属夹杂物的存在以及局部成分不均等因素,导致模具在抛光过程中基体的连续性遭到破坏,从而引起产品表面出现肉眼可见的表面缺陷,导致模具失效。同时,首次发现了在模具钢材内部存在的复相氮化物夹杂直接影响模具的抛光质量,并对其形成及脱落机理进行进一步分析,并在此基础上提出相应的防止措施。最后,本文结合国内外近年来有关电化学抛光技术的研究进展,综合分析了电化学抛光的机理,指出电化学抛光的核心问题是阳极钝化和钝化膜的性质。通过对比中性电解液和酸性电解液的抛光条件及抛光效果,表明研发弱酸性电解液的可行性和现实性,并为下一步的研究打下了基础。
【图文】：

典型缺陷,表面粗糙度,金相试样,化学成分

图 2.1 成品模具表面的典型缺陷(a)疤状凸起；(b)表面孔洞；(c)麻点2.2 分析方法与内容2.2.1 化学成分和硬度所有样品在金相制样前均经过 BELEC compact port 直读光谱仪其测定化学成分和 HA-150A 洛氏硬度计测定硬度，并使用 Duramin-1/-2 显微硬度计测量非金属夹杂物的硬度以及缺陷处和正常处组织的显微硬度。2.2.2 表面粗糙度选择目标区域，，使用砂轮切割和热镶机镶样制成金相试样，并对金相试样进一步抛光后（抛光参数如表 2.3 所示），用便携式表面粗糙度测试仪 TaylorSURTRONIC 25 测量试样的表面粗糙度（图 2.2）。

测试仪,表面粗糙度

便携式表面粗糙度测试仪 Taylor SURTRONI使用 OLYMPUS GX51 观察试样的抛光表夹杂物的尺寸、形状、数量及分布情况来夹杂，依据具体情况进行标识以便于进一 1000 倍下观察金相组织来观察材料的显是体积比为 3：2：1 的甘油盐酸硝酸。首先使用 OYLMPUS SZX12 金相显微镜LYMPUS GX51 显微镜下进行较高倍数的析日立 S－4300 场发射扫描电子显微镜观状况以及表面缺陷的微区形貌，并测定缺
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TG142.45;TG175.1

【引证文献】