[發明專利]一種電解等離子體制備鋁合金抗粘附表面的方法

有效

• 申請號: 201410151757.0
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN103882495B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 孟建兵;董小娟;魏修亭
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06;C25D11/24
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技術領域

本發明屬于功能材料、金屬表面改性和防護領域，特別涉及一種電解等離子體制備鋁合金抗粘附表面的方法。

背景技術

模具與制品間的粘附力過大是使制品脫模困難的主要原因，粘附過程是一個復雜的物理、化學過程。粘附現象的產生是兩相界面分子彼此接觸，導致分子經過運動建立最合適的構型以達到吸附平衡，隨后形成的分子間范德華力或跨越界面的化學鍵作用導致接觸界面間各種粘附現象的產生。由粘附理論可知，模具與制品間的粘附強度，即粘附力不僅取決于界面力，還取決于接觸界面狀態和兩本體相的機械性質。

鑒于鋁合金優良的品質及性能，近年來被廣泛應用于注塑、吹塑、吸塑及各類型模具等方面，涉及機械、電子、汽車、航空、輕工、醫療等制造領域。鋁合金模具型腔的表面質量是決定制品質量及模具使用壽命的關鍵因素。一直以來，人們在保證型腔尺寸精度和形狀精度的前提下，主要通過降低表面粗糙度、提高表面硬度等手段來改善模具表面狀況。在使用性能方面，更多的是考慮其耐磨性、耐蝕性等要求。傳統理論認為，若鋁合金模具表面越光滑、接觸界面的粗糙度越低，則模具與制品間的粘附力越小。于是人們盡量從提高模具表面的加工精度、降低表面粗糙度的角度入手，通過機械拋光、化學拋光、電解拋光（申請號為CN103484928A、CN101173361A的中國專利）、超聲波拋光、流體拋光、磁力拋光等方法，希望實現鋁合金模具表面抗粘附性能的改善。這種高精或超精加工對于界面法向粘附力的改善有著直接影響，但是對于降低界面切向粘附力的效果并不明顯。

近年來，注塑、模壓、層壓、擠出等模具工藝的迅速發展，促進了脫模技術的更新換代，相繼出現了脫模劑法、電滲法、表面改性法以及界面充氣、充液和加熱法等多種提高模具表面抗粘附性能的方法。其中，脫模劑（申請號為 CN10838581A的中國專利）的應用和含鉻鍍層的處理最為普遍。雖然脫模劑是一種介于模具和制品之間的功能性物質，能夠防止橡膠、塑料等高聚物和其它材料的制品粘附到模具型腔表面，但脫模劑的使用場合常受到限制，難以控制，甚至帶來產品質量缺陷——脫模劑使用過多，會影響制品外觀，對制品彩飾也會產生不良后果，嚴重時，會使液體物料不能融合，橡塑制品表面形成線狀熔接痕，極大地削弱制品的機械強度；脫模劑使用不足，又會造成脫模困難，而脫模不良，可造成制品表面白化、扭曲變形以致破裂等缺陷，甚至損傷鋁合金模具。此外，在模具型腔表面鍍鉻、鍍鎳-磷-聚四氟乙烯等功能層，這些方法盡管能夠降低高聚物的粘附力，利于膠料流動、減少制品脫模力，但鍍層與基體結合強度較低，容易磨損，甚至會出現局部鍍層片狀脫落等現象，使得鋁合金模具表面失去抗粘附這一重要性能。