[发明专利]一种电解等离子体制备铝合金抗粘附表面的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料、金属表面改性和防护领域，特别涉及一种电解等离子体制备铝合金抗粘附表面的方法。

背景技术

模具与制品间的粘附力过大是使制品脱模困难的主要原因，粘附过程是一个复杂的物理、化学过程。粘附现象的产生是两相界面分子彼此接触，导致分子经过运动建立最合适的构型以达到吸附平衡，随后形成的分子间范德华力或跨越界面的化学键作用导致接触界面间各种粘附现象的产生。由粘附理论可知，模具与制品间的粘附强度，即粘附力不仅取决于界面力，还取决于接触界面状态和两本体相的机械性质。

鉴于铝合金优良的品质及性能，近年来被广泛应用于注塑、吹塑、吸塑及各类型模具等方面，涉及机械、电子、汽车、航空、轻工、医疗等制造领域。铝合金模具型腔的表面质量是决定制品质量及模具使用寿命的关键因素。一直以来，人们在保证型腔尺寸精度和形状精度的前提下，主要通过降低表面粗糙度、提高表面硬度等手段来改善模具表面状况。在使用性能方面，更多的是考虑其耐磨性、耐蚀性等要求。传统理论认为，若铝合金模具表面越光滑、接触界面的粗糙度越低，则模具与制品间的粘附力越小。于是人们尽量从提高模具表面的加工精度、降低表面粗糙度的角度入手，通过机械抛光、化学抛光、电解抛光（申请号为CN103484928A、CN101173361A的中国专利）、超声波抛光、流体抛光、磁力抛光等方法，希望实现铝合金模具表面抗粘附性能的改善。这种高精或超精加工对于界面法向粘附力的改善有着直接影响，但是对于降低界面切向粘附力的效果并不明显。

近年来，注塑、模压、层压、挤出等模具工艺的迅速发展，促进了脱模技术的更新换代，相继出现了脱模剂法、电渗法、表面改性法以及界面充气、充液和加热法等多种提高模具表面抗粘附性能的方法。其中，脱模剂（申请号为 CN10838581A的中国专利）的应用和含铬镀层的处理最为普遍。虽然脱模剂是一种介于模具和制品之间的功能性物质，能够防止橡胶、塑料等高聚物和其它材料的制品粘附到模具型腔表面，但脱模剂的使用场合常受到限制，难以控制，甚至带来产品质量缺陷——脱模剂使用过多，会影响制品外观，对制品彩饰也会产生不良后果，严重时，会使液体物料不能融合，橡塑制品表面形成线状熔接痕，极大地削弱制品的机械强度；脱模剂使用不足，又会造成脱模困难，而脱模不良，可造成制品表面白化、扭曲变形以致破裂等缺陷，甚至损伤铝合金模具。此外，在模具型腔表面镀铬、镀镍-磷-聚四氟乙烯等功能层，这些方法尽管能够降低高聚物的粘附力，利于胶料流动、减少制品脱模力，但镀层与基体结合强度较低，容易磨损，甚至会出现局部镀层片状脱落等现象，使得铝合金模具表面失去抗粘附这一重要性能。