CN102161224A - 一种中空产品注塑方法、其易熔型芯及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中空产品注塑方法、其易熔型芯及其制作方法，针对需要一次成型具有复杂内壁又无法由抽芯实现的产品的问题。其技术方案包括在模具模芯内放置锡铋易熔金属制成的型芯，然后在取出产品时将型芯一同整体取出，最后把型芯转化为流动形态与产品脱离。这种注塑方法完成了抽芯工艺无法达到的产品内壁形状，可以使塑料产品具有一次成型的多种形态，在更多领域替代金属等材料。同时省略了复杂的抽芯机构，简化模芯结构，减少了模具的复杂度和成本。配套的易熔金属模芯不存在磨损维护的问题，因为每一次注塑完毕就回收重新制模。且锡铋易熔金属制成的模芯固液收缩率低，导热率相对高，可成为精度比较高的模芯部件。

Description

一种中空产品注塑方法、其易熔型芯及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种中空产品注塑方法，和实现该方法使用的易熔型芯，以及该易熔型芯的制作方法。

背景技术

在注塑工艺中，具有复杂内壁结构的产品会涉及抽芯工艺，这种通过可活动的型芯，使产品既能成型内壁的复杂结构，又可以方便地抽芯脱模。抽芯工艺具有自身的弱点：能够完成抽芯动作的模芯，其型芯必须满足独特的设计，以便能够从产品的内部脱离出来，这一方面使得型芯的活动结构比较复杂，另一方面其形状也会受抽芯姿态的限制，使某些特殊内壁结构的产品无法通过抽芯实现。为了克服这些弱点，常见的办法就是将产品设计为非一次成型，而是通过各个一次成型的零部件固定装配的方式实现产品；这会带来另外的问题就是：产品不是一体成型，所以其零部件的连接点在机械强度和密封性能上打折扣。其中一个例子就是各种阀门的主体结构：这些主体结构包括了各种水流通路，内壁曲折而复杂，无法通过注塑工艺中的抽芯工艺来完成；同时，如果用零部件装配的方式，又不能满足其强度和密封性，所以，在这种限制下，许多阀门产品其主体结构都只能仍然用金属铸造实现，因为原材料的缘故产品造价居高不下。

所以，虽然当今塑料的性能在许多方面都很优异，在一些领域甚至赶超金属的性能，但因着注塑工艺的限制，使得仍然不能广泛运用于原本可以替代的场合。因此就有一种需求，使得传统的注塑工艺得到改善，可以一次成型具有复杂内壁又无法由抽芯实现的产品。

发明内容

针对以上的需求，本发明提出一种中空产品注塑方法，同时提出该注塑方法对应的易熔型芯以及该易熔型芯的制作方法。其技术方案如下：

一种中空产品注塑方法，它用于制备中空的产品，包括以下步骤：

1)设置易熔型芯：在合模以前，将易熔合金制备的易熔型芯安装在模具内；所述易熔型芯材料为包括铋和锡元素的合金，其熔点低于所述产品的软化点，其导热率高于所述产品的导热率；

2)取出产品：在取出产品时将所述易熔型芯连同所述产品一起自模具内取出；

3)取出型芯：将所述易熔型芯由固态转变为流动形态与所述产品脱离。

作为本技术方案的优选者，可以作如下改进：

一较佳实施例的所述的取出型芯步骤包括一物理加热的过程；该过程中产品置于一个熔解温度环境内使所述易熔型芯被加热至液态。

一较佳实施例的所述的取出型芯步骤包括水浴溶解的过程，该过程中产品置于一个水性溶解液的环境中，使所述易熔型芯溶解于水性溶解液。

一较佳实施例的所述的取出型芯步骤包括油浴溶解的过程，该过程中产品置于一个油性溶解液的环境中，使所述易熔型芯溶解于油性溶解液。

一较佳实施例的所述取出型芯步骤之后还包括一个清洗步骤；该步骤清洗产品中所述易熔型芯的残留部分。

一较佳实施例的所述取出型芯步骤之后还包括一个回收步骤；该步骤从包含所述易熔型芯的液体中提取易熔型芯原先的所有组分，并重新组成用于加工成易熔型芯的金属。

作为本技术方案的注塑易熔型芯，其技术方案如下：

一种注塑易熔型芯，由以铋元素为基的锡铋合金成型制作。

一种优选的注塑易熔型芯除含有铋、锡以外还可以包括铅、镉的一种至两种组合；其中铋与锡金属的比例范围自2∶1至1∶1。

锡铋合金可具有的熔点范围包括70°至183℃。

作为以上注塑易熔型芯的制备，可以有如下优选方案：

1)将配比为铋48％至52％、铅23％至27％，锡11.5％至13.5％和镉11.5％至13.5％的金属在已达到以上金属熔点的加热容器内混合，在其融化过程中不断搅拌至均匀；及时将浮渣除去；

2)把均匀混合的金属熔液浇铸为条状；

3)将条状金属再铸造为所述注塑易熔型芯。

本发明带来的有益效果是：

1.采用易熔型芯与产品整体取出，流动形态脱离的方式，完成了抽芯工艺无法达到的产品内壁形状，可以使塑料产品具有一次成型的多种形态，在更多领域替代金属等材料。

2.锡铋易熔金属制成的模芯不仅有比较低的熔点，同时其相对注塑材料良好的导热率使得通过控制注塑时间即可避免易熔型芯在模具中熔化，可以保证其形状。

3.易熔金属模芯不存在磨损维护的问题，因为每一次注塑完毕就回收重新制模。

4.省略了复杂的抽芯机构，简化模芯结构，减少了模具的复杂度和成本。

5.锡铋易熔金属制成的模芯固液收缩率低，可成为精度比较高的模芯部件。

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明一个实施例的工作状态一示意图，为设置模具步骤完毕时模具的部分剖面；

图2是图1实施例工作状态二示意图，为冷却步骤完毕时模具的部分剖面；

图3是图1实施例工作状态三示意图，为开模步骤完毕时模具的部分剖面；

图4是图1实施例工作状态四示意图，为取出型芯步骤进行中模具的部分剖面。

具体实施方式

一种中空产品注塑方法，按顺序包括以下步骤：

1)设置型芯：如图1所示，本发明一个实施例的工作状态一示意图，为设置型芯步骤完毕时模具的部分剖面。其中模芯100已形成完整的型腔110，在模芯100的下部具有一个易熔型芯101，该易熔型芯101以镶件的形式固定在型腔110内壁，通过固定机构102紧固；固定机构102是可从模具外控制的部件，控制易熔型芯101与模芯100紧固，或者脱离；易熔型芯101具有无法抽芯的结构。模芯100具有浇口103，该浇口103与机筒200相连，注塑料可以从机筒200至浇口103进入型腔110.为便于说明，模具的其他必需但不影响解释的部件未标示。

铸造易熔型芯101采用的合金材料，其组分为：铋50％、铅25％，锡12.5％和镉12.5％，将此组分的金属加入到150℃的坩埚内融化、混合并搅拌，同时去除浮渣，即可得到；当冷却以后，该合金在常温下，呈固态、银白色，熔点低只有70℃，硬度低，固液体积收缩率为0.051％，具有较强的渗透性，因此铸造加工成形的易熔型芯101后可以保证注塑产品足够的精度。

2)注塑：该环节与通常注塑工艺一致，如图2，为注塑后冷却步骤完毕时模具的部分剖面；来自机筒200的注塑料填充于型腔的部分已经成形为产品300，并且，产品300已经把易熔型芯101的大部分包容于内，受其外形限制而具有设定的内壁形状。

该实施例用到的注塑材料是ABS，当ABS塑料处于软化状态时，其温度超过此易熔型芯101的熔点。但是实际注塑中，却可以保持易熔型芯101不会变形。因为易熔型芯101的合金材料其导热率为V₁，而注塑材料的导热率为V₂，二者相比V₁＞＞V₂，所以当易熔型芯101被注塑材料包围的整个阶段内(该阶段从注射步骤开始一直到取出型芯步骤开始前)，通过控制这个阶段的时间，可以做到从注塑材料传导至易熔型芯101的热量足够小，以至于易熔型芯101来不及上升到其自身的熔点。如此，易熔型芯101的形状就可以得到保持。这里锡铋合金两个性能作为易熔型芯功能实现的关键：一个是导热率较注塑产品的高，另一个是熔点比注塑产品的软化点低。进一步地，该合金低收缩率的优势是制造高精度型芯的前提。

3)取出产品：如图3，为开模步骤完毕取出产品步骤模具的部分剖面；模芯100已经打开，与产品300脱离。值得注意的是，易熔型芯101与固定机构102也脱离开，使易熔型芯101驻留于产品300中作为一个整体从模芯100中取出。固定机构102可以由模具外部控制而释放与易熔型芯101的紧固状态。

4)取出型芯：如图4，为取出型芯步骤进行中模具的部分剖面。产品300和易熔型芯101作为一个整体放入90℃的烘箱中烘烤。该温度不影响产品300的形状和性能，同时使得易熔型芯101熔化成为液态，自产品300的内部流出，与其脱离。在这个状态以后，对产品300内部加以清洗，即可得到成型的产品300。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种中空产品注塑方法，它用于制备中空的产品，其特征在于：它包括以下步骤：

1)设置易熔型芯：在合模以前，将易熔合金制备的易熔型芯安装在模具内；所述易熔型芯材料为包括铋和锡元素的合金，其熔点低于所述产品的软化点，其导热率高于所述产品的导热率；

2)取出产品：在取出产品时将所述易熔型芯连同所述产品一起自模具内取出；

3)取出型芯：将所述易熔型芯由固态转变为流动形态与所述产品脱离。

2.根据权利要求1所述的一种中空产品注塑方法，其特征在于：所述的取出型芯步骤包括一物理加热的过程；该过程中产品置于一个熔解温度环境内使所述易熔型芯被加热至液态。

3.根据权利要求1所述的一种中空产品注塑方法，其特征在于：所述的取出型芯步骤包括水浴溶解的过程，该过程中产品置于一个水性溶解液的环境中，使所述易熔型芯溶解于水性溶解液。

4.根据权利要求1所述的一种中空产品注塑方法，其特征在于：所述的取出型芯步骤包括油浴溶解的过程，该过程中产品置于一个油性溶解液的环境中，使所述易熔型芯溶解于油性溶解液。

5.根据权利要求2所述的一种中空产品注塑方法，其特征在于：所述取出型芯步骤之后还包括一个清洗步骤；该步骤清洗产品中所述易熔型芯的残留部分。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种中空注塑方法，其特征在于：所述取出型芯步骤之后还包括一个回收步骤；该步骤从包含所述易熔型芯的液体中提取易熔型芯原先的所有组分，并重新组成用于加工成易熔型芯的金属。

7.一种注塑易熔型芯，其特征在于：由以铋元素为基的锡铋合金成型制作。

8.根据权利要求7所述的一种注塑易熔型芯，其特征在于：该注塑易熔型芯还可以包括铅、镉的一种至两种组合；其中铋与锡金属的比例范围自2∶1至1∶1。

9.根据权利要求8所述的一种注塑易熔型芯，其特征在于：所述锡铋合金可具有的熔点范围包括70°至183℃。

10.一种注塑易熔型芯的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将配比为铋48％至52％、铅23％至27％，锡11.5％至13.5％和镉11.5％至13.5％的金属在已达到以上金属熔点的加热容器内混合，在其融化过程中不断搅拌至均匀；及时将浮渣除去；

2)把均匀混合的金属熔液浇铸为条状；

3)将条状金属再铸造为所述注塑易熔型芯。

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