搪塑模具制备及搪塑工艺关键技术研究
【摘要】搪塑模具是采用电铸成型的方法加工的一种模具,其主要用于汽车内饰件及搪塑玩具生产制造中。搪塑模具具有加工简单、形状多样、成本低及生产周期短等特点,而被广泛应用于塑料制品的生产中,尤其是在高档汽车仪表板表皮的生产中。搪塑过程属于无应力加工,搪塑制品不易开裂,尺寸稳定,厚度均匀,表皮纹理清晰,手感好,更接近天然皮革;产品的外观、质地及手感是其它成型工艺无法比拟的;在耐老化方面,搪塑制品更显示了明显的优势,在耐热、起雾、光稳定性、抗渗出、抗刮伤等方面性能也比较突出。搪塑模具在汽车行业被广泛应用,但汽车内饰件搪塑模具制备及搪塑工艺的核心技术却被外国企业垄断。本文结合相关文献对电铸技术、搪塑工艺、搪塑设备进行了介绍,通过实验对搪塑模具的制备及搪塑工艺参数进行了研究。利用氨基磺酸镍电解液体系成功地在铜、环氧树脂基底上电沉积出厚度为3~4mm的镍壳,对影响电铸的关键因素(氨基磺酸镍、氯化镍、糖精、十二烷基硫酸钠、电流密度)进行研究,对试样进行XRD、内应力、拉伸、维氏硬度测试,对沉积速度及电流效率等进行了计算,利用方差分析对电沉积层性能的影响因素进行了研究,得到适合制备搪塑模具的电解液体系。利用研究确定的电解液体系制备出微型搪塑模具,并用进行了搪塑工艺参数的研究。通过对搪塑温度、搪塑模具转动周数及速度等工艺参数的改变,最终确定最佳的搪塑工艺,同时验证了制备的微型搪塑模具的可使用性。研究结果表明:(1)氨基磺酸镍、电流密度、氯化镍及添加剂的浓度改变对电铸层性能影响显著,样品内应力随着氨基磺酸镍的含量增加先下降后升高,而随着电流密度升高而降低,内应力的产生与电铸层的缺陷、畸变的密切相关;(2)通过实验及数据分析,确定了最佳的电铸液组份及电流密度,即氨基磺酸镍350~400g/L、氯化镍15g/L、十二烷基硫酸钠0.8g/L、糖精0.4g/L;(3)电铸件缺陷(针孔、结瘤、毛刺)与液体流动情况、阴极结构及副盐(NiCl2)有关,可通过改变工艺条件减轻或避免缺陷;(4)搪塑工艺最佳的工艺参数为搪塑温度为250℃,模具转动速度为6RPM左右,转动周数为4左右。
【作者】李佰林;
【导师】梁继才;
【作者基本信息】吉林大学,材料学,2014,硕士
【关键词】电铸镍;搪塑模具;搪塑工艺;正交试验;
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