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典型高级塑料模具钢材的研究及抛光工艺的探讨

管迎春  
【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。


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