提高铝制模具的寿命分析

优胜编程龚老师

提高铝制模具的寿命分析:

铝制模具是模具行业人士人非常关心的一个热门话题，用铝材作为一种较高成本效益的方法来生产模具具有很多优势，可以进一步提高企业的竞争力。由于优势非常明显，因而模具制造的周期缩短，从而降低了生产成本，再加上这种模具具有更好的导热性，这就意味着生产周期可大大缩短。总之，探讨有关电镀铝制模具的问题，对于考虑使用这类模具的人们而言是很合时宜的。　　历史和应用　　将铝制模具应用于注塑工艺并不完全是一个新的概念。最初，原型模具普遍采用铝材制造，而且汽车工业应用这类模具已经有很多年的历史了，现已逐渐的在汽车行业以外的企业中流行起来。　　越来越多的客户提出了这样一个问题：如何延长这些模具的使用寿命，以使其能够适用于有限的生产？随着这种趋势的发展，客户们开始探讨将铝制模具作为真正的生产工具，甚至还提出了更多的问题，例如：　　（1）模具可能需要电镀的最终表面光洁度应达到什么水平才能更好地使零件脱模？　　
（2）它是否要求达到类似于纸质的表面光洁度还是钻石般的表面光洁度？它是否需要采用喷丸抛光处理？　　
（3）需要达到什么样的要求才能防止其腐蚀和磨损？　　在加工处理模具前，所有这些问题都应该得到很好的解答。　　由于新技术和铝制模板的开发，特别是为了注塑模的设计，铝制模具也越来越普遍地用于吹塑模、R.I.M.模、橡胶模、结构发泡模及R.T.M.模等领域。尽管它可能不适合于所有应用领域，但事实上，其使用变得越来越普遍。　　延长使用寿命　　每个人都希望能够延长模具的生产使用寿命，例如采用传统的工具钢制造模具，其表面采用硬质铬或镍金属电镀，或采用更为专业化的工程涂料，这样做可以防止其表面磨损或腐蚀，促使其更好的脱模。此后，为了寻求同样的目标，开始采用铝制模具，并找到了切合实际的解决办法。　　光泽度水平　　为了能够注塑成型生产出装饰性较好的零件，除了延长模具的使用寿命之外，制造商还希望铝制模具的表面能够保持一定程度的光泽度，因此建议采用非电镀的镍喷涂工艺，因为这种方法有助于延长模具表面光洁度的寿命，使其生产装饰性零件相对比较容易。　　由于铝材的质地较软，如果不采用表面涂层，就容易被塑料磨损，加速其损坏程度，从而改变注塑成型件的光泽度。非电镀镍涂层可使模具表面增加50RC，使其足以保护和延长模具表面的光泽度和结构。　　
表面光洁度　　更有利的是，非电镀镍涂层可以比铝材本身获得更好的表面光洁度质量，但必须指出的是，在模具可以电镀前，首先需要进行一些表面处理。例如，为了使其能够达到透镜级的质量水平，建议首先将铝制模具的表面加工到SPIA-3级光洁度水平，然后在其进一步抛光前，再应用0.0003~0.0005的高磷非电镀镍涂层，使其达到钻石级质量的光洁度水平。　　
从另一方面来说，这种工艺节约了大量的时间和成本费用。在通常情况下，铝材也会带来各种不同的缺陷，但凭肉眼往往是看不见的，只有在注塑成型的零件上才能很清楚地看到，这必将导致材料的浪费，以及返回试验台重新试验的时间，以分析和纠正所产生的问题。非电镀镍涂层将有助于在模具投产前消除这些缺陷，或将这些缺陷降到最低。　　
由于非电镀镍涂层均匀地沉积在模具所有的表面上，因此它将全面地覆盖整个零件，包括所有的螺纹孔和销钉孔等，这实际上提高了铝制模具的结构完整性。另外一个优势是，非电镀镍涂层的应用将不会影响铝材的特性，因为它是在180℃的低温条件下应用。　　
Aluminum Injection Mold公司的总裁David Bank先生是铝制模具的倡导者之一，他喜欢在铝模上使用氮化硼镍涂层。“我使用氮化硼镍涂层有两个原因：其一，当制造的模具用于加工较低百分比的玻璃填充材料时，能够达到耐磨的目的；其二，当制造的模具用于加工PVC一类的材料时，可起到防腐的作用。”Bank先生说，“在这两种情况下，使用几种带有涂层的模具能够获得巨大的成功。氮化硼镍涂层应用的效果很好，与铝材有很好的亲和力，但在必要时可以剥离。无论您选用的涂层是出于什么样的理由，总之选用氮化硼镍涂层是一个非常可靠的策略。”　　
防腐保护和水线　　如果腐蚀是一个令人关心的问题，那么采用镍-聚四氟乙烯涂料、氮化硼镍涂层和非电镀镍涂层将能够起到最好的防腐作用。使用了上述各类工程涂层中的任何一种涂层后，模具在停产不用期间，再也没有必要往模具上喷涂其他的保护层和防腐层。　　

水线也可从铝制模具的非电镀镍涂层中获益。如果使用就没有必要担心有关水线的收缩或白色类似于鳞状的涂层了，它可以降低加工周期，因为电镀材料实际上可以消除这些问题。因此，在应用前只要将插头未从模具中拔出，那么当整个模具被喷涂以后，水线也就会被喷涂层所覆盖。　　

在50RC时，直接喷涂的非电镀镍涂层能够起到一般性的防磨损保护作用，不过可以通过PVC气体获得最佳的保护；镍-聚四氟乙烯涂层在50RC时，对防护磨损具有中等保护作用，并且可以提高润滑性，以及起到良好的防腐作用；而氮化硼镍涂层在54RC时，具有极好的耐磨保护性，而且还具有良好的脱模性能和防腐保护作用。　　还应当指出的是，铝材有不同的等级，需要采用不同的处理方法，以保证其对任何电镀材料都有适当附着力。因此，了解您的基材总是非常有益的，或是找到一个具有一定装备的电镀经销商为您提供分析。这样可以保证使您在滑板、模具闭合、分型线和其他模具元件上达到最好的附着力。　　

毫无疑问，长期用于注塑成型生产的铝制模具的使用趋势将会持续下去，而且无疑也将会开发出一系列更新颖的铝合金材料，以适应和满足不同模具的生产和应用需求。无论遵循这条原则会出现什么样的情况，但总是有一种工程涂层可以用来提高产品的质量和延长模具的使用寿命，这是非常简单的事情，提供电镀服务的经销商有很多经验和资源可以帮助人们去实现这个愿望。