35钢优质碳素结构钢有良好的塑性和适当的强度,工艺性能较好,焊接性能好等特征,因而广泛使用在橡胶模具上。轮胎模具在化学腐蚀性环境中以及热、压力和摩擦作用下工作,模具中的花纹、沟槽等处很容易积存橡胶和硫化残留物,它们不仅会影响轮胎的表面形状,而且会腐蚀模具,表面粘附磨损是其服役时最主要的失效形式,又必须频繁拆卸清洗,既降低轮胎模具的使用寿命又增加生产成本,因此提高模具表面的抗粘附性能有重大的现实意义。轮胎模具设备体积大、结构复杂、表面质量要求高等特点决定了其设备不宜整体采用高性能材料制造,现代表面技术通过赋予模具表面特殊的成分、结构和性能,有效提高模具表面的强度、硬度、抗疲劳或减摩性能。轮胎模具进行表面处理的目的是在保持模具基体原有性能的基础上在其表面再赋予新的性能,针对上述轮胎模具生产过程中存在的问题,本课题采用喷丸方法对35钢采用喷丸办法制备表面微纳结构后再蒸发镀上一层致密的铝膜,通过改变喷丸压力、喷压时间、弹丸直径、清洗工序、镀膜真空度、干燥时间等工艺参数对轮胎模具表面形成微纳结构组织的影响,研究微纳结构镀铝膜层的耐磨性能、抗粘附性能、抗硫化污染性能影响规律。论文的主要研究内容如下：1.通过实验分析确定材料表面实现微纳米混合结构、真空镀膜的优化工艺参数,包括喷丸压力、喷压时间、弹丸直径、清洗工序、镀膜真空度、干燥时间等。测试了微纳米化镀膜复合层的硬度性能,数据表明采用喷丸处理技术,晶粒细化和加工硬化共同作用下基体表层硬度与心部硬度相比得到了显著提高,硬度从原来的220Hv提升到310Hv左右,耐磨性能、脱模性能明显提高。2.通过粗糙度测试实验分析微纳米结构真空镀膜复合层的粗糙度影响规律。数据表明,先用大直径的钢丸喷丸处理,提高工作效率,减少工作时间,但试样表面粗糙较大；然后用小直径钢丸进行精处理,粗糙度随时间的延长而减少。所以为了降低表面粗糙度,使试样达到实验要求,采用弹丸直径逐渐减小的多次增压喷丸的方法。定的表面粗糙度可以吸住一些气泡使硫化物与材料表面的接触面积减少,降低因接触产生的化学反应而污染的可能性。3.研究微纳结构真空镀膜复合层的摩擦性能。实验结果表明,原始35钢试样的摩擦系数约为0.80,喷丸后摩擦系数值约为0.45,喷丸镀铝后约为0.6。材料由光滑的表面构造成微米、纳米量级两者按一定比例混合共存的表面凹凸结构,不仅使材料表面与其他介质的接触面积增大,改变了润滑环境条件,而且表面硬度提高,摩擦系数降低,提高了模具材料的耐磨性能,延长模具的使用寿命。4.利用平板硫化实验模拟轮胎生产时的橡胶模具服役情况,比较原始试样与喷丸试样、喷丸镀膜试样的硫化污染情况。试样进过喷丸镀膜处理后在表面形成一层铝膜,纯铝是一种在空气中可以自钝化的金属,且其氧化物能形成一层致密的氧化膜覆盖层。喷丸处理后镀膜使铝原子能够与基体紧密结合形成薄膜后自钝化覆盖基体材料,这使得复合层具备了良好的稳定性能,隔绝了基体表面金属与橡胶中的离子状态的氯离子或者硫离子或者空气中的水分、氧原子等发生化学反应,降低材料表面能,使材料化学性能趋于稳定。5.采用本喷丸镀膜表面处理技术,在子午线轮胎活络模具花纹块上先喷丸制备微纳结构处理再真空蒸发镀铝膜处理来提高其表面的抗硫化污染性能,根据轮胎厂家实际生产反映的情况及时调整改进技术,并逐步实现产业化。这对提高轮胎模具产品的质量和档次,增加模具产品的市场竞争力有着十分重要的意义。