CN105110764A - 一种高性能模具的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种高性能模具的制造方法，制造所述模具的材料包括碳化硅4％-6％、石墨5％-8％、纳米二氧化锆3％-5％、固化剂2％-3％、表面活性剂3％-5％、二氧化硅4％-6％、有机改性的聚氨酯树脂40％-50％、增塑剂3％-5％，蒙脱土4％-6％，余量为水；采用上述模具材料制造模具的方法包括以下步骤：粉碎材料、成型毛坯、车坯、高温烧结、打磨、将金属件安装在成型模具内、防压裂处理等步骤。本发明提供的这种高性能模具的制造方法，工艺简单、节约资源、制造成本低廉、耐磨损抗腐蚀，耐高温、寿命长，有效降低了模具被异常压裂。实现了成型、裁边和开孔功能，无需后续裁边开孔等加工工序，工序简单、生产效率高。

Description

一种高性能模具的制造方法
技术领域
本发明涉及一种高性能模具的制造方法，具体涉及一种高性能模具的制造方法。
背景技术
模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。模具种类很多，根据加工对象和加工工艺可分为：①加工金属的模具。②加工非金属和粉末冶金的模具。包括塑料模(如注射模、压塑模和挤塑模等)、橡胶模和粉末冶金模等。
传统的模具材料多为金属合金材料，但是合金模具容易被成型产品或零件所腐蚀，进而使所述合金模具的使用寿命缩短，往往在所述合金模具成型几千件产品或零件后即需要修摸，甚至报废。而且合金模具的生产周期长，，在需要大批量成型产品或零件时，所述合金模具需要经常修模、或重新开模，造成生产所述产品或零件的生产成本增加，不利于提高产品或零件的市场竞争力。采用非金属材料制得的模具，固化时间长，性能、尺寸稳定性不好，强度不够，不能同时实现成型、裁边和开孔功能，需后续裁边开孔等加工工序，工序复杂、生产效率低，而且容易出现异常压裂的现象。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种高性能模具的制造方法，工艺简单、节约资源、制造成本低廉、耐磨损抗腐蚀，耐高温、寿命长，有效避免了出现模具被异常压裂的现象。
我们公开了一种高性能模具的制造方法，制造所述模具的材料包括碳化硅4％-6％、石墨5％-8％、纳米二氧化锆3％-5％、固化剂2％-3％、表面活性剂3％-5％、二氧化硅4％-6％、有机改性的聚氨酯树脂40％-50％、增塑剂3％-5％，蒙脱土4％-6％，余量为水；纳米二氧化锆，能够提高模具的抗磨损性能，使其具有更佳的稳定性和耐高温特性。
蒙脱土实则是一种增稠剂，具有良好的分散性能，可增加环氧树脂固化成型后的抗疲劳性及机械强度、硬度。
石墨化学性质稳定，耐酸碱及有机溶剂，具有出色的导电导热特性，可耐高温，可塑性及抗热震性强，当将其作为添加剂加入环氧树脂材料后，可明显提升料材的散热及耐高温性能。
固化剂能有效提高材料成型后的稳定性。
有机硅改性的聚氨酯树脂结合固化剂，使得成型后的模具具有出色的韧性及加工性能，长期使用不开裂，耐急冷急热，使用寿命显著提高。
采用上述模具材料制造模具的方法包括以下步骤：
a、将碳化硅、石墨、二氧化硅、纳米二氧化锆进行称量后粉碎，放入到溶解器内；
b、将固化剂、有机分散剂、有机改性的聚氨酯树脂、增塑剂、蒙脱土称量后放入到溶解器内与步骤a中材料进行充分混合；将材料成型为有规则形状的毛坯，并对毛坯在800-900℃下进行预烧；
c、根据所述需要制造的模具的确切尺寸对预烧完成的毛坯进行车坯，使车坯后的初级模具的尺寸较需要制造的模具的尺寸大；
d、将步骤c中车坯后的初级模具在1700℃以上进行高温烧结；
e、根据所述需要制造的模具的确切尺寸，对所述烧结完成的模具进行打磨；检查打磨完成的模具的尺寸与所需要制造的模具之间的尺寸是否吻合，如果吻合，则模具的制造完成；
f、在模具需要裁边和开孔的位置，将已加工好的金属件安装在成型模具上，并将金属底座模框固定在金属件上；
g、通过增加镶块的方式将模具加料腔底部由直角变为圆角；该步骤能够避免模具被异常压裂。
h、在模具的整体表面均匀涂上一层脱模蜡，将加强粉和树脂胶均匀混合后涂在脱模蜡层的表面，固化2-3小时；
i、将不锈钢丝穿入到金属底座模框内，使得不锈钢丝在模框内形成立体网状结构，然后用混凝土浇注模框中空隙，固化后成型；
同时实现了成型、裁边和开孔功能，无需后续裁边开孔等加工工序，工序简单、生产效率高。
j、对模具表面进行预处理：采用人工除锈的方法清除基体表面的水分、油污、尘垢、污染物、铁锈和氧化皮。
作为优选，所述增塑剂为脂肪族二元酸脂。
作为优选，所述固化剂为异氰酸酯。
作为优选，所述表面活性剂选自乙二胺、二乙烯三胺、十二烷基苯磺酸氨或其组合。
作为优选，所述碳化硅的粒径为600-800目。
作为优选，所述石墨的粒径为600-800目。
作为优选，所述纳米二氧化锆的粒径为600-800目。
作为优选，所述镶块材料为Cr12MoV。
本发明的有益效果：本发明提供的这种高性能模具的制造方法，工艺简单、节约资源、制造成本低廉、耐磨损抗腐蚀，耐高温、寿命长，有效降低了模具被异常压裂。实现了成型、裁边和开孔功能，无需后续裁边开孔等加工工序，工序简单、生产效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步阐明本发明。
实施例：
我们公开了一种高性能模具的制造方法，制造所述模具的材料包括碳化硅4％-6％、石墨5％-8％、纳米二氧化锆3％-5％、固化剂2％-3％、表面活性剂3％-5％、二氧化硅4％-6％、有机改性的聚氨酯树脂40％-50％、增塑剂3％-5％，蒙脱土4％-6％，余量为水；纳米二氧化锆，能够提高模具的抗磨损性能，使其具有更佳的稳定性和耐高温特性。
蒙脱土实则是一种增稠剂，具有良好的分散性能，可增加环氧树脂固化成型后的抗疲劳性及机械强度、硬度。
石墨化学性质稳定，耐酸碱及有机溶剂，具有出色的导电导热特性，可耐高温，可塑性及抗热震性强，当将其作为添加剂加入环氧树脂材料后，可明显提升料材的散热及耐高温性能。
固化剂能有效提高材料成型后的稳定性。
有机硅改性的聚氨酯树脂结合固化剂，使得成型后的模具具有出色的韧性及加工性能，长期使用不开裂，耐急冷急热，使用寿命显著提高。
作为优选，本实施例中增塑剂为脂肪族二元酸脂，固化剂为异氰酸酯，表面活性剂选自乙二胺、二乙烯三胺、十二烷基苯磺酸氨或其组合，碳化硅的粒径为600-800目，石墨的粒径为600-800目，纳米二氧化锆的粒径为600-800目，镶块材料为Cr12MoV。
采用上述模具材料制造模具的方法包括以下步骤：
a、将碳化硅、石墨、二氧化硅、纳米二氧化锆进行称量后粉碎，放入到溶解器内；
b、将固化剂、有机分散剂、有机改性的聚氨酯树脂、增塑剂、蒙脱土称量后放入到溶解器内与步骤a中材料进行充分混合；将材料成型为有规则形状的毛坯，并对毛坯在800-900℃下进行预烧；
c、根据所述需要制造的模具的确切尺寸对预烧完成的毛坯进行车坯，使车坯后的初级模具的尺寸较需要制造的模具的尺寸大；
d、将步骤c中车坯后的初级模具在1700℃以上进行高温烧结；
e、根据所述需要制造的模具的确切尺寸，对所述烧结完成的模具进行打磨；检查步骤打磨完成的模具的尺寸与所需要制造的模具之间的尺寸是否吻合，如果吻合，则所述模具的制造完成；
f、在模具需要裁边和开孔的位置，将已加工好的金属件安装在成型模具上，并将金属底座模框固定在金属件上；
g、通过增加镶块的方式将模具加料腔底部由直角变为圆角；该步骤能够避免模具被异常压裂。
h、在模具的整体表面均匀涂上一层脱模蜡，将加强粉和树脂胶均匀混合后涂在脱模蜡层的表面，固化2-3小时得到胚体；
i、将不锈钢丝穿入到金属底座模框内，使得不锈钢丝在模框内形成立体网状结构，然后用混凝土浇注模框中空隙，固化后成型；
同时实现了成型、裁边和开孔功能，无需后续裁边开孔等加工工序，工序简单、生产效率高。
j、对模具表面进行预处理：采用人工除锈的方法清除基体表面的水分、油污、尘垢、污染物、铁锈和氧化皮。
本发明提供的这种高性能模具的制造方法，工艺简单、节约资源、制造成本低廉、耐磨损抗腐蚀，耐高温、寿命长，有效降低了模具被异常压裂。实现了成型、裁边和开孔功能，无需后续裁边开孔等加工工序，工序简单、生产效率高。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高性能模具的制造方法，其特征在于：制造所述模具的材料包括碳化硅4％-6％、石墨5％-8％、纳米二氧化锆3％-5％、固化剂2％-3％、表面活性剂3％-5％、二氧化硅4％-6％、有机改性的聚氨酯树脂40％-50％、增塑剂3％-5％，蒙脱土4％-6％，余量为水；采用上述模具材料制造模具的方法包括以下步骤：
将碳化硅、石墨、二氧化硅、纳米二氧化锆进行称量后粉碎，放入到溶解器内；
将固化剂、有机分散剂、有机改性的聚氨酯树脂、增塑剂、蒙脱土称量后放入到溶解器内与步骤a中材料进行充分混合；将材料成型为有规则形状的毛坯，并对毛坯在800-900℃下进行预烧；
根据所述需要制造的模具的确切尺寸对预烧完成的毛坯进行车坯，使车坯后的初级模具的尺寸较需要制造的模具的尺寸大；
将步骤c中车坯后的初级模具在1700℃以上进行高温烧结；
根据所需要制造的模具的确切尺寸，对所述烧结完成的模具进行打磨；检查打磨完成的模具的尺寸与所需要制造的模具之间的尺寸是否吻合，如果吻合，则模具的制造完成；
在模具需要裁边和开孔的位置，将已加工好的金属件安装在成型模具上，并将金属底座模框固定在金属件上；
通过增加镶块的方式将模具加料腔底部由直角变为圆角；
在模具的整体表面均匀涂上一层脱模蜡，将加强粉和树脂胶均匀混合后涂在脱模蜡层的表面，固化2-3小时；
将不锈钢丝穿入到金属底座模框内，使得不锈钢丝在模框内形成立体网状结构，然后用混凝土浇注模框中空隙，固化后成型；
对模具表面进行预处理：采用人工除锈的方法清除基体表面的水分、油污、尘垢、污染物、铁锈和氧化皮。
2.如权利要求1所述的一种高性能模具的制造方法，其特征在于：所述增塑剂为脂肪族二元酸脂。
3.如权利要求1所述的一种高性能模具的制造方法，其特征在于：所述固化剂为异氰酸酯。
4.如权利要求1所述的一种高性能模具的制造方法，其特征在于：所述表面活性剂选自乙二胺、二乙烯三胺、十二烷基苯磺酸氨或其组合。
5.如权利要求1所述的一种高性能模具的制造方法，其特征在于：所述碳化硅的粒径为600-800目。
6.如权利要求1所述的一种高性能模具的制造方法，其特征在于：所述石墨的粒径为600-800目。
7.如权利要求1所述的一种高性能模具的制造方法，其特征在于：所述纳米二氧化锆的粒径为600-800目。
8.如权利要求1所述的一种高性能模具的制造方法，其特征在于：所述镶块材料为Cr12MoV。
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