深圳市模具技术学会 SHENZHEN DIEAMOLO TECHNOLOGY SOCIETY
新闸行业
Industry nev
石墨烯涂层模具研发获突破
目前，新型材料石墨烯在模具上的应用实现了新的突破：石墨烯涂层热挤压模具的成功研制给模具穿上了光滑的“外衣”。用该模具生产出的镁合金热挤压件光泽度和产量大大提升。从此，镁合金热挤压模具不再是一次性使用的消耗品，成本降低、技术提升，国内镁合金产业也有望迎来跨越式发展。
在青岛高新区石墨烯产业园的卡尔奔新材料公司，展示出了该公司研发的石墨烯涂层模具，以及用这种模
塑料模具是塑料加工成型过程中不可缺少的部件，塑料模具钢的性能要求主要包括硬度高、耐磨性好、韧性高、耐开裂性好、耐崩角性好、对腐蚀性塑料的耐蚀性好和达到设计的加工精度。那么，塑料模具钢未来发
展趋势有以下特点。 1高品质
欧美模具钢发展的趋向是，碳素工具钢、低合金工具钢、高合金工具钢，相继出现一系列新型模具材料，模具标准钢的合金化程度也日趋提高。
（1）国外新型塑料模具钢的发展趋势。
易切削、抛光性好的塑料模具钢，如美国的412、M-300，日本的YAG，英国的EAB，瑞典的STAVAX-13等：
预硬化型塑料模具钢，如美国 P20、445，日本的PDS，德国 MOVTREX-A（2312）等；
整体泽硬型塑料模具钢，如美国 A2、D3和H13等；
耐腐蚀塑料模具钢，如国标ISO中的110Cr-Mo17，瑞典ASSAB公司的 4Cr13等。
C32万方数据
具生产出的镁合金棒。用石墨烯涂层模具制作的镁合金棒表面光洁平滑，由于受氧化影响小，颜色亮洁如镜。技术主要发明人、卡尔奔新材料公司技术顾问姜海滨介绍，镁合金棒之所以光洁，秘决在于模具上接触镁合金的位置有一小片石墨烯涂层。
石墨烯是强度最大的新型纳米材料，具有强度大、柔韧性强与结构稳定等优势，卡尔奔公司利用独有的设备与工艺，在镁合金热挤压模具表面生成一层仅有几百纳米厚度的石墨烯
涂层，使模具具有耐高温、高硬度低摩擦系数等优良特性，同时可提高镁合金型材的挤压速度30%以上。姜海滨介绍，国内很多高校和实验室都在研究解决镁合金变形难题，共同的难点是加在模具上的涂层在高温环境中容易脱落。但我们的涂层并不是涂抹在表面，而是通过营造特殊的环境，使材料‘生长’在模具表面。实践证明石墨烯涂层模具完全能实现1mm以内镁合金型材的挤压，为实现高端镁合金型材产业化提供了技术保障。
塑料模具钢未来发展趋势
（2）先进模具表面处理工艺。
采用多元素共渗、复合渗代替单一元素渗透法对模具表面进行处理。在模具表面进行镀膜，可采用的镀膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAIN、 CrN、Cr7C3、W2C等，可采用物理气相沉积、化学气相沉积、物理化学气相沉积、离子渗人、离子注入等方
法实现镀膜的制备。 2高精度
高速扫描机和模具扫描系统，提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的研制与制造周期。
模具扫描系统已在欧美模具行业得到成功应用。这方面的设备，如英国雷尼绍公司的高速扫描仪（CYCLONSERIES2），该扫描仪口实现激光测头和接触式测头优势互补，激光扫描精度为0.05mm，接触式
测头扫描精度达0.02mm。 3高效率
（1）广泛采用高速切削加工技术。一般用于大型覆盖件模具，其曲面加工精度可达0.01mm。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便
可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。高速切削加工，大幅缩短了制模周期，从而提高了产品的市场竞争力。
（2）快速成型技术和快速制模技术结合。
将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型，再基于原型快速地制造出模具。应用这种技术从模具设计到制造完成，成本仅为传统方法的1/3。采用快速原型滤制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。采用铝材制造注塑模，可缩短注塑周期 25%~30%，大大减轻了模具重量，研
磨抛光时间缩短一半。 4创新动力
为了加强竞争力，国外模具钢的生产从分散趋向于集中，多家公司进行跨国合并。为了更好地进行竞争，这些公司都建成了完善的、技术先进的模具钢生产线和模具钢科学研究基地，形成了几个世界著名的工模具生产和科研中心，以满足迅速发展的模具工业。