CN104070621A

CN104070621A - 用于制作橡胶产品的模具

Info

Publication number: CN104070621A
Application number: CN201410186053.7A
Authority: CN
Inventors: 丁文江; 朱永奎
Original assignee: SHANGHAI ZHISHI ALLOY SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: FENGYANG L-S LIGHT ALLOY NET FORMING CO., LTD.; SHANGHAI ZHISHI ALLOY SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2014-10-01

Abstract

本发明公开了一种用于制作橡胶产品的模具；所述模具采用镁合金制作；所述镁合金为镁含量大于85％的掺杂稀土元素的镁合金。本发明采用镁合金材料制作模具，完全解决了粘模和结垢问题。同时，镁合金模具易于加工，重量轻，不需要热处理，不需要脱模剂；镁合金模具热容小，散热快，使橡胶生产节约时间达20％以上。因此，使用镁合金制作橡胶模具，橡胶产品质量好，提高了生产效率，降低了模具制作和维修成本。

Description

用于制作橡胶产品的模具

技术领域

本发明涉及一种用于制作橡胶产品的模具。

背景技术

目前，公知的制作橡胶产品所使用的模具材料是各种钢材，制作橡胶轮胎的模具为减轻重量使用铝合金材料，钢模或铝合金模具在使用中经常会有橡胶粘模发生，从而影响橡胶产品质量和合格率以及模具的使用寿命。因此：1、在制作橡胶产品前，需要模具上喷涂各种脱模剂；2、需要人工铲除粘结在模具上的橡胶粘结物和脱模剂污垢；3、需要拆卸模具进行除垢，喷砂，清洗，加热模具，不但耗费时间，而且极易损伤模具。

因此，需要寻找一种新的材料，重量轻，易于加工，不需要处理，使用中不粘模具。现有技术中，并没有关于将镁合金其用于制作橡胶模具的报道。通常认为，制作橡胶模具，需要强度和硬度较高的材料，才能制作，而对于镁合金之类的材质较软的合金，通常认为不具备制作模具的条件，所以本领域技术人员不会考虑镁合金模具。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于制作橡胶产品的模具，特别涉及一种制作橡胶轮胎的不粘橡胶模具。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种用于制作橡胶产品的模具，所述模具采用镁合金制作。在橡胶产品加温模压或注射过程中，橡胶产品和由镁合金制作的模具接触表面形成硫化镁(MgS)，而MgS是一种橡胶产品广泛喷涂的脱模剂，解决了粘膜问题。且由于制作模具的镁合金材料热容量小，导热系数较大，减少了模具的加热时间，以及取件时模具的冷却时间，提高生产效率20％以上。

优选地，所述镁合金为镁含量大于等于85％，小于100％的镁合金。镁含量大于80％方为镁合金；本发明中选用的镁合金中镁含量大于等于85％，是由于如果镁的含量降低，无法具备镁合金特性，难以实现制作模具的良好效果。

优选地，所述镁合金为掺杂稀土元素的镁合金。所述掺杂稀土元素的镁合金，表面不易氧化，能够相对长时间放置。

优选地，所述稀土元素为Zr和Nd、Gd、Y中的一种或几种的组合。

优选地，所述镁合金为含稀土高强度铸造镁合金，其组分的重量百分比为：2.5～3.6％Nd，0.35～0.8％Zr，0<Zn≤0.4％，≤0.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

更优选地，所述镁合金为含稀土高强度铸造镁合金，其组分的重量百分比为：3.0～3.5％Nd，0.5～0.6％Zr，0<Zn≤0.4％，≤0.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

优选地，所述镁合金为高强度耐热镁合金，其组分的重量百分比为：6～15％Gd，1～6％Y，0.35～0.8％Zr，0～1.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

更优选地，所述镁合金为高强度耐热镁合金，其组分的重量百分比为：8～10％Gd，1～3％Y，0.5～0.6％Zr，0～1.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

由上述含稀土高强度铸造镁合金或高强度耐热镁合金制成的模具在不粘附橡胶的同时，还可耐氢氟酸的腐蚀。

优选地，所述镁合金在温度达到250℃时，抗拉强度大于300MPa。从而完全满足了模具的强度要求及耐磨性要求。

优选地，所述模具由模架，内模和模芯组成，所述模架采用钢件制作，所述内模和模芯采用所述镁合金制作。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、现有的钢材和铝合金模具加工时一股需要热处理，表面处理，工艺相对复杂，成本较高，不够便利；与之相比，镁合金材质较软，便于加工，抛光等处理较为方便。因此，用镁合金制作的模具，各种机加工性能优于钢材和铝合金，且无需热处理；

2、用镁合金制作的模具，重量是钢件模具的四分之一，是铝合金模具的三分之二，减重明显。模具重量的减轻，能够减轻劳动强度。

3、用镁合金制作的模具，高温强度高；尤其是在250℃时，抗拉强度大于300MPa的镁合金，能够完全满足模具强度，且硬度很高。

4、普通的钢材和铝合金虽然导热系数良好，但是热容量大，加热所需时间久，同时冷却所需的时间也较长，降低了生产效率，成本较高。而用镁合金制作的模具，热容量小，导热系数良好，模具压胶加热和取件冷却都减少了时间；工作效率提高可达30％。

5、现有的钢材和铝合金模具，通常与橡胶会粘连，需要使用脱模剂，非常不便；而本发明的镁合金模具与橡胶不粘，不需要喷涂脱模剂，也不需要拆卸模具进行喷砂，清洗，热处理等维修工作；此外，镁合金模具还具有热容小、散热快的优点；从而使橡胶生产节约时间达20％以上

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为压制o型橡胶密封圈的镁合金模具的结构示意图；

图2为压制橡胶制品的镁合金内模的结构示意图；

图3为镁合金轮胎模具的结构示意图；

图4为挤压橡胶制品镁合金挤压模的结构示意图；

图5为压制橡胶制品的镁合金模具的结构示意图；

其中，1为上模1，2为第二上模，3为中模，4为下模。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明的用于制作橡胶产品的模具的制备包括如下步骤：

1，根据橡胶制品形状，尺寸设计镁合金模具图纸。

2，选用镁合金铸锭或压铸锭或挤压锭或锻压材料。

3，按镁合金模具图纸要求进行机加工成型。

4，镁合金模具进行抛光。

本发明的用于制作橡胶产品的模具的具体应用见以下各实施例，以下各实施例中镁合金中镁含量大于等于85％，小于100％。

实施例1

本实施例涉及一种压制0型密封圈镁合金模具；其结构如图1所示。所述镁合金为AD91D。模具由上模1，上模2和下模3组成。镁合金材料经过配制、挤压、锻压后，经机械加工，抛光，加工成0型密封圈镁合金压制模(包括上模1，第二上模2和下模4)，压制的橡胶材料为丁晴橡胶。在试用过程中，不用脱模剂，橡胶零件不粘模具，生产时间节省20％，模具重量轻，是钢模的四分之一，降低了工人的劳动强度。

实施例2

本实施例涉及一种压制0型密封圈镁合金模具，同实施例1。所不同之处在于：所述镁合金为掺杂稀土元素的镁合金，其组分的重量百分比为：3.6％Nd，0.8％Zr，0.4％Zn，0.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

对实施例1、2进行性能测试，结果如表1所示：

	室温抗拉强度	250℃时抗拉强度
			实施例1	170～190	<125
实施例2	>300	>300

实施例3

本实施例涉及一种压制橡胶制品镁合金内模，所述镁合金为掺杂稀土元素的镁合金，其组分的重量百分比为：15％Gd，6％Y，0.8％Zr，1.0％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。其结构如图2所示。模具由上模1，下模4组成。镁合金材料经过配制、挤压成棒材后，经机械加工、抛光，加工成镁合金内模。压制的橡胶材料为丁晴橡胶。在试用过程中，不用脱模剂，橡胶零件不粘模具，生产时间节省20％。模具不需维修。

实施例4

本实施例涉及一种镁合金轮胎模具，如图3所示为橡胶外模示意图。镁合金材料经配制，低压浇注后，经机械加工、抛光，加工成子午线轮胎模具，橡胶材料为乙丙橡胶。在试用过程中，不用脱模剂，橡胶轮胎不粘模具，模具不需维修。

本实施例涉及的镁合金内模结构复杂，因而对镁合金的性质有着更高的要求。本实施例分别选用了如表2所示的几种镁合金进行性能测试：

表2

性能测试方法按照“GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法”进行，测试结果如表3所示：

表3

	室温抗拉强度	250℃时抗拉强度
			JDM1-A	302MPa	205MPa
JDM1-B	313MPa	217MPa
			JDM1-C	324MPa	223MPa
JDM1-D	286MPa	190MPa
			JDM2-A	403MPa	304MPa
JDM2-B	412MPa	318MPa
			JDM2-C	423MPa	322MPa
JDM2-D	402MPa	298MPa

由表3可知，JDM1-B、JDM1-C、JDM2-B、JDM2-C具有优异的室温抗拉强度以及250℃时抗拉强度；能够完全满足结构复杂的镁合金内模模具强度的要求。

实施例5

本实施例涉及一种挤压橡胶制品镁合金挤压模，所述镁合金为JDM1镁合金；挤压模结构如图4所示。镁合金板材经线切割、抛光，加工成挤压橡胶镁合金模具。在试用过程中，不加脱模剂，橡胶不粘模，橡胶制品表面质量好。

实施例6

本实施例涉及一种压制橡胶制品镁合金模具，所述镁合金为JDM2镁合金；模具结构如图5。模具由上模1，中模3，下模4组成。用镁合金板材经线切割，抛光，加工成橡胶压制模。橡胶材料氟橡胶，在试用中，橡胶不粘模，氢氟酸不腐蚀模具。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述模具采用镁合金制作。

2.根据权利要求1所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述镁合金为镁含量大于等于85％，小于100％的镁合金。

3.根据权利要求2所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述镁合金为掺杂稀土元素的镁合金。

4.根据权利要求3所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述稀土元素为Zr和Nd、Gd、Y中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述镁合金为含稀土高强度铸造镁合金，其组分的重量百分比为：2.5～3.6％Nd，0.35～0.8％Zr，0<Zn≤0.4％，≤0.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

6.根据权利要求5所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述镁合金为含稀土高强度铸造镁合金，其组分的重量百分比为：3.0～3.5％Nd，0.5～0.6％Zr，0<Zn≤0.4％，≤0.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

7.根据权利要求1所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述镁合金为高强度耐热镁合金，其组分的重量百分比为：6～15％Gd，1～6％Y，0.35～0.8％Zr，0～1.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

8.根据权利要求7所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述镁合金为高强度耐热镁合金，其组分的重量百分比为：8～10％Gd，1～3％Y，0.5～0.6％Zr，0～1.5％Ca，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，余量为Mg。

9.根据权利要求1所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述镁合金在温度达到250℃时，抗拉强度大于300MPa。

10.根据权利要求1所述的用于制作橡胶产品的模具，其特征在于，所述模具由模架，内模和模芯组成，所述模架采用钢件制作，所述内模和模芯采用所述镁合金制作。