CN105945543B - 一种砖机模具的制造方法及制造过程中使用的喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种砖机模具制造方法及制造过程中使用的喷涂方法，具体包括如下步骤：使用水切割对碳化铬复合耐磨钢板进行水切割；对碳化铬复合耐磨钢板的磨床；上模中的普通板、横向板、纵向板的加工，加工后形成型腔；碳化铬复合耐磨钢板打孔；总体焊接成型，校正平直，与下模组装。本发明选择特定的水切割加工碳化铬复合耐磨钢板，能够减小切割时放出大量的热带来的对钢板的伤害，提高钢板切割成型效果，保证切割质量，切割完美。水切割加工方法步骤简单，成本低廉，适合大规模推广，选择水溶性胶一端铺洒一层潮湿的干冰颗粒，湿的干冰颗粒遇到切割产生的热量进行吸收，使得干冰表面的水分结成冰，从而降低环境温度，保证切割效果。

Description

一种砖机模具的制造方法及制造过程中使用的喷涂方法

技术领域

本发明涉及制砖设备技术领域，尤其涉及一种砖机模具的制造方法，还涉及一种砖机模具的制造方法中使用的喷涂方法。

背景技术

为了节能降耗，保护耕地，我国开始实施禁粘、禁实政策，并大力推广应用新型的建筑材料如：砖、砌块等。砖块是利用以粘土，页岩，煤矸石等为原料,经粉碎，混合捏练制成的，具有设备简单，砌筑速度快的优点。砖机模具就是以砖机系列机械为核心的模具工具。建筑机械例如砌块机、垫块机等机器的出砖核心。通过模具可以生产出需要的砖型。例如标砖、多孔砖、面包砖、荷兰砖、植草砖、空心砖、大方砖、路沿石砖、垫块等砖样。砖机模具是现代建设环保环境所必须的一部分。

众所周知，在坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效，现有技术的关注点一般是如何通过制砖模具提高砖的质量，但是，如果模具的质量不过硬，生产的砖自然质量也不会过硬，因此，真正的关注点在于，模具材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影响耐磨性的主要因素，模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。

例如中国专利CN104015248A公开了一种压砖模具，包括模框、底板和顶板，模框设置在底板上，模框由四块矩形钢板构成长方体形框体，其特征在于：所述顶板和底板位于模框内的部分均高于四周形成凸起部，凸起部表面设置有凸条。该技术方案在使用过程中，物料在顶板和底板的凸起部作用下向四周移动，这样就比较容易被挤压到砖坯的边角部分，压制出的砖坯的边角部位坚实，砖块的质量高，主要解决的技术问题是，果物料的流动性不好时，物料不容易被挤压到砖坯的边角部位的问题，但是没有关于加强模具本身的质量和性能的描述。

再例如中国专利CN1931547公开了一种用耐磨合金复合板制备耐火砖模具，其特征在于：以低碳钢为基板(1)，在基板上采用熔焊工艺生成具有一定厚度的耐磨硬质合金层(2)。该技术方案中，对如何生产耐磨硬质合金层(2)进行了大量的描述，包括基板厚度、材料、熔焊工艺、耐磨合金层的组成部分等等，但是没有涉及到如何将耐磨硬质合金层(2)于砖机磨具进行结合组装，从而提高砖机磨具本身的质量和性能。

发明内容

为克服现有技术中存在的砖机模具本身存在着易磨损、使用寿命短的问题，本发明提供了一种砖机模具制造方法及制造过程中使用的喷涂方法。

本发明采用的技术方案为：一种砖机模具的制造方法，其创新点在于：具体包括如下步骤：

Step1：使用水切割对碳化铬复合耐磨钢板进行水切割；

Step2：对碳化铬复合耐磨钢板的磨床；

Step3：上模中的普通板、横向板、纵向板的加工，加工后形成型腔；

Step4：碳化铬复合耐磨钢板打孔；

Step5：总体焊接成型，校正平直，与下模组装。

在此基础上，所述碳化铬复合耐磨钢板上还喷涂有碳化钨涂层。

在此基础上，所述碳化钨涂层的厚度为2～4mm之间。

在此基础上，所述步骤Step1的具体步骤为：首先采用水切割加工方法将矩形状的碳化铬复合耐磨钢板进行切割，矩形碳化铬复合耐磨钢板上、下两边切割有两个相同尺寸的若干个第一凹槽，相邻两个所述第一凹槽之间间隔；矩形碳化铬复合耐磨钢板两侧边分别切割有一个第二凹槽，两侧边的所述第二凹槽的位置尺寸相同。

进一步的，所述水切割加工的具体方法为：

(1)、固定底座：在底座上涂覆水溶性胶，水溶性胶上一端铺洒一层潮湿的干冰颗粒，并将一待切割的碳化铬复合耐磨钢板固定于该水溶性胶靠近潮湿的干冰颗粒的一端，等待切割；

(2)、加热：将水刀切割头先置于250-300℃高温中进行灼烧；

(3)、冷却：将净灼烧后的水刀切割头采用恒温水作为冷却；

(4)、剪切：水刀切割头根据所需形状切割碳化铬复合耐磨钢板。

在此基础上，所述步骤Step2具体步骤为：选择平面磨床，通过平面磨床磨至碳化铬复合耐磨钢板的长度尺寸为1600～2000mm。

在此基础上，所述步骤Step3中，上模内设置有普通板加工形成的型腔、模框、横向板和纵向板，所述模框设置于型腔内，且紧贴型腔侧壁；纵向板和横向板通过插装连接后与模框连接。

在此基础上，所述Step4中打孔的具体步骤为：在Step3步骤的基础上，将碳化铬复合耐磨钢板沿着长度方向，上、下边依次打上一排孔，每排孔的数量为若干个，所述上排孔分别分布在与切割形成的第一凹槽相对的凸起内，所述第一排孔与第二排孔之间的间距为2～3mm。

在此基础上，所述碳化铬复合耐磨钢板的厚度为6～10mm，长度为1600mm、1800mm或2000mm，宽度为140mm。

本发明的另一个目的是提供一种砖机模具的制造方法中碳化钨涂层的喷涂方法，其创新点在于：采用激光喷涂，具体喷涂步骤如下：

A1：向碳化铬复合耐磨钢板外表面发射一束激光，激光束释放一定的温度，并熔化所述外表面的一定厚度；

A2：向激光束稳定注入一股碳化钨涂层的碳化钨混合剂，由于金属粉末的熔点比激光温度低，因此激光将金属粉末熔合在碳化钨复合耐磨钢板外表面；

A3：相对碳化铬复合耐磨钢板移动激光束，使其扫描碳化铬复合耐磨钢板外表面，并形成碳化钨涂层，碳化钨涂层的厚度为2-4mm。

在此基础上，所述步骤A2中，碳化钨混合剂通过以激光束贯穿其中心的导管注入激光束，该导管可接收混合剂并将其注入激光束。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的砖机模具，还包括碳化铬复合耐磨钢板，碳化铬复合耐磨钢板以垂直于模框的方式设置在模框内，使得在坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动时，最先接触的是碳化铬复合耐磨钢板，减少型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而避免导致模具因磨损而影响砖的质量，同时还能延长砖机模具失效的时间，等同于延长砖机模具使用寿命，减少工业成本。

(2)本发明的砖机模具，首次将碳化铬复合耐磨钢板用于模具中，考虑到砖块一般是利用以粘土，页岩，煤矸石等为原料制成的，一般别的元素复合成耐磨板的时候，会与砖块的原料在成胚砖时，产生化学反应，影响砖块质量。而碳化铬复合耐磨钢板用于模具中，与砖块的原料在成胚砖时不会产生化学反应，提高产量和生产效率。

(3)本发明的砖机模具制造方法，选择特定的水切割加工碳化铬复合耐磨钢板，能够大大减小切割时放出大量的热带来的对钢板的伤害，提高钢板切割成型效果，保证切割质量，切割完美。

(4)本发明的砖机模具制造方法，水切割加工方法步骤简单，成本低廉，适合大规模推广，选择水溶性胶一端铺洒一层潮湿的干冰颗粒，湿的干冰颗粒遇到切割产生的热量进行吸收后，使得干冰表面的水分结成冰，从而降低环境温度，保证了切割效果。

附图说明

图1是本发明砖机模具示意图；

图2是本发明砖机模具中碳化铬复合耐磨钢板结构示意图；

图3是本发明砖机模具中打孔后的碳化铬复合耐磨钢板结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明披露了一实施方式，提供一种砖机模具制造方法，通过选择特定的水切割加工碳化铬复合耐磨钢板，能够大大减小切割时放出大量的热带来的对钢板的伤害，提高钢板切割成型效果，保证切割质量，切割完美。

具体包括如下步骤：

Step1：使用水切割对碳化铬复合耐磨钢板进行水切割；

Step2：对碳化铬复合耐磨钢板的磨床；

Step3：上模中的普通板、横向板、纵向板的加工，加工后形成型腔；

Step4：碳化铬复合耐磨钢板打孔；

Step5：总体焊接成型，校正平直，与下模组装。

进一步的，所述步骤Step1主要是对碳化铬复合耐磨钢板的切割，具有举足轻重的地位，钢板的切割形态和切割成果，是对后续进行磨铣、组合的先决条件，本实施方式中，切割的主要步骤为：采用水切割加工方法将矩形状的碳化铬复合耐磨钢板进行切割。其次，进行确定切割的形状，需要与被加工的砖机模具进行配合固定，(被加工的砖机模具可以为标砖模具、多排孔保温砖模具、荷兰砖模具、多孔砖模具、植草砖模具、路沿石模具、模震型模具等等，在此不作限制)本实施例中被加工的砖机模具选择为多排孔保温砖模具，因此，如图2所示：矩形碳化铬复合耐磨钢板15上、下两边切割有若干个相同尺寸的第一凹槽151(图中未全示出)，相邻两个第一凹槽151之间间隔2～3mm为宜；矩形碳化铬复合耐磨钢板15两侧边分别切割有若干个第二凹槽152(图中未全示出)，两侧边的第二凹槽152的位置尺寸相同，相邻两个第二凹槽152之间间隔1～2mm为宜.上述相邻第一凹槽之间的间距以及相邻第二凹槽之间的间距的设定，考虑的矩形碳化铬复合耐磨钢板上的凹槽主要起到利用水射流切割来横向以及纵向切割砖机模具制品，且凹槽也可以设置成用于任何以及所有其它的水射流切割。

作为优选的，水切割加工的具体方法为：

(1)、固定底座：在底座上涂覆水溶性胶，水溶性胶上一端铺洒一层潮湿的干冰颗粒，并将一待切割的碳化铬复合耐磨钢板固定于该水溶性胶靠近潮湿的干冰颗粒的一端，等待切割；本实施方式中水切割加工方法步骤简单，成本低廉，适合大规模推广，选择水溶性胶一端铺洒一层潮湿的干冰颗粒，湿的干冰颗粒遇到切割产生的热量进行吸收后，使得干冰表面的水分结成冰，从而降低环境温度，保证了切割效果。

(2)、加热：将水刀切割头先置于250-300℃高温中进行灼烧；

(3)、冷却：将净灼烧后的水刀切割头采用恒温水作为冷却；

(4)、剪切：水刀切割头根据所需形状切割碳化铬复合耐磨钢板。

作为进一步优选的，所述步骤Step2提到碳化铬复合耐磨钢板进行磨床处理；对本实施例而言，具体步骤为：首先选择合适的平面磨床，通过控制平面磨床磨至碳化铬复合耐磨钢板的长度尺寸符合生产要求，为了保证适应大多数砖机设备，将碳化铬复合耐磨钢板的长度尺寸选择为1600～2000mm，保证使用前，无需进行二次加工。

作为进一步优选的，所述Step3中主要是利用现有技术将上模中使用到的除了碳化铬复合耐磨钢板外的普通板、横向板、纵向板的加工，加工后形成弧形的矩形型腔。

作为进一步优选的，所述Step4中主要是在碳化铬复合耐磨钢板上进行打孔；打孔的具体步骤为：将碳化铬复合耐磨钢板沿着长度方向，在上、下边的位置依次打上一排孔153，每排孔153的数量为(设置的长度方向的凹槽数+1)个，也可以是(设置的长度方向的凹槽数+1)个的倍数或者更多，只要满足平均打孔即可。另一方面，打孔的上排孔153优选分别分布在与切割形成的第一凹槽151相对的凸起内，所述第一排孔与第二排孔之间的间距为2～3mm，打孔的目的，主要是为了起到方便制造时的气体放出的作用，因此，孔153的个数不同，则会导致孔的孔径以及孔与孔之间的孔密度发生变化，例如，如图3所示：当选择每排孔153的数量一定时，第一排孔与第二排孔之间的间距为孔数量的十分之一mm，例如打孔的孔径为0.3mm，孔密度为4～6/cm³；当选择每排孔153的数量为6个时，第一排孔与第二排孔之间的间距为0.5～1mm，打孔的孔径为0.2mm，孔密度为8～10/cm³。

作为进一步优选的，Step5主要是将横向板、纵向板通过插装的方式与普通板经过弧形加工后形成弧形的型腔进行组装，再将上述进行切割、打孔加工过的碳化铬复合耐磨钢板与总体焊接成型，接着校正平直，最后与下模组装形成本发明的砖机模具。

经过权威认证，本实施方式生产的砖机磨具，耐磨达到20万次，是行业里普遍标准都达不到的次数，例如国标要求是砖机磨具的耐磨需达到6万次，本实施方式是国标要求的3～4倍，大大延长了设备的使用寿命，成本降低30％左右，因此本实施方式是极其具有应用价值的模具生产方法。

为了进一步加强模具的耐磨性，本实施方式的碳化铬复合耐磨钢板上还喷涂有一层碳化钨涂层；作为优选的，所述碳化钨涂层的厚度为2～4mm之间，在本实施方式中，碳化钨涂层的喷涂碳化钨涂层的厚度可以2mm、2.5mm、3mm、4mm等等视情况而定，可以选择在总体组装前进行喷涂，也可以选择在总体组装后再进行喷涂。另一方面，碳化铬复合耐磨钢板的喷涂位置可以是钢板四面全部喷涂，也可以只喷涂与砖土接触的型腔一侧的那面碳化铬复合耐磨钢板，再者，每一面喷涂碳化钨涂层的碳化铬复合耐磨钢板有效面积为10～100％，当有效面积为10％时，可以优选选择喷涂在碳化铬复合耐磨钢板的中间部位。当然，并不作限制的，每一面喷涂碳化钨涂层的厚度可以一致也可以不一致。

作为进一步优选的，本实施方式的碳化钨涂层的喷涂方法采用激光喷涂的方式，具体步骤如下：

A1：先向碳化铬复合耐磨板外表面发射一束激光，激光束释放一定的温度，并熔化所述外表面的一定厚度；为了达到最佳的喷涂效果，外表面的熔化厚度为0.2～0.4mm，预先熔化的目的是加强碳化钨涂层的附着能力。

A2：向激光束稳定注入一股碳化钨涂层的碳化钨混合剂，由于金属粉末的熔点比激光温度低，因此激光将金属粉末熔合在碳化钨复合耐磨钢板外表面；进一步优选的，所述碳化钨混合剂包括碳化钨晶体、碳化钛和碳化钽混合物，所述碳化钨晶体、碳化钛和碳化钽三者混合物的摩尔质量混合比例为7～8:1～2:1～2。混合物的组合，提高了碳化钨的抗暴能力，提高一定的抗氧化能力和更强的耐酸性。

A3：相对碳化铬复合耐磨钢板移动激光束，使其扫描碳化铬复合耐磨钢板外表面，并形成碳化钨涂层；喷涂后的碳化钨涂层：硬度HV≥1500；孔隙率≤0.8％；结合强度≥15300Psi；厚度≥2mm。

作为进一步优选的，所述步骤A2中，碳化钨混合剂通过以激光束贯穿其中心的导管注入激光束，该导管可接收混合剂并将其注入激光束。

上述实施方式中增加了碳化钨涂层的碳化铬复合耐磨钢板，经测试，耐磨达到25万次，大大延长了设备的使用寿命，成本降低33％左右。

在本发明的另一实施方式中，披露了一种利用上述实施方式的制造方法生产的砖机模具，如图1所示：包括上模1和下模2，所述上模1内设置有型腔11，型腔11为矩形、比型腔11面积略小的模框12(模框12也为矩形，长度为60cm、宽度为40cm)、横向板13(与上模长度相同且宽度为3cm的矩形板)和纵向板14(与上模宽度相同且长度为3cm的矩形板)，所述模框12镶嵌设置于型腔11内，且紧贴型腔11侧壁；纵向板14和横向板13通过插装连接后与模框12连接，作为本实施方式的优选实施例，纵向板14的个数为4个，横向板13的个数设定为1个。

如图1所示：还包括上述实施方式制备的碳化铬复合耐磨钢板15，所述碳化铬复合耐磨钢板15以垂直于模框12的方式分别设置在模框12内、横向板13两表面和纵向板14两表面，并紧贴于模框12内侧面。也就是说，纵向板14的个数为4个，横向板13的个数设定为1个时，每个纵向板14、横向板13的俩个表面均贴合有碳化铬复合耐磨钢板15；优选的，每个所述碳化铬复合耐磨钢板15设置在模框12任一内侧面；即模框12任一内侧面上设置有1个或多个所述碳化铬复合耐磨钢板15均可。作为优选的，根据模框的个数，固定贴合在模框12内的碳化铬复合耐磨钢板15个数选择在140～260个为宜。例如：简单的，以1个模框为例，当贴合在模框12内的碳化铬复合耐磨钢板15个数选择为1个时，该碳化铬复合耐磨钢板15以垂直于模框12的方式固定贴合在模框12任一内侧面上；当贴合在模框12内的碳化铬复合耐磨钢板15个数选择为2个时，该碳化铬复合耐磨钢板15以垂直于模框12的方式固定贴合在模框12任两个内侧面上；当贴合在模框12内的碳化铬复合耐磨钢板15个数选择为3个时，该碳化铬复合耐磨钢板15以垂直于模框12的方式固定贴合在模框12任意三个内侧面上；当贴合在模框12内的碳化铬复合耐磨钢板15个数选择为4个时，该碳化铬复合耐磨钢板15以垂直于模框12的方式固定贴合在模框12的四个内侧面上。当然，模框12的每个内侧面上可以固定贴合也可以有2个以上的碳化铬复合耐磨钢板15，在此并不作限制。本实施方式中碳化铬复合耐磨钢板15以垂直于模框12的方式设置在模框12内，使得在坯料在模具型腔11中塑性变性时，沿型腔11表面既流动又滑动时，最先接触的是碳化铬复合耐磨钢板15，减少型腔11表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而避免导致模具因磨损而影响砖的质量，同时还能延长砖机模具失效的时间，等同于延长砖机模具使用寿命，减少工业成本。

作为优选的，选择碳化铬复合耐磨钢板15上碳化铬的厚度为0.1-0.6mm，作为优选的，碳化铬复合耐磨钢板15上碳化铬的厚度设定为0.35mm。选择碳化铬复合耐磨钢板15的厚度时，主要考虑到成本以及耐磨程度之间的关系，最佳的，当厚度选择在0.35mm，成本与耐磨程度之间的关系达到最佳契合点。另外，碳化铬复合耐磨钢板的厚度为6～10mm，长度为1600mm、1800mm或2000mm，宽度为140mm，这样的尺寸设计，能够获得较大的耐磨成本比，在应用方面，具有很大的优势。本实施方式中，首次将碳化铬复合耐磨钢板15用于模具中，考虑到砖块一般是利用以粘土，页岩，煤矸石等为原料制成的，一般别的元素复合成耐磨板的时候，会与砖块的原料在成胚砖时，产生化学反应，影响砖块质量。而碳化铬复合耐磨钢板用于模具中，与砖块的原料在成胚砖时不会产生化学反应，提高产量和生产效率。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种砖机模具的制造方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

Step1：使用水切割对碳化铬复合耐磨钢板进行水切割；

Step2：对碳化铬复合耐磨钢板的磨床；

Step3：上模中的普通板、横向板、纵向板的加工，加工后形成型腔；

Step4：碳化铬复合耐磨钢板打孔；

Step5：总体焊接成型，校正平直，与下模组装；

所述Step1的具体步骤为：首先采用水切割加工方法将矩形状的碳化铬复合耐磨钢板进行切割，矩形碳化铬复合耐磨钢板上、下两边切割有两个相同尺寸的若干个第一凹槽，相邻两个所述第一凹槽之间间隔；矩形碳化铬复合耐磨钢板两侧边分别切割有一个第二凹槽，两侧边的所述第二凹槽的位置尺寸相同；

进一步的，所述水切割加工的具体方法为：

(1)、固定底座：在底座上涂覆水溶性胶，水溶性胶上一端铺洒一层潮湿的干冰颗粒，并将一待切割的碳化铬复合耐磨钢板固定于该水溶性胶靠近潮湿的干冰颗粒的一端，等待切割；

(2)、加热：将水刀切割头先置于250-300℃高温中进行灼烧；

(3)、冷却：将净灼烧后的水刀切割头采用恒温水作为冷却；

(4)、剪切：水刀切割头根据所需形状切割碳化铬复合耐磨钢板；

所述碳化铬复合耐磨钢板上还喷涂有碳化钨涂层。

2.根据权利要求1所述的砖机模具的制造方法，其特征在于：所述碳化钨涂层的厚度为2～4mm之间。

3.根据权利要求1所述的砖机模具的制造方法，其特征在于：所述Step2具体步骤为：选择平面磨床，通过平面磨床磨至碳化铬复合耐磨钢板的长度尺寸为1600～2000mm。

4.根据权利要求1所述的砖机模具的制造方法，其特征在于：所述Step3中，上模内设置有普通板加工形成的型腔、模框、横向板和纵向板，所述模框设置于型腔内，且紧贴型腔侧壁；纵向板和横向板通过插装连接后与模框连接。

5.根据权利要求1所述的砖机模具的制造方法，其特征在于：所述Step4中打孔的具体步骤为：在Step3步骤的基础上，将碳化铬复合耐磨钢板沿着长度方向，上、下边依次打上一排孔，每排孔的数量为若干个，上边所述一排孔分别分布在与切割形成的第一凹槽相对的凸起内，上边所述一排孔与下边所述一排孔之间的间距为2～3mm。

6.根据权利要求1所述的砖机模具的制造方法，其特征在于：所述碳化铬复合耐磨钢板的厚度为6～10mm，长度为1600mm、1800mm或2000mm，宽度为140mm。