外文翻譯--一個(gè)描述電鑄鎳殼在注塑模具的應(yīng)用的技術(shù)研究 中文版

桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 1 頁 共 22 頁 一個(gè)描述電鑄鎳殼在注塑模具的應(yīng)用的技術(shù)研究 Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Departamento de Ingenieria Mecanica, Spain 摘要： 在過去幾年中快速成型技術(shù)及快速模具已被廣泛開發(fā)利用 . 在本文中 ,使用電芯作為核心程序?qū)λ芰献⑸淠＞叻治?. 通過差分系統(tǒng)快速成型制造外殼模型 . 主要目的是分析電鑄鎳殼力學(xué)特征、 研究相關(guān)金相組織 ,硬度 ,內(nèi)部壓力等不同方面，由這些特征參數(shù)以 生產(chǎn)電鑄設(shè)備的外殼 . 最后一個(gè)核心是檢驗(yàn)注塑模具 . 關(guān)鍵詞：電鍍；電鑄；微觀結(jié)構(gòu)；鎳 1. 引言 現(xiàn)代工業(yè)遇到很大的挑戰(zhàn)，其中最重要的是怎么樣提供更好的產(chǎn)品給消費(fèi)者 ,更多種類和更新?lián)Q代問題 . 因此 ,現(xiàn)代工業(yè)必定產(chǎn)生更多的競(jìng)爭(zhēng)性 . 毫無疑問 ,結(jié)合時(shí)間變量和質(zhì)量變量并不容易 ,因?yàn)樗麄兘?jīng)常彼此互為條件 ； 先進(jìn)的生產(chǎn)系統(tǒng)將允許該組合以更加有效可行的方式進(jìn)行，例如 ,如果是觀測(cè)注塑系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變、 我們得出的結(jié)論是 ,事實(shí)上 一個(gè)新產(chǎn)品在市場(chǎng)上具有較好的質(zhì)量它需要越來越少的時(shí)間 快速模具制造技術(shù)是在這一領(lǐng)域 , 中可 以改善設(shè)計(jì)和制造注入部分的技術(shù)進(jìn)步 . 快速模具制造技術(shù)基本上是一個(gè)中小型系列的收集程序，在很短的時(shí)間內(nèi)在可接受的精度水平基礎(chǔ)上讓我們獲得模具的塑料部件。其應(yīng)用不僅在更加廣闊而且生產(chǎn)也不斷增多。 本文包括了很廣泛的研究路線 ,在這些研究路線中我們可以嘗試去學(xué)習(xí)，定義，分析，測(cè)試，提出在工業(yè)水平方面的可行性，從核心的注塑模具制造獲取電鑄 鎳殼，同時(shí)作為一個(gè)初始模型的原型在一個(gè) FDM 設(shè)備上的快速成型。 不得不說的是 ,先進(jìn)的電鑄技術(shù)應(yīng)用在無數(shù)的行業(yè)，但這一研究工作調(diào)查到什么程度 ,并根據(jù)這些參數(shù) ,使用這種 技術(shù)生產(chǎn)快速模具在技術(shù)上是可行的 . 都產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)確的，系統(tǒng)化使用的方法以及建議的工作方法 . 2 制造過程的注塑模具 薄鎳外殼的核心是電鑄 ,獲得一個(gè)充滿 epoxic 金屬樹脂的一體化的核心板塊模具 (圖 1)允許直接制造注射型多用標(biāo)本，因?yàn)樗鼈兇_定了新英格蘭大學(xué)英文國際表卓華組織 3167 標(biāo)準(zhǔn)。這樣做的目的是確定力學(xué)性能的材料收集代表行業(yè)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 2 頁 共 22 頁 該階段取得的核心 4，根據(jù)這一方法研究了這項(xiàng)工作 ,有如下 : a,用 CAD 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理想對(duì)象 b模型制造的快速成型設(shè)備 (頻分多路系統(tǒng) ). 所用材料將是一個(gè) ABS 塑料 c 一個(gè)制造的電鑄鎳殼，已事先涂有導(dǎo)電涂料 (必須有導(dǎo)電 ). d 無外殼模型 e 核心的生產(chǎn)是背面外殼環(huán)氧樹脂的抗高溫與具有制冷的銅管管道 . 有兩個(gè)腔的注塑模具、 其中一個(gè)是電核心和其他直接加工的移動(dòng)版 . 因此 ,在同一工藝條件下，同時(shí)注入兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制造，獲得相同的工作。 3 獲得電殼 :設(shè)備 電鍍是電解質(zhì)時(shí)電流的化學(xué)變化 ,電解所形成的直流電有兩個(gè)電極，陽極和陰極。當(dāng)電流流經(jīng)電路，在離子溶液中轉(zhuǎn)化為原子。 電鍍液用于這項(xiàng)工作是由氨基磺酸鎳 400 毫升 /升 ,氯化鎳 (10 克 /升 )、硼酸(50 克 /升 ),allbrite SLA(30 毫升 /升 ),allbrite703(2 毫升 /升 ). 選擇這種組合主要原因是我們考慮注塑模具程序是玻璃纖維 . 氨基磺酸鎳讓我們獲得可以接受的內(nèi)部壓力 (測(cè)試不同工藝條件結(jié)果 ,而不是最佳工藝條件約 2 兆帕最高為50 兆帕 ). 不過 ,這種內(nèi)部壓力是由 touenesulfonamode 衍生物和甲醛水溶液使用的 ALLbrite 添加劑的結(jié)果。 這種添加劑也增加了殼的阻力 . Allbrite703 是一種可生物降解水溶液表使用劑 氯化鎳 ,有利于解決金屬統(tǒng)一分布在陰極，提高導(dǎo)電性的問題。硼酸作為PH值緩沖區(qū)。 該設(shè) 備用于制造殼的測(cè)試如下： 聚丙烯 :600 毫米 400 毫米 500 毫米的尺寸 三聚四氟乙烯電阻器 ,每一個(gè)有 800W 具有機(jī)械攪拌系統(tǒng)的陰極 循環(huán)和過濾系統(tǒng)用的泵和聚丙烯過濾器。 充電整流器 . 最大強(qiáng)度在連續(xù) 50 個(gè) A 和連續(xù)電流電壓介于 0 至 16伏 籃鈦鎳陽極 (鎳硫回合電解鎳 )純度 99%以上 氣體注入系統(tǒng) 一旦電流密度 ( 1-22A/dm） ,溫度 (35 至 55 )和 pH 值 ,已經(jīng)確定，執(zhí)行參數(shù)以及測(cè)試的進(jìn)程部分不可改變。 4 獲得硬度 電殼硬度的測(cè)試一直保持在相當(dāng)高的很穩(wěn)定的結(jié)果。如圖 2，可以看到 ：電流密度值 2.5 到 22A/dm，硬度值介于 540 到 580 高壓， PH 值為 4+-0.2 和溫度為45 攝氏度，如果 PH 減少到 3.5 和溫度為 55 攝氏度，硬度為 520 以上，高壓低于 560.這一測(cè)試使常規(guī)組成不同于其他氨基磺酸鎳，允許其經(jīng)營(yíng)更加廣泛，然而，這種 operatyivity 將是一定的取決于其他因素，如內(nèi)部壓力，因?yàn)樗赡艿淖儺悺?改變 PH 值，電流密度和溫度等，另一方面，傳統(tǒng)的硬度氨基磺酸鎳承受的高壓在 200-250 之間，遠(yuǎn)低于取得的一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的電壓。對(duì)于一個(gè)注塑模具，硬度可以接受的起點(diǎn) 300 高壓這是必須考慮 的，注塑模具中最常見的材料，有改善鋼（ 290 高壓），整體淬火（ 520-595 高壓）， casehardened 鋼鐵（ 760-8-高壓）等，以這樣一種方式，可以看到，注塑模具硬度水平的鎳是殼內(nèi)的高范圍的材料。因?yàn)檫@是一個(gè)負(fù)責(zé)內(nèi)部壓力的塑料注射液，這種方式與環(huán)氧樹脂灌漿將遵循它，相反對(duì)低韌性的殼補(bǔ)償，這就是為什么它是必定盡可能的外殼厚度均勻，桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 3 頁 共 22 頁 并沒有重要的原因，如 腐蝕。 5 金相組織 為了分析金相結(jié)構(gòu)、電流密度、溫度主要變化 . 在正面橫向部分（垂直沉積）對(duì)樣品進(jìn)行了分析，為了方便地封裝在樹脂，拋光。銘刻，在不同階段的混合乙酸和硝酸。該時(shí)刻間隔 15,25,40,50 之后再次拋光 , 為了在金相顯微鏡下觀察奧林巴斯 PME3-ADL3.3X/10X 必須要說的是，這一條規(guī)定顯示了圖片之后的評(píng)論，用于制造該模型的殼在FDM 快速成型機(jī)里融化的塑料材料（澳大利亞統(tǒng)計(jì)局）鞏固和解決了該階層。后來在每一個(gè)層，擠出的模具都留下一個(gè)大約 0.15 毫米直徑橫向和縱向的線程。因此，在表面可以看到細(xì)線表面頭部的機(jī)器。這些西路將作為參考信息解決鎳的重復(fù)性問題。重復(fù)性的模型將作為一個(gè)基本要素來評(píng)估注塑模具的表面紋理。 表 1 測(cè)試系列： 表 1. 檢驗(yàn)系列 系列 pH 溫度 ( ) 電流密度 A/mm2 1 4.2 0.2 55 2.22 2 3.9 0.2 45 5.56 3 4.0 0.2 45 10.00 4 4.0 0.2 45 22.22 圖 3 說明該系列第一時(shí)刻表面的樣本 它顯示了流道起點(diǎn)的頻率復(fù)用機(jī)，這就是說，又一個(gè)很好的重復(fù)性。它不能仍然要注意四舍五入結(jié)構(gòu)。在圖 4 系列 2，經(jīng)過第二次，可以看到一條線的流道的方式與以前的相比不太清楚。在圖 5 系列 3 雖然第二次時(shí)刻開始出現(xiàn)圓形晶結(jié)果是非常困難的。此外，最黑暗的部分表明時(shí)刻不足的進(jìn)程和組成。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 4 頁 共 22 頁 這種現(xiàn)象表明，在低電流密度和高溫條件下工作，得到更小的晶粒尺寸 和殼重現(xiàn)性好，就是所需要的足夠的應(yīng)用程序。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 5 頁 共 22 頁 如果分析橫向平面進(jìn)行的沉積，可以在所有測(cè)試樣品和條件增長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)層（圖 6），犧牲一個(gè)低延展性取得令人滿意的高機(jī)械阻力，最重要的是添加劑的使用情況，氨基磺酸鎳液的添加劑通常創(chuàng)建一個(gè)纖維和非層狀結(jié)果 9.這個(gè)問題表明在任何情況下改變潤(rùn)濕劑，由于該層結(jié)構(gòu)的決定因素是這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)力減速器（ ALLbriteSLA)。另一方面，她也是測(cè)試的層狀結(jié)構(gòu)不同厚度中的電流密度 . 6 內(nèi)部壓力 殼的一個(gè)主要特點(diǎn)是應(yīng)該有其應(yīng)用，如插入時(shí)要有一個(gè)低水平的內(nèi)部壓力。測(cè)試不同的溫度很電流密度，所采取的措施取決于陰極彎曲張力計(jì)法。 A 鋼測(cè)試控制使用側(cè)固定和其他自由度固定（ 160 毫米長(zhǎng) ， 12.7 毫米寬， 0.3 毫米厚）。金屬沉積只有在控制了機(jī)械拉伸力（拉深或壓應(yīng)力），才能計(jì)算內(nèi)部壓力。彈性的角度來看，斯托尼模型應(yīng)用，假定鎳基質(zhì)厚度，對(duì)部分鋼材產(chǎn)生足夠?。?3微米）的影響。在所有測(cè)試情況下，一個(gè)能夠接受的應(yīng)用程序在內(nèi)部壓力在 50 兆帕的極端條件下和 2兆帕的最佳條件下產(chǎn)生。得出的結(jié)論是，內(nèi)部壓力在不同的工作條件和參數(shù)沒有明顯的變化條件下。 7 校驗(yàn)注塑模具 試驗(yàn)已進(jìn)行了各種代表性熱塑性材料如聚丙烯、高密度聚乙烯和 PC、 并進(jìn)行了注射部件性能的分析，如尺寸，重量，阻力，剛度和柔性。對(duì)殼的力學(xué)性能進(jìn)行 了拉伸破壞性測(cè)試和分析。大約 500 個(gè)注射液在其余的條件下，進(jìn)行了更多的檢驗(yàn) 總體而言 , 為分析一種材料，重要的是注意到行為標(biāo)本中的核心和那些加工腔之間的差異。然而在分析光彈注入標(biāo)本（圖 7）有人注意到不同的國家之間張力存在兩種不同的類型的標(biāo)本，是由于不同的模腔熱傳遞和剛度。這種差異解釋了柔性的變化更加突出的部分晶體材料，如聚乙烯和聚酰胺 6. 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 6 頁 共 22 頁 有人注意到一個(gè)較低的柔性標(biāo)本在的高密度聚乙烯分析測(cè)試管在鎳核心的情況下，量化 30%左右。如尼龍 6 這個(gè)值也接近 50%。 8 結(jié)論 經(jīng)過連續(xù)的測(cè)試，注塑模具在不同條件下檢查的氨基磺酸鎳液使用添加劑。這就是說塑性好，硬度好和摩擦力好的層狀結(jié)構(gòu)，已取得的力學(xué)性能是 可以接受的。借鞋缺陷的鎳殼將部分取代環(huán)氧樹脂為核心的注塑模具，使注入的一系列中型塑料零部件達(dá)到可接受的質(zhì)量的水平。 外 文 出 處 : 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 7 頁 共 22 頁 參考資料 1 A.E.W. 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Bales 譯 名 史蒂芬 .巴萊斯 國 籍 美國 原文出處 Mold making technology January 2006 摘 要 現(xiàn)今對(duì)于成型塑料及如何獲得所操作的貴重機(jī)床的最好性能，已經(jīng)有了極多的了解。該指南就模具涂層提供了重要的提示和信息。閱讀后，你應(yīng)該對(duì)使用何種涂層有助于獲得滿足自己及用戶要求的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，無論是選擇傳統(tǒng)還是最先進(jìn)的涂層。畢竟，這些模具是你的投資，它們需要保護(hù)，以獲得高的成型制品的使用期。 關(guān)鍵詞 ：模具涂層 預(yù)防性維護(hù)（ PM） 效益 鎳鈷 鉆石鉻 鎳 -聚四氟乙烯鍍層 硬鉻 聚四氟乙烯 鎳氮化硼 電鍍鎳 紋理 涂料的關(guān)鍵作用 在向你介紹涂料在當(dāng)今市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用前， 你要注意到涂層的作用在模具預(yù)防性維護(hù)（ PM）方面起了相當(dāng)有效的作用。 模具預(yù)防性維護(hù)技術(shù)在保護(hù)你的模具和投資起著關(guān)鍵的作用，因?yàn)樗?jié)省了你的時(shí)間和金錢。一旦在模具涂層方面投資以改善模具的性能，模具預(yù)防性維修技術(shù)總是一個(gè)很好的選擇來保障你獲得最大的效益。這種技術(shù)是應(yīng)該應(yīng)用在每家生產(chǎn)單位的。 也請(qǐng)記得沒有什么涂料可以永久使用，一個(gè)表面磨損的模具上生產(chǎn)出的標(biāo)準(zhǔn)零件也是無法贏得客戶信任和保障自己利益的，但模具預(yù)防性維修技術(shù)是個(gè)使用到位時(shí)最具成本效益的方法，它可以告訴工作人員在生產(chǎn)過程中涂層的磨損狀況。各種涂層是不同 的，它有助于讓員工了解涂層何時(shí)出現(xiàn)惡化，尤其是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)磨損情況下比如出現(xiàn)鍍層穿孔的情況。 例如模具硬鉻鍍層穿孔周圍出現(xiàn)磨損是表示你需要對(duì)模具維護(hù)的一個(gè)跡象，你怎么區(qū)分有沒有磨損？因?yàn)橛层t涂層要比普通鋼硬大概 20 個(gè)洛氏硬度，因此裸露的鋼基磨損的速度比有涂層的鋼快，造成表面細(xì)微或者明顯的邊界。 而鍍鎳層會(huì)使模具表面形成幾乎均勻的一種羽化效果，使其更加難以辨認(rèn)磨損區(qū)域。唯一較明顯的差異是色彩，因?yàn)楫?dāng)鎳層磨損，它產(chǎn)生了關(guān)于鋼鐵的陰影或光環(huán)效應(yīng)。之前再?zèng)]有其他明顯的跡象，而且出現(xiàn)這種情況的鋼，相比那些有鎳鍍層的無 光澤的鋼還顯得更加亮。 這些了解使在涂層磨損前對(duì)模具的維護(hù)成為 PM 計(jì)劃的一個(gè)重要方面。如果錯(cuò)過重要的模具磨損信息，就意味著將來更多的高昂的維修費(fèi)用和額外的拋光費(fèi)用。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 9 頁 共 22 頁 測(cè)量磨損 一種被推薦的測(cè)量涂層磨損程度的工具便是電子測(cè)厚儀，它使用磁渦流相結(jié)合，以準(zhǔn)確測(cè)量表面厚度。當(dāng)一種新模具首次到你工廠時(shí)，花時(shí)間去測(cè)量表面厚度，特別是在高耐磨區(qū)常使用這個(gè)專門的工具。當(dāng)運(yùn)行新模具進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，也要偶爾停下來重新測(cè)量這些區(qū)域。當(dāng)你確定鍍層已經(jīng)磨損到臨界水平，把模具取出并送去維修。 零件計(jì)數(shù)法 一定要記錄下測(cè)厚儀附帶的測(cè)量方法 ，并使用這些說明為該工具制定出一系列維修方法。相比起它零件計(jì)數(shù)，安裝在模具上的周期計(jì)數(shù)器，使工程師記錄下磨損程度，從而使 PM 計(jì)件的有效性加倍。零件計(jì)數(shù)是一種用來確定維修需求的好方法，特別是高容量成型項(xiàng)目。 從第一次運(yùn)行模具，在它準(zhǔn)備進(jìn)行第一次維修工作前，保證件的計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。以此作為在下次維修的時(shí)間的依據(jù)。因此您知道大約何時(shí)模具將準(zhǔn)備進(jìn)行翻新工程，您可以提前安排與您的鍍層供應(yīng)商的交易。這不僅給了他足夠的時(shí)間來安排您的模具維護(hù)，而且在這段時(shí)間內(nèi)還允許您優(yōu)化的模具和機(jī)器。 涂料挑戰(zhàn) 即使在今天，還有些人對(duì)使用 各種涂層，有時(shí)是很貴的涂層，能延長(zhǎng)刀具的壽命或提高模具的性能的效果提出質(zhì)疑。對(duì)于一些人，對(duì)硬鉻或鍍鎳的嘗試或結(jié)果都是為了想要實(shí)現(xiàn)那些目標(biāo)。但是眾所周知，今天的工程塑料材料在注塑模具成型的都是粗制品。 模具維修面臨的挑戰(zhàn)超出玻璃和礦物填料，包括稻殼，木纖維，金屬粉末，阻燃劑和其他添加劑，更不用提樹脂了。此外，除氣和水分酸度往往伴隨著模具的磨損，越是昂貴的工具，越是要付出更大的代價(jià)。 此外，越來越多的復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)都要涉及到更薄，更復(fù)雜的流動(dòng)通道，更頻繁的移動(dòng)核心。這些情況又都促使了更多的模具涂料品種的發(fā)展 ，用以提高模具工作的時(shí)間。 新的涂料科學(xué) 如果你使玻璃填充材料成型高度精密的部件，你可能認(rèn)為使用硬鉻鍍層是一個(gè)典型且可靠的方法來從耐腐蝕和耐磨損方面保護(hù)模具。但是硬鉻不容易均勻的覆蓋如肋骨肋板等部位。而采用一個(gè)新的解決方案 鎳鈷合金涂層，就可以克服這種局限性。 鎳鈷 鎳鈷合金替代硬鉻具有很高的經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)槭褂糜层t，需要一個(gè)符合陽極結(jié)構(gòu)，才能完成模具的涂層。模具越重要的細(xì)節(jié)部位，就需要花費(fèi)越多的時(shí)間建立桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 10 頁 共 22 頁 陽極結(jié)構(gòu)，加工成本變得越高。而鎳鈷合金不需要陽極，由于它的化學(xué)性能好，能更均勻覆蓋細(xì)節(jié)部位。 鈷有 更好的耐磨性，硬度為 60RC，比硬鉻低 10RC。是否值得付出額外的代價(jià)一獲得硬鉻良好的磨損保護(hù)。所以不得不考慮在模具下接受加工的材料。什么是玻璃的百分比？耐磨損是比耐磨更受關(guān)注？ 鉆石鉻。 硬鉻和鎳鈷合金涂層提供了兩種很好的耐磨損性的解決方案，但在更磨損條件下，更新的產(chǎn)品鉆石鉻將能提供出色的保護(hù)。 它的 RC 硬度為 85，是鉻與分散的納米尺寸的球形顆粒金剛石復(fù)合材料涂層。由于鉆石的硬度是無與倫比的，因此這種涂層也提供相當(dāng)高保護(hù)。雖然羅克韋爾評(píng)級(jí)顯示鉆石鉻優(yōu)于氮化鈦（ TIN）涂層，且它不會(huì)有損于待鍍工具維數(shù) 的完整性。所不同的是它只能在 130oF 左右應(yīng)用，而氮化鈦（ TIN）涂層可以在 800oF甚至更高的溫度下應(yīng)用。 鉆石鉻可以鍍?cè)谟层t，熱處理鋼，氮化鋼和其他基本材料，如鋁，鈹銅，黃銅和不銹鋼。推薦的用途包括型芯，型腔，滑塊，推管，及旋轉(zhuǎn)的或無螺紋的型芯。它的抗擦傷性能使它做滑動(dòng)型腔和型芯具有優(yōu)勢(shì)。 鉆石鉻也非常剝離，也對(duì)基礎(chǔ)材料沒有不利影響，在維修的時(shí)候鉆石鉻鍍層節(jié)省了時(shí)間和金錢。錫鍍層同樣也可以剝離，但它需要多達(dá)數(shù)天時(shí)間以過氧化氫反應(yīng)為基礎(chǔ)的方法剝離。而鉆石鉻鍍層可在幾分鐘內(nèi)與苛性堿溶液電解而分離。 此外 ，鉆石鉻做鍍層時(shí)可將厚度控制在 0.001 英寸和 20 英寸之間。錫一般只應(yīng)用在厚度為一英寸的百萬分之一的薄鍍層。鉆石鉻可鍍復(fù)雜的細(xì)節(jié)部位，而錫在鍍這些部位時(shí)有局限性。錫潤(rùn)滑性好，對(duì)鋼而言，摩擦系數(shù)是 0.4，而鉆石鉻的摩擦系數(shù)是 0.15，大約是鉻錫的三倍。 鎳氮化硼 當(dāng)模具商談到特殊的涂層，這種涂層能提供出色的釋放性能，高耐磨性，耐熱性，耐腐蝕，含有氮硼化物粒子的鎳氮化硼也是一種考慮的材料。 鎳氮化硼相對(duì)于鋼來說摩擦系數(shù)相當(dāng)?shù)停瑸?0.05，另外硬度達(dá)到 54RC，再經(jīng)過加熱處理后，它的硬度可以高達(dá) 67RC，這是它 獨(dú)有的特性。鎳氮化硼可以鍍?cè)谌魏文Σ料禂?shù) 185oF 的基材上面，且容易剝離，而且又不損害被鍍的材料。盡管它比聚四氟乙烯鎳大約貴百分之二十，但是它能鍍摩擦系數(shù)高達(dá) 1250oF 的基材，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了最高限度為 500oF 的所有四氟乙烯涂層。 而且采用鎳氮化硼鍍層是一種自催化過程，它不需要陽極，因此節(jié)省大量的時(shí)間和降低了成本。此外，它也不會(huì)影響了模具的熱傳導(dǎo)性。應(yīng)用在無螺紋的型芯合模，這一點(diǎn)對(duì)縮短生產(chǎn)周期很有必要。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 11 頁 共 22 頁 深加強(qiáng)肋，型芯，粗糙表面和粘性聚合物這些需要潤(rùn)滑以有好的釋放性，采用鎳 -聚四氟乙烯復(fù)合材料可以大大改 善釋放性能和提高樹脂的流動(dòng)性，因?yàn)樗哪Σ料禂?shù)僅僅相當(dāng)于鋼的 0.01，能縮短百分之 4 甚至百分之八 8 倍的生產(chǎn)周期。 同時(shí)需要指出的，施用高潤(rùn)滑性的純 PTFE 的模具，只有短期的利益。因?yàn)榫鬯姆蚁┰诒旧頉]有硬度，所以不會(huì)持久。在鎳鍍層單位體積分散著百分之二十五的聚四氟乙烯，會(huì)使它擁有 RC45 的硬度，以補(bǔ)充腐蝕和磨損保護(hù)。 傳統(tǒng)與創(chuàng)新 盡管新涂層技術(shù)提供了很好的前景，但我們不能拋棄以往的可靠鍍層，例如像硬鉻或鍍鎳層。毫無疑問，他們?nèi)匀挥衅溆猛尽?硬鉻 例如，硬鉻材料最大的好處是具有高達(dá) 72 的洛氏硬度，并且可 以再在 130oF的低溫下應(yīng)用。當(dāng)它以純凈物的形式應(yīng)用，它可以使你的工具達(dá)到任意的 SPI要求。 硬鉻是生產(chǎn)斷路器類模具非常好的選擇，因?yàn)樗麄兪褂玫牟牧虾懈哌_(dá)百分之四十的玻璃類材質(zhì)。為了提高耐腐蝕性及預(yù)防在孔及周邊模具的損壞，經(jīng)常在鍍厚度為 0.0003 至 0.0005 英寸硬鉻層后，被推薦進(jìn)行鉆石含量高的拋光，從而增加保護(hù)。 它的缺點(diǎn)是成本問題，因?yàn)殄冦t是在有陽極結(jié)構(gòu)的有限區(qū)域進(jìn)行的。假如您的模具有復(fù)雜的細(xì)節(jié)部位，它可能需要額外的結(jié)構(gòu)構(gòu)建電鍍陽極，從而增加了周期和費(fèi)用。另一個(gè)缺點(diǎn)便是鉻對(duì)環(huán)境的影響，鉻是一種致癌 物。一些公司試圖開發(fā)更好，更清潔的替代品，但到目前為止從模具角度看，還沒有什么材料能和硬鉻的好處相媲美。 化學(xué)鍍鎳 像硬鉻，鍍鎳已成功用于多年來，特別是保護(hù)模具，如 PVC 或溴化阻燃劑這樣的材料產(chǎn)生的腐蝕過脫氣。經(jīng)?？梢钥吹竭@種樹脂產(chǎn)生橙色的生銹，正好腐蝕著眼前沒有保護(hù)措施的模具。產(chǎn)品成型為電子和醫(yī)療行業(yè)，由這種材料成型的制件，用于電子和醫(yī)療行業(yè)，往往無法容忍任何氧化副產(chǎn)物的存在。 鍍鎳有極強(qiáng)的抗氧化性作用，因?yàn)樗?0.0002 至 0.0003 英寸的薄鍍層上分布均勻。即使在有細(xì)節(jié)部位的致密區(qū)域，硬度為 50RC 鎳，可以提供理想的防腐蝕保護(hù)。在鍍層厚度方面它能做到非常準(zhǔn)確，在 0.002 到 0.003 英寸之間并且可以將其磨碎。因此被用在較大的螺紋型芯，嵌件或尺寸要求精確的型腔。它也應(yīng)用在整個(gè)模具底座，澆套，帶有銷釘?shù)陌搴椭鶢钪挝?，保持低的維修率，無生銹的運(yùn)作狀態(tài)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 12 頁 共 22 頁 了解你的模具成品 在確定使用什么涂層時(shí)，如果需要的話，模具成品也必須考慮到，因?yàn)槿缜八?，?shí)際上某些成品可能更加需要模具涂層，某些組合工作狀況非常好，改善潤(rùn)滑性和釋放性。 SPI 拋光標(biāo)準(zhǔn)中有四個(gè)等級(jí)：鉆石，紙，石材，爆炸型。每一種都使模具呈現(xiàn)不同 的表面，有的表面像鏡子一樣光潔，有的是粗糙的紋理。每一種都再分為三個(gè)級(jí)別。 鉆石飾面有非常低的平均粗糙度，因此它是最完美，可靠的。表面平整沒有高低脊。例如，鋼鐵的紙飾面級(jí)別平均粗糙度為 2-4，這和鉆石飾面 A -1 級(jí)別比起來是相當(dāng)粗糙，后者級(jí)別的粗糙度非常低，基本上是 RA-1 級(jí)或者更低。粗糙的幾乎是無法估量的。 但是在成型應(yīng)用時(shí)，許多塑料件像膠水那樣有粘性，成型無瑕疵且光滑的制件，這種粘性導(dǎo)致成型平滑的表面受到損害。一個(gè)很好的例子就是在一個(gè)拋光的直通型芯來成型材料為聚苯乙烯的制件，細(xì)條紋和阻力線和會(huì)出現(xiàn)在聚苯 乙烯的制件上。這個(gè)是可以用在型芯鍍鉻來解決的，這種鍍層產(chǎn)生了有微裂紋的表面。使用聚四氟乙烯灌注到這些裂紋里面，然后在一次完成了 A-1 級(jí)鉆石標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)方法可以解決 95% 類似的問題。 薄壁成型應(yīng)用時(shí)，比如那些應(yīng)用爆炸型能夠破壞了鉆石 A-2 級(jí)無瑕疵的表面，這種表面被磨光后，只留下一些用肉眼看不到得點(diǎn)。這種制品再加上鎳 -聚四氟乙烯會(huì)提高釋放性和充型能力。 酚醛樹脂及其他熱固性材料都要求在進(jìn)行好的拋光，并且在鉆石標(biāo)準(zhǔn)的表面下成型。與像鉻或鉆石鉻這樣的硬且有保護(hù)作用的鍍層結(jié)合，會(huì)加固模具表面和提高釋放性。 這個(gè)時(shí)候局 部地使用聚四氟乙烯涂層好處很小，因?yàn)樗粫?huì)保持長(zhǎng)久。聚四氟乙烯適用于面積較大且有較光滑成型面的模具。成型熱固性模型便要求這樣的成型面，而聚四氟乙烯附著力有限，因此很不適應(yīng)成型熱固性產(chǎn)品。 紋理和釋放性 今 -現(xiàn)很多物品上面都有紋理，汽車儀表板，地板，傳呼機(jī)手機(jī)外殼，電腦部件等等。為了獲得有紋理的有足夠潤(rùn)滑性的表面，模具上鍍層是必不可少的。 紋理表面需要保護(hù)。紋理的峰段是第一個(gè)受磨損的模具細(xì)節(jié)部位，很有必要周期性的用表面光度計(jì)測(cè)量紋理谷底深度及峰高。模具涂層有助于降低維修率和減少重修紋理表面完整性的次數(shù)。 如 果鉆石飾面在釋放性上問題，尤其是當(dāng)使用諸如成型硅橡膠，軟質(zhì) PVC，熱塑性彈性體和一些軟聚丙烯材料成型紋理時(shí)，爆破磨光可能解決這個(gè)問題。這些桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 13 頁 共 22 頁 產(chǎn)品往往是拋光的表面，然而采用光爆破表面會(huì)改善釋放性。添加鎳涂 -聚四氟乙烯層，你會(huì)得到更好的釋放性。 和鎳鈷涂層一樣，硬鉻和化學(xué)鍍鎳都助于保護(hù)紋理表面。與硬鉻相比，化學(xué)鍍鎳鈷涂層分布均勻，這使它成為帶有肋及凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的模具的理想選擇。也比較容易依附在深肋板等復(fù)雜結(jié)構(gòu)上面，并且它結(jié)合了鈷的防腐蝕保護(hù)作用和化學(xué)鍍鎳潤(rùn)滑的性質(zhì)。 總結(jié) 如果你在找提高模具性能的方法，表面處理和 模具的合適組合，延長(zhǎng)兩者之間的防護(hù)性維修的生產(chǎn)周期，會(huì)帶來額外的效益。您的涂層供應(yīng)商會(huì)是寶貴的資源，他能教會(huì)你的員工如何將使用的的涂層隨時(shí)間推移耐磨，以及如何減少停機(jī)時(shí)間，降低成本。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 14 頁 共 22 頁 基于注塑模具鋼研磨和拋光工序的自動(dòng)化表面處理 摘要 本 文 研究 了 注塑模具鋼自動(dòng)研磨與球面拋光加工工序 的 可能性 ，這種 注塑模具鋼 PDS5 的 塑 性 曲面 是在 數(shù)控加工中心 完成的。 這項(xiàng)研究已經(jīng)完成了磨削刀架的 設(shè)計(jì) 與 制造 。 最佳表面研磨參數(shù) 是在 鋼鐵 PDS5 的 加工中心測(cè)定 的。 對(duì)于 PDS5注塑模具 鋼 的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：研磨 材料的磨料 為 粉紅氧化鋁 ，進(jìn)給量 500 毫米 /分鐘 ， 磨削深度 20 微米，磨削轉(zhuǎn)速為 18000RPM。 用優(yōu)化 的 參數(shù) 進(jìn)行 表面研磨 ， 表面粗糙度 Ra 值 可由大約 1.60 微米改善至 0.35 微米 。 用球拋光 工藝和 參數(shù)優(yōu)化拋光 ， 可以進(jìn)一步改善表面粗糙度 Ra值 從 0.343 微米至 0.06 微米左右 。在 模具 內(nèi)部 曲面的測(cè)試部分 ， 用最佳參數(shù) 的 表面研磨、拋光 ，曲面表面粗糙度就可以提高約 2.15 微米到 0 0.07 微米 。 關(guān)鍵詞 : 自動(dòng)化表面處理 拋光 磨削加工 表面粗糙度 田口方法 一、引言 塑膠工程材料由于其重要特點(diǎn) ,如耐化學(xué)腐蝕性、低密度、易于制造 ,并已日漸取代金屬部件 在 工業(yè) 中廣泛 應(yīng)用 。 注塑成型 對(duì)于 塑料制品 是 一個(gè)重要 工藝。注塑模具的表面質(zhì)量是 設(shè)計(jì) 的本質(zhì)要求 ,因?yàn)樗苯佑绊懥怂苣z產(chǎn)品的外觀 和性能。 加工工 藝 如 球面 研磨、拋光常用 于 改善表面光潔度 。 研磨工具 (輪子 )的安裝已廣泛用于傳統(tǒng)模具 的制造 產(chǎn)業(yè) 。 自動(dòng)化表面研磨加工工具 的 幾何模型 將 介紹 。 自動(dòng)化表面處理 的球磨 研磨工具 將得到 示范 和 開發(fā) 。 磨 削速度 , 磨 削 深度 ，進(jìn)給速率和 砂輪 尺寸 、研磨材料特性 （ 如磨料粒度 大?。┦乔蛐窝心?工藝 中 主要的 參數(shù) ，如圖 1（ 球面研磨過程示意圖 ） 所示。 注塑模具鋼的球面研磨 最 優(yōu)化參數(shù) 目前 尚未在文獻(xiàn) 得到確切的 依據(jù) 。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 15 頁 共 22 頁 圖 1 球面研磨過程示意圖 近年來 ， 已 經(jīng) 進(jìn)行了一些研究 ， 確定 了 球 面 拋光工藝 的 最優(yōu)參數(shù) (圖 2) （ 球面 拋光過程示意圖 ）。 比如 ，人們 發(fā)現(xiàn) , 用碳化鎢球滾 壓的方法可以使 工件表面的 塑性變形減少 ,從而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲勞 強(qiáng)度。 拋光的 工藝 的過程 是由 加工中心 和 車床 共同完成的。對(duì) 表面粗糙度有重大影響 的 拋光 工藝 主要參數(shù)，主要是 球或滾子材料 ， 拋光 力， 進(jìn)給速率 ,拋光速度 ,潤(rùn)滑、拋光 率及其他因素等。 注塑模具鋼 PDS5 的 表面拋光的參數(shù)優(yōu)化 ， 分別結(jié)合 了 油脂潤(rùn)滑劑 ，碳化鎢球 ,拋光速度 200 毫米 /分鐘 ,拋光力 300 牛， 40 微米 的進(jìn)給量。 采用最佳參數(shù) 進(jìn)行表面研磨和球面拋光的深度 為 2.5 微米 。 通過拋光 工藝， 表面粗糙度可以 改善大致為 40 至 90。 步距 研磨高度 球磨研磨 進(jìn)給速度 工作臺(tái) 進(jìn)給 研磨球 工作臺(tái) 研磨深度 研磨表面 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 16 頁 共 22 頁 圖 2 球 面 拋光過程示意圖 此項(xiàng) 目 研究的目的是 ， 發(fā)展 注塑 模具 鋼的 球形研磨 和 球面拋光工序 ，這種 注塑模具 鋼的 曲面 實(shí)在 加工中心完成 的。 表面光潔度 的 球研磨與球拋光 的 自動(dòng)化流程工序 ，如圖 3 所示。 我們開始自行設(shè)計(jì)和制造的球面研磨工具及加工中心 的對(duì) 刀 裝置 。 利用田口正交法 ， 確定了表面 球研磨最佳參數(shù) 。 選擇 為 田口 L18 型矩陣實(shí)驗(yàn)相應(yīng) 的 四個(gè)因素和三個(gè)層次 。 用 最佳參數(shù)進(jìn)行表面球研磨則適用于一個(gè)曲面表面光潔度 要求較高的 注塑模具 。 為 了 改善表面粗糙 , 利用最佳球 面 拋光工藝 參 數(shù)，再進(jìn)行對(duì)表層 打磨 。 圖 3 自動(dòng)球面研磨 與 拋光工序 的 流程圖 二、球研磨的設(shè)計(jì)和對(duì)準(zhǔn)裝置 實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的曲面 的 球研磨 ,研磨球 的中心應(yīng)和 加工中心 的 Z軸 相一致。 球面研磨工具的安裝及調(diào)整裝置 的 設(shè)計(jì) ，如 圖 4（ 球 面 研磨工具及其調(diào)整裝置 ） 所示 。 電動(dòng)磨床展開 了 兩個(gè) 具有 可調(diào)支撐螺 絲 的 刀架 。 磨床 中心正好與PDS試樣的設(shè)計(jì)與制造 選擇最佳矩陣實(shí)驗(yàn)因子 確定最佳參數(shù) 實(shí)施實(shí)驗(yàn) 分析并確定最佳因子 進(jìn)行表面拋光 應(yīng)用最佳參數(shù)加工曲面 測(cè)量試樣的表面粗糙 度 球研磨和拋光裝置的設(shè)計(jì)與制造 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 17 頁 共 22 頁 具有輔助作用 的圓錐槽線配合 。 擁有磨床 的 球接軌 ,當(dāng) 兩個(gè)可調(diào)支撐螺絲被收緊時(shí)，其后的 對(duì)準(zhǔn)部件 就 可以拆除 。研磨 球中心坐標(biāo)偏差約 為 5 微米 , 這是衡量一個(gè)數(shù)控坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)床的 機(jī)械振動(dòng) 力 是 被 螺旋彈簧 所 吸收 。球形研磨球 和 拋光工具 的安裝，如圖 5（ a. 球面研磨工具的圖片 . b.球拋光工具 的 圖片 ） 所示 。為使 球面磨削加工和拋光加工 的進(jìn)行， 主軸 通過 球鎖機(jī)制 而被鎖 定。 圖 4 球 面 研磨工具及其調(diào)整裝置 模柄 彈簧 工具可調(diào)支撐 緊固螺釘 磨球 自動(dòng)研磨 磨球組件 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 18 頁 共 22 頁 圖 5 a. 球面研磨工具的圖片 . b.球拋光工具 的 圖片 三、矩陣實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃 3.1 田口正交表 利用矩陣實(shí)驗(yàn)田口正交 法，可以 確定參數(shù) 的有影響程度。 為了配合上述球面研磨參數(shù) ， 該材料磨料 的研磨 球 (直徑 10 毫米 ),進(jìn)給速率， 研磨 深度 ,在次研究中 電氣磨床被 假定為 四個(gè)因素 ， 指定為 從 A 到 D（見表 1 實(shí)驗(yàn)因素和水平 ）。三個(gè)層次的因素 涵蓋了不同的范圍特征 ,并用 了數(shù)字 1、 2、 3 標(biāo)明。 挑選三類磨料 ,即碳化硅 ,白色氧化鋁 ,粉紅氧化鋁 來 研究 . 這 三個(gè)數(shù)值的 大小取決于 每個(gè)因素 實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 選定 L18 型正交矩陣進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ，進(jìn)而研究 四 三級(jí)因素的球形研磨過程 。 表 1 實(shí)驗(yàn)因素和水平 因素 水平 1 2 3 A. 碳化 硅 白色氧化鋁 粉紅氧化鋁 B. 50 100 200 C.研磨深度（ m） 20 50 80 D. 12000 18000 24000 3.2 數(shù)據(jù)分析的界定 工程設(shè)計(jì)問題 ,可以分為較小 而好的 類型 ,象征性最好類型 ,大 而好 類型 ， 目標(biāo) 取向 類型等 。 信噪比 (S/N)的 比值 ，常 作為目標(biāo)函數(shù) 來 優(yōu)化產(chǎn)品或 者 工藝設(shè)計(jì) 。 被加工面的 表面粗糙度值經(jīng) 過 適當(dāng) 地 組合磨削參數(shù) ， 應(yīng)小于原來的 未加工 表面 。 因此 ,球面研磨過程 屬于工程問題中的 小 而好類型。這里的 信噪比 （ S/N） ,按下列公式定義 : 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 19 頁 共 22 頁 =10 log10 平方等于質(zhì)量特性 =10 log10 ni iyn121 （ 1） 這里， yi 不同噪聲條件下 所 觀察 的 質(zhì)量特性 n 實(shí)驗(yàn) 次數(shù) 從每 個(gè) L18 型正交實(shí)驗(yàn) 得到的 信噪比 （ S/N） 數(shù)據(jù) ，經(jīng) 計(jì)算 后， 運(yùn)用差異分析技術(shù) (變異 )和 殲比檢驗(yàn) 來測(cè)定 每一個(gè) 主要的 因素 。 優(yōu)化 小而好類型的工程問題 問題更是盡量 使 最大而 定 。 各級(jí) 選擇 的 最大化將 對(duì)最終的 因素有重大影響 。 最優(yōu)條件可 視 研磨球 而 待定 。 四、實(shí)驗(yàn)工作和結(jié)果 這項(xiàng)研究使用的材料是 PDS5 工具鋼 (相當(dāng)于艾西塑膠模具 )， 它 常用 于 大型注塑模具產(chǎn)品在國內(nèi)汽車零件 領(lǐng)域和國內(nèi)設(shè)備。 該材料的硬度約 HRC33(HS46)。 具體好處之一是 , 由于 其 特殊的熱處理前處理 ， 模具可直接用于未經(jīng)進(jìn)一步加工工序 而對(duì) 這一材料 進(jìn)行 加工 。式樣 的設(shè)計(jì)和制造 ,應(yīng) 使 它 們可以安裝在底盤 ，來測(cè) 量相應(yīng)的反力。 PDS5 試樣的加工 完畢 后 ， 裝在大底盤 上在 三 坐標(biāo) 加工 中心進(jìn)行了銑 削，這種加工中心是由 鋼鐵公司 所生產(chǎn) (中壓型三號(hào) ),配備 了 FANUC-18M公司 的 數(shù)控控制器 (0.99 型 )。 用 hommelwerket4000 設(shè)備 來 測(cè)量前 機(jī) 加工 前 表面的 粗糙度 ,使其 可達(dá)到 1.6 微米 。 圖 6 試驗(yàn) 顯示了 球面磨削加工 工藝的 設(shè)置 。 一個(gè)由 Renishaw 公司 生產(chǎn)的 視頻觸摸觸發(fā)探頭 ，安裝在 加工中心 上，來 測(cè)量 和 確定和原 始式樣的 協(xié)調(diào) 。 數(shù)控代碼所需要的磨球路徑 由 PowerMILL 軟件產(chǎn) 。 這些代碼經(jīng) 過 RS232 串口界面 ， 可以傳送到 裝有 控制器的數(shù)控加工中心 上。 圖 6 加工中心 數(shù)控機(jī)床 電腦 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文 第 20 頁 共 22 頁 完成 了 L18 型 矩陣實(shí)驗(yàn)后， 表 2 （ PDS5 試樣 光滑 表 層的 粗糙度 ） 總結(jié)了 光滑 表面 的 粗糙度 RA 值 ， 計(jì)算 了每一個(gè) L18 型 矩陣實(shí)驗(yàn)的信噪比（ S/N） ,從而 用于方程（ 1）。通過表 2 提供的各個(gè)數(shù)值，可以得到四種不同程度因素的平均信噪比（ S/N），在圖 7中已用圖表顯示。 表 2 PDS5 試樣 光滑 表 層的 粗糙度 實(shí)驗(yàn) 序號(hào) A B C D my1 my 2 my3 S/N(dB) Mean my_ 1 1 1 1 1 0.35 0.35 0.35 9.119 0.350 2 1 2 2 2 0.37 0.36 0.38 8.634 0.370 3 1 3 3 3 0.41 0.44 0.40 7.597 0.417 4 2 1 2 3