1、 1 2013届毕业生毕业论文 论文题目论文题目 对对塑料水杯模具的设计与热处理塑料水杯模具的设计与热处理 专专 业业 金属材料与热处理金属材料与热处理 年年 级级 1010 级金属材料级金属材料班班 2 目录目录 0 引言5 1 塑料模具的工作条件及失效形式5 1.1 塑料模具的工作条件5 1.2 影响塑料模具钢选择的因素5 1.3 塑料模具失效分析6 1.3.1 一般模具失效因素分析6 1.3.2 塑料模具钢的性能要求7 2 塑料模具合理选材与热处理的基准8 2.1 塑料模具的选材8 2.1.1 选用模具钢的原则8 2.1.2 合理选用塑料模具钢9 2.1.3 塑料模选用材料的发展方向9
2、2.2 塑料模具钢的热处理.10 3 典型塑料模具的失效分析及处理办法.10 3.1 塑料模具表面高温冲蚀现象.10 3.1.1 原因分析.11 3.1.2 提高塑料模具表面抗高温冲蚀方法.11 3.2 塑料模表面桔皮和麻坑现象.12 3.2.1 原因分析.13 3.2.2 表面缺陷的处理方法.13 4 塑料模具的表面处理技术.14 4.1 塑料模具的表面性能要求及其失效形式.14 4.2 塑料模具的表面处理.14 4.2.1 表面热处理.15 4.2.2 电镀和化学镀.16 4.2.3 气相沉积.17 4.2.4 三束改性.18 4.2.5 热喷涂和热喷焊技术.18 4.3 常用的塑料摸具表
3、面处理技术编合比较.19 4.3.1 塑料模具表面改性技术的选用原则.19 5 塑料模具技术发展趋势.20 结束语 21 参考文献.21 致谢.22 引言引言 3 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
4、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。 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 1.1 1.1 塑料模具的作条件塑料模具的作条件 表表 1 1 塑料水杯模具的工作条件塑料水杯模具的工作条件 条件 分类 工作压 力(MPa) 工作温 度() 摩擦状态
5、进型腔 时物料 状态 腐蚀状 态 小结 热固性 塑料模 2000-80 00 150-25 0 摩擦磨损大 固体粉 末状态 或预制 坯料 有时有 腐蚀 受热,受 力,受磨 损较大 热塑性 塑料模 3000-60 00 150-250 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 粘流状 态 有时有 腐蚀 受热,受 力,磨损 较小 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 (1) 切削加工性。对于大型、复杂和精密的挤压或注塑模具，通常预硬化到 28 35HRC 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
6、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。 4 （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，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。 （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 Cr
