PVD涂层对塑料模具应用的益处
你想要提高塑料成型的生产效率和机器运行时间吗？使用Ionbond的PVD涂层来保护模具和模具不受磨损是一个很好的起点！阅读我们的文章了解更多信息。
塑膠成型是一個重要的成長產業，為許多領域帶來成功，例如包裝、汽車、運動休閒、消費性電子產品和化妝品等領域。要在這個競爭激烈的行業中保持低成本，高生產力和機器正常運行時間是關鍵。提高成本效益的另一個關鍵方面是增加模具的使用壽命：高容量製程（如塑膠射出成型和塑膠薄膜擠出）中使用的模具通常形狀非常複雜，製作費時，因此價格昂貴。
表面處理和塗層可提高塑膠成型模具的可靠性、壽命和生產力、 這些處理通常也有助於減少維護工作，因為它們能創造易清潔的表面，並透過嚴格的公差和非常高的表面品質改善產品，進而增加了顯著的技術和經濟價值。
在塑料加工过程中存在许多磨损和损坏机制。
塑料加工是一个复杂的摩擦系统，这意味着许多不同的磨损和损伤机制都在起作用。让我们以聚丙烯（PP）塑料注塑挤出机螺杆为例。螺杆上通常有三个区域（进料-压缩-计量），每个区域中存在不同比例的不同损伤机制（见图1）。
- 磨料磨損是由待加工塑膠中堅硬的嵌入顆粒造成的，例如玻璃纖維 (600 HV)、TiO2 (1,200 HV) 或 Cr2O3 (2,300 HV)。這些嵌入顆粒本身就像是微小的工具，在稱為微加工的製程中塑造模具。
- 侵蝕是由於流動塑膠熔體中的磨料顆粒刮過表面所造成的。
- 黏著劑磨損（積聚）是基於冷焊、化學黏結、靜電力、潤濕和微鑽孔。這會導致磨料磨損和三氧化。
- 氣穴是由流動塑膠熔體中的局部負壓造成的。加工過程中形成的氣泡會在靠近壁面的壓力增加時內爆，從而損壞工具表面。
- 腐蝕是由塑膠加工過程中形成的腐蝕性物質造成的，例如加工聚氯乙烯 (PVC) 時產生的 HCl。
PVD涂层在保护模具方面有着广泛的好处。
PVD 塗層具有化學飽和的功能性表面，可減少黏著劑的磨損和沉積物的堆積。這可改善塑膠熔體的流動性，有助於防止黏著/滑動效應以及產品上的燒焦或條紋。
塗層的高硬度增加了塗層模具的耐磨性，使其免受塑料中嵌入的堅硬顆粒的磨損。這有助於在日常生產、清洗（如兩種塑膠顏色之間）和處理過程中保持表面完整性。
最後，PVD 多層涂层有助于防止塑料与铁（Fe）接触而发生催化分解。它们还可保护模具和模具免受在加工过程中形成的化学物质引起的腐蚀。
驚人的成本節約潛力
隨著時間的推移，這些保護特性加起來就有巨大的成本節約潛力。我們假設之前討論的擠出機螺桿的估價期為 6 年。我們將比較 Ionbond™ 30（CrN）PVD 鍍層用於硬貼面，是一種流行的表面處理方法。如圖2所示，可節省60%的成本。
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