技术摘要：
本发明公开了一种高光注塑成型工艺，包括以下步骤：S1：选料；S2：烘干；S3：预热；S4：合模；S5：注塑；S6：冷却；S7：开模。其中，对模具进行纳米化处理，该工艺采用一种新兴的高碳钢模具表面纳米化强化工艺，在高温下，将模具零件置于能产生活性渗剂的还原剂介质中 全部
背景技术：
现代工业的大发展，塑料注塑成型是当今制造业发展的关键技术之一。塑料制品 在农业和日常生活等领域的广泛应用，质量要求变得更加高，随着人们生活水平及工业发 展程度的提高，现代社会对塑料制品的整体性能及外观质量的要求也随之提高。 传统的注射成型工艺采用低温冷却剂，保持较低的模具表面温度，从而提高了成 型效率，缩短了成型周期。但是在注塑成型过程中，模具表面温度的降低会导致塑料零件在 外观和质量上出现很多缺陷。例如，低温模壁将导致融化产生的冻层接触表面之间的温差, 提高表层和中心层的融化，导致可怜的模具型腔的熔体流动，甚至停滞流。当两种或两种以 上熔体的波前端在型腔内相遇时，如果型腔内温度较低，融合部分不能完全融合，导致塑件 表面出现焊接痕迹。然而，仅仅增加了模具温度在一定程度上可以解决上述问题，提高塑料 零件的外观质量，但它很容易导致翘曲和变形等缺陷的塑料部件，延长成型周期,增加生产 成本。因此，有必要将简单的高模温注塑转变为变模温注塑。采用可变模具表面温度，而在 充模完成后能够通过快速冷却加快塑料固化，从而缩短成型时间，这就是高光注射成型的 基本原理。 通过模具温度机控制实现模具温度的动态控制，并通过热流道和电磁阀及时给 胶。为了生产出高质量的塑料零件，高光注塑模具在材料的选择、设计制造加工等方面都比 普通模具有更高的要求。 由于高光注射过程中模具温度需要急剧的升降，使用高光模具材料可以大大延长 模具的使用寿命。高光泽的模具材料需要具有良好的导热性、抛光性、加工性、耐磨性和耐 腐蚀性以及较低的热膨胀系数。如果模具耐腐蚀性差，如果有潮气沉积就会被腐蚀；表面光 洁度差意味着粗糙度大，导致高光成型无法进行。 为了改进高光注塑成型工艺，必须对高光注塑成型模具进行改进，提高模具的使 用寿命以及产品的稳定性，从而提高塑料产品的性能以及成品率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高光注塑成型工艺，该工艺采用的模具经过表面纳米 化处理后，提高模具的使用寿命以及产品的稳定性，从而提高高光注塑成型产品的性能以 及成品率。模具的表面纳米化工艺，采用一种新兴的高碳钢模具表面纳米化强化工艺，在高 温下，将模具零件置于能产生活性渗剂的还原剂介质中，在一定温度下加热保温适当时间， 渗剂的热分解使金属活性原子被吸附到工件表面，形成数十微米的金属碳化物覆层，从而 改变工件表层的性能。例如钒金属碳化物覆层硬度可达1600～3200HV，具有良好的耐蚀性、 抗氧化性、良好的耐热黏性、耐冲击性和耐剥落性。此外，该碳化物履层与基体结合牢固，渗 层致密，模具表面租糙度不受影响，使模具的使用寿命大大提高。 4 CN 111590810 A 说 明 书 2/12 页 高光注塑成型工艺需要模具迅速加热升温，可使用金属涂层来获得一定电阻，铝 是相对较高电阻的材料，并且渗铝提高了模具耐腐蚀，磨损和腐蚀磨损的能力。渗铝表面层 通过反复锤打和随后的恢复热处理而形成模具表面纳米化。利用碳纳米管对氯化铝进行改 性，碳纳米管的内部可以填充金属、氧化物等物质，碳纳米管可以作为装氯化铝的容器，氯 化铝灌满碳纳米管，高温加热碳纳米管碳化后就可以制备更细的纳米尺度的模具表面。 锤击引起了合金的变形和恢复处理将形成的位错单元转变为纳米晶粒。表面纳米 化进一步提高了耐腐蚀，磨损和腐蚀磨损的能力。改善归因于晶粒或微结构的细化，增强了 钝化能力并形成了更具保护性和粘附性的钝化膜。所有这些作用都增强了模具的抗磨损和 抗腐蚀性能。 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 一种高光注塑成型工艺，包括以下步骤： S1选料：选用PC、ABS、PA、PMMA一种或多种作为注射用树脂材料； S2烘干：将上述树脂材料进行烘干处理，烘干温度设定为85-100℃，烘干时间设置 为6-10h，使其湿度降低到0.02％以下； S3预热：对模具采用热流系统进行预热处理，预热温度设为80-100℃，预热时间设 为1-3小时； S4合模：向预热后的模具中通入高温热气流，使模具温度瞬间达到超过上述树脂 材料变形的粘流温度，且所述高温热气流的温度为160-200℃； S5注塑：向模具中注射经过烘干处于熔融状态下的树脂材料，且完成注塑后将高 温热气流排除模具外； S6冷却：向模具中通入冷却水，使模具迅速冷却至25-35℃，且熔融状态下的树脂 材料在模具中定型形成成品； S7开模：模具将成品顶出，取出成品，向模具中吹入高压空气，排出冷却水，且所述 高压空气的压力为0.6-1.5MPa。 所述模具为纳米化合金钢模具。 本发明还公开了一种纳米化合金钢模具的制备方法，包括以下步骤： (1)将合金钢加工成需要的尺寸和形状，制备得到合金钢模具； (2)将合金钢模具进行纳米化处理，得到表面纳米化合金钢模具。 所述步骤(2)合金钢模具进行纳米化处理，包括以下步骤： (1)将合金钢模具使用800-1200目的碳化硅纸打磨，然后用酒精清洗干净； (2)准备铝粉和渗剂的混合物，铝粉和渗剂的加入量分别是合金钢模具重量的8- 15％和3-6％； (3)将合金钢模具嵌入在加入铝粉和渗剂混合物中氧化铝坩埚中，将其密封并在 氩气气氛中的管式炉中于500-700℃加热40-60分钟，然后关闭炉子，使合金钢模具在氩气 流下在炉子中冷却，冷却后，将处理过的合金钢模具从炉中取出，并用酒精轻刷和超声进行 清洗； (4)清洁表面后，用旋转锤均匀地锤击整个合金钢模具表面； (5)锤击后，作为恢复处理，将锤击后的合金钢模具在管式炉中在氩气气氛中于 200-300℃退火30-50分钟，以形成纳米化的表面渗层，得到纳米化低合金钢。 5 CN 111590810 A 说 明 书 3/12 页 所述渗剂为五氧化二钒、氯化铝、碳纳米管改性的聚氯化铝中一种或两种。 所述旋转锤的频率为50-100Hz，锤头为半球形，直径为3-5mm，锤击机的冲击能量 为2.000-3.000Nm。 最优选的，所述渗剂为五氧化二钒和碳纳米管改性的聚氯化铝按质量比(1-2): (1-2)组成的混合物。 所述碳纳米管改性的聚氯化铝的制备方法，包括以下步骤： 配制500-1000mL、1 .0-2 .0mol/L的氯化铝水溶液，加入2-5g的碳纳米管和5- 10gNa2CO3，搅拌形成混合液，将混合液放入反应釜中置于60-100℃的烘箱中反应12-18h，反 应结束后离心分离，用水洗涤沉淀，烘干得到碳纳米管改性的聚氯化铝。 本发明的有益效果： 本发明通过采用一种新兴的高碳钢模具表面纳米化强化工艺，在高温下，将模具 零件置于能产生活性含铝和钒渗剂的还原剂介质中，在一定温度下加热保温适当时间，渗 剂的热分解使金属活性原子被吸附到工件表面，形成数十微米的金属碳化物覆层，从而改 变工件表层的性能。钒金属碳化物覆层硬度可达1600～3200HV，具有良好的耐蚀性、抗氧化 性、良好的耐热黏性、耐冲击性和耐剥落性。此外，该碳化物履层与基体结合牢固，渗层致 密，模具表面租糙度不受影响，使模具的使用寿命大大提高。 渗铝提高了模具的电阻，保证加热模具快速升温，同时保持温度恒定，同时提高了 模具耐腐蚀，磨损和腐蚀磨损的能力。渗铝表面层通过反复锤打和随后的恢复热处理而形 成模具表面纳米化。利用碳纳米管对氯化铝进行改性，碳纳米管的内部可以填充金属、氧化 物等物质，碳纳米管可以作为装氯化铝的容器，氯化铝灌满碳纳米管，高温加热碳纳米管碳 化后就可以制备更细的纳米尺度的模具表面。 本发明通过锤击引起了合金的变形和恢复处理将形成的位错单元转变为纳米晶 粒。表面纳米化进一步提高了耐腐蚀，磨损和腐蚀磨损的能力。改善归因于晶粒或微结构的 细化，增强了钝化能力并形成了更具保护性和粘附性的钝化膜。所有这些作用都增强了模 具的抗磨损和抗腐蚀性能。 本发明高光注塑成型工艺制备的塑料成品具有良好的抗老化、耐光照老化、耐划 伤性能。
本发明公开了一种高光注塑成型工艺，包括以下步骤：S1：选料；S2：烘干；S3：预热；S4：合模；S5：注塑；S6：冷却；S7：开模。其中，对模具进行纳米化处理，该工艺采用一种新兴的高碳钢模具表面纳米化强化工艺，在高温下，将模具零件置于能产生活性渗剂的还原剂介质中 全部
背景技术：
现代工业的大发展，塑料注塑成型是当今制造业发展的关键技术之一。塑料制品 在农业和日常生活等领域的广泛应用，质量要求变得更加高，随着人们生活水平及工业发 展程度的提高，现代社会对塑料制品的整体性能及外观质量的要求也随之提高。 传统的注射成型工艺采用低温冷却剂，保持较低的模具表面温度，从而提高了成 型效率，缩短了成型周期。但是在注塑成型过程中，模具表面温度的降低会导致塑料零件在 外观和质量上出现很多缺陷。例如，低温模壁将导致融化产生的冻层接触表面之间的温差, 提高表层和中心层的融化，导致可怜的模具型腔的熔体流动，甚至停滞流。当两种或两种以 上熔体的波前端在型腔内相遇时，如果型腔内温度较低，融合部分不能完全融合，导致塑件 表面出现焊接痕迹。然而，仅仅增加了模具温度在一定程度上可以解决上述问题，提高塑料 零件的外观质量，但它很容易导致翘曲和变形等缺陷的塑料部件，延长成型周期,增加生产 成本。因此，有必要将简单的高模温注塑转变为变模温注塑。采用可变模具表面温度，而在 充模完成后能够通过快速冷却加快塑料固化，从而缩短成型时间，这就是高光注射成型的 基本原理。 通过模具温度机控制实现模具温度的动态控制，并通过热流道和电磁阀及时给 胶。为了生产出高质量的塑料零件，高光注塑模具在材料的选择、设计制造加工等方面都比 普通模具有更高的要求。 由于高光注射过程中模具温度需要急剧的升降，使用高光模具材料可以大大延长 模具的使用寿命。高光泽的模具材料需要具有良好的导热性、抛光性、加工性、耐磨性和耐 腐蚀性以及较低的热膨胀系数。如果模具耐腐蚀性差，如果有潮气沉积就会被腐蚀；表面光 洁度差意味着粗糙度大，导致高光成型无法进行。 为了改进高光注塑成型工艺，必须对高光注塑成型模具进行改进，提高模具的使 用寿命以及产品的稳定性，从而提高塑料产品的性能以及成品率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高光注塑成型工艺，该工艺采用的模具经过表面纳米 化处理后，提高模具的使用寿命以及产品的稳定性，从而提高高光注塑成型产品的性能以 及成品率。模具的表面纳米化工艺，采用一种新兴的高碳钢模具表面纳米化强化工艺，在高 温下，将模具零件置于能产生活性渗剂的还原剂介质中，在一定温度下加热保温适当时间， 渗剂的热分解使金属活性原子被吸附到工件表面，形成数十微米的金属碳化物覆层，从而 改变工件表层的性能。例如钒金属碳化物覆层硬度可达1600～3200HV，具有良好的耐蚀性、 抗氧化性、良好的耐热黏性、耐冲击性和耐剥落性。此外，该碳化物履层与基体结合牢固，渗 层致密，模具表面租糙度不受影响，使模具的使用寿命大大提高。 4 CN 111590810 A 说 明 书 2/12 页 高光注塑成型工艺需要模具迅速加热升温，可使用金属涂层来获得一定电阻，铝 是相对较高电阻的材料，并且渗铝提高了模具耐腐蚀，磨损和腐蚀磨损的能力。渗铝表面层 通过反复锤打和随后的恢复热处理而形成模具表面纳米化。利用碳纳米管对氯化铝进行改 性，碳纳米管的内部可以填充金属、氧化物等物质，碳纳米管可以作为装氯化铝的容器，氯 化铝灌满碳纳米管，高温加热碳纳米管碳化后就可以制备更细的纳米尺度的模具表面。 锤击引起了合金的变形和恢复处理将形成的位错单元转变为纳米晶粒。表面纳米 化进一步提高了耐腐蚀，磨损和腐蚀磨损的能力。改善归因于晶粒或微结构的细化，增强了 钝化能力并形成了更具保护性和粘附性的钝化膜。所有这些作用都增强了模具的抗磨损和 抗腐蚀性能。 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 一种高光注塑成型工艺，包括以下步骤： S1选料：选用PC、ABS、PA、PMMA一种或多种作为注射用树脂材料； S2烘干：将上述树脂材料进行烘干处理，烘干温度设定为85-100℃，烘干时间设置 为6-10h，使其湿度降低到0.02％以下； S3预热：对模具采用热流系统进行预热处理，预热温度设为80-100℃，预热时间设 为1-3小时； S4合模：向预热后的模具中通入高温热气流，使模具温度瞬间达到超过上述树脂 材料变形的粘流温度，且所述高温热气流的温度为160-200℃； S5注塑：向模具中注射经过烘干处于熔融状态下的树脂材料，且完成注塑后将高 温热气流排除模具外； S6冷却：向模具中通入冷却水，使模具迅速冷却至25-35℃，且熔融状态下的树脂 材料在模具中定型形成成品； S7开模：模具将成品顶出，取出成品，向模具中吹入高压空气，排出冷却水，且所述 高压空气的压力为0.6-1.5MPa。 所述模具为纳米化合金钢模具。 本发明还公开了一种纳米化合金钢模具的制备方法，包括以下步骤： (1)将合金钢加工成需要的尺寸和形状，制备得到合金钢模具； (2)将合金钢模具进行纳米化处理，得到表面纳米化合金钢模具。 所述步骤(2)合金钢模具进行纳米化处理，包括以下步骤： (1)将合金钢模具使用800-1200目的碳化硅纸打磨，然后用酒精清洗干净； (2)准备铝粉和渗剂的混合物，铝粉和渗剂的加入量分别是合金钢模具重量的8- 15％和3-6％； (3)将合金钢模具嵌入在加入铝粉和渗剂混合物中氧化铝坩埚中，将其密封并在 氩气气氛中的管式炉中于500-700℃加热40-60分钟，然后关闭炉子，使合金钢模具在氩气 流下在炉子中冷却，冷却后，将处理过的合金钢模具从炉中取出，并用酒精轻刷和超声进行 清洗； (4)清洁表面后，用旋转锤均匀地锤击整个合金钢模具表面； (5)锤击后，作为恢复处理，将锤击后的合金钢模具在管式炉中在氩气气氛中于 200-300℃退火30-50分钟，以形成纳米化的表面渗层，得到纳米化低合金钢。 5 CN 111590810 A 说 明 书 3/12 页 所述渗剂为五氧化二钒、氯化铝、碳纳米管改性的聚氯化铝中一种或两种。 所述旋转锤的频率为50-100Hz，锤头为半球形，直径为3-5mm，锤击机的冲击能量 为2.000-3.000Nm。 最优选的，所述渗剂为五氧化二钒和碳纳米管改性的聚氯化铝按质量比(1-2): (1-2)组成的混合物。 所述碳纳米管改性的聚氯化铝的制备方法，包括以下步骤： 配制500-1000mL、1 .0-2 .0mol/L的氯化铝水溶液，加入2-5g的碳纳米管和5- 10gNa2CO3，搅拌形成混合液，将混合液放入反应釜中置于60-100℃的烘箱中反应12-18h，反 应结束后离心分离，用水洗涤沉淀，烘干得到碳纳米管改性的聚氯化铝。 本发明的有益效果： 本发明通过采用一种新兴的高碳钢模具表面纳米化强化工艺，在高温下，将模具 零件置于能产生活性含铝和钒渗剂的还原剂介质中，在一定温度下加热保温适当时间，渗 剂的热分解使金属活性原子被吸附到工件表面，形成数十微米的金属碳化物覆层，从而改 变工件表层的性能。钒金属碳化物覆层硬度可达1600～3200HV，具有良好的耐蚀性、抗氧化 性、良好的耐热黏性、耐冲击性和耐剥落性。此外，该碳化物履层与基体结合牢固，渗层致 密，模具表面租糙度不受影响，使模具的使用寿命大大提高。 渗铝提高了模具的电阻，保证加热模具快速升温，同时保持温度恒定，同时提高了 模具耐腐蚀，磨损和腐蚀磨损的能力。渗铝表面层通过反复锤打和随后的恢复热处理而形 成模具表面纳米化。利用碳纳米管对氯化铝进行改性，碳纳米管的内部可以填充金属、氧化 物等物质，碳纳米管可以作为装氯化铝的容器，氯化铝灌满碳纳米管，高温加热碳纳米管碳 化后就可以制备更细的纳米尺度的模具表面。 本发明通过锤击引起了合金的变形和恢复处理将形成的位错单元转变为纳米晶 粒。表面纳米化进一步提高了耐腐蚀，磨损和腐蚀磨损的能力。改善归因于晶粒或微结构的 细化，增强了钝化能力并形成了更具保护性和粘附性的钝化膜。所有这些作用都增强了模 具的抗磨损和抗腐蚀性能。 本发明高光注塑成型工艺制备的塑料成品具有良好的抗老化、耐光照老化、耐划 伤性能。
