[发明专利]一种橡胶模具的表面处理方法

说明书

本发明公开一种橡胶模具的表面处理方法，所述橡胶模具的表面处理方法包括以下步骤：在橡胶模具的内表面依次设置过渡材料膜层和类金刚石膜层；其中，形成所述过渡材料膜层的过渡材料包括钨、硅和钼中的至少一种。本发明以类金刚石膜层为基础，通过在橡胶模具基材与类金刚石膜层之间添加过渡材料膜层，在有效改善橡胶模具的磨损、黏胶、易腐蚀、难脱模等问题的基础上，显著提高了膜‑基之间的结合强度，制备出符合橡胶模具使用需求的复合膜层。

技术领域

本发明涉及模具表面处理技术领域，具体涉及一种橡胶模具的表面处理方法。

背景技术

橡胶模具产品的硫化成型主要利用的是高精密模具，贴片模具生产制备贴片是其最典型的应用，模具表面性能直接主导着贴片产品的服役质量。但贴片模具在实际的生产过程中，由于处于高压、高温和摩擦等不良的复合环境下，极易产生由配合剂、橡胶和脱模剂等引起的综合污染，模具污染会引发严重的黏胶、磨损、腐蚀和脱模难等问题，严重制约了贴片模具的服役性能。

为了改善黏胶、易腐蚀和难脱模的难题，通常模具厂家在模具内表面涂覆摩擦系数小、表面能低的膜层，以解决上述问题，例如，常用的膜层有TiN、TiCN、CrN、TiAlN、AlCrN、Teflon、DLC(a-C:H)等等。其中，TiN、TiCN、CrN、TiAlN、AlCrN为传统的硬质膜层，硬度高，具有良好的耐腐蚀性、耐磨损性，工艺比较成熟、应用比较广泛；但其摩擦系数大，与基体的结合强度差，膜层在使用过程中容易脱落，影响其使用性能，在高温时易被氧化，抗磨损性能下降，且膜层具有较高的脆性，不耐冲击。Teflon膜层具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性，能有效缓解贴片模具的黏胶、腐蚀；然而Teflon膜层硬度很低、耐磨性极差，容易因划痕、磨损等破坏表面光洁度而失效，因此Teflon膜层需要定期重新喷涂，同时Teflon膜层清洗过程复杂，降低了贴片的生产效率，增加了生产成本。类金刚石膜层(Diamond-like Carbon，DLC)，是一种同时兼具金刚石结构和石墨结构的非晶碳膜高性能材料，碳原子主要以SP²和SP³键结合，具备优异的力学性能与摩擦学性能，能够显著改善橡胶模具的磨损、黏连、腐蚀、难脱模问题；但DLC膜层与基体的物理性能不匹配导致膜-基结合强度较差，边缘部分由于内应力的挤压容易发生龟裂脱落，限制了膜层的应用范围。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种橡胶模具的表面处理方法，旨在提高膜层与橡胶模具基材之间的结合强度。

为实现上述目的，本发明提出一种橡胶模具的表面处理方法，包括以下步骤：

在橡胶模具的内表面依次设置过渡材料膜层和类金刚石膜层；

其中，形成所述过渡材料膜层的过渡材料包括钨、硅和钼中的至少一种。

可选地，所述橡胶模具的材质为35号钢；和/或，

所述过渡材料为钨。

可选地，所述过渡材料膜层通过磁控溅射法沉积形成，所述类金刚石膜层通过等离子体化学气相沉积形成。

可选地，所述过渡材料膜层的厚度为1.0～1.7μm。

可选地，所述类金刚石膜层的厚度为3～5μm。

可选地，在橡胶模具的内表面依次设置过渡材料膜层和类金刚石膜层的步骤，包括：

将橡胶模具装炉后，调节真空度至1×10^-3～5×10^-3Pa后，通入氩气至炉压为0.26～0.5Pa，然后开启离子源，在-600～-800V高偏压的吸引下离子轰击清洗橡胶模具表面；

在完成所述离子轰击清洗后，在-600～-800V高偏压条件下，在橡胶模具内表面先通过磁控溅射法沉积形成过渡材料膜层，然后通过等离子体化学气相沉积法形成类金刚石膜层。