CN1062791C - 改进的具重复回收使用性的冷锻模体 - Google Patents

Abstract

一种改进的具重复回收使用性的冷锻模体，主要是针对原中国发明专利申请96107087.0号的再改进，特别是采用包含铋(Bi)、铅(Pb)及锡(Sn)定比例混制而成的低熔点合金，在其低熔点的熔温下，灌入模体基础结构内作为穿透介质，并于常温凝固后，作为巩固模体基础结构的固化介质使用；同时并藉低熔点合金在其低熔温的熔融状态时，具有可回收模体基础结构中各组件重复使用的能力，以便达到可重复变换待锻工件的模穴型体的目的，并藉此降低冷锻模体的制作成本。

Description

改进的具重复回收使用性的冷锻模体

本发明涉及金属冷锻加工时所使用的冷锻模体，尤指一种改进的具重复回收使用性的冷锻模体，可于常温下承受高频率暨长时间的冷锻锻压作用；并可在需求变换模穴型体时，取下模框上的胶膜面，再施予低熔点合金的熔温，促使原本固化的模穴软化，以便再摆置新模穴型体的胶模面，并促使模体各部位重新固化成能抵抗冷锻锻压的作用，以达重复回收使用的效益。

在本申请人的在先中国发明专利申请第96107087.0号已知专利(已获准美国发明专利，SN 08/792，687)技术中，所揭示的冷锻模体基础结构，是包含利用金属材料制成一模框、一具有栓孔的底盖、底盖上焊设有适当数量的金属撑块、以及在模框上设置胶膜面，并在模框内叠置上、下层填料以及适量钢珠(或铁砂)所组成。其中：该胶膜面，是依待锻工件型体，利用PET或PVC胶质原料，经真空成型技术制成具有模穴型体的胶膜面形态；该上层填料，是取用数层布匹状的克维拉纤维相叠置而成；该下层填料，是取用数层不锈钢网相叠置而成。

在制作模体时，是使上、下层填料能依序层层紧密叠置于模框内的胶模面底部，随后再灌入具有高穿透性的液态水银，作为上述模体基础结构内的液态穿透介质，让水银穿透填载于模框内的不锈钢网目及克维拉纤维上的各织孔间隙中，再经急速冷冻作业，使液态水银能冰冻固化模体基础结构，进而成为模体基础结构内的固化介质，藉以制成能抵抗冷锻锻压作用的冰冻模体。

因此该母案技术是利用水银在-38.5℃(凝结温度)以下时得以被凝结的物理性质，能在常温下将液态水银灌入模体基础结构内作为具有高穿透性的穿透介质，然后再利用急速冷冻设备将模体冷冻至-40℃以下，使水银能在模体基础结构内膨胀凝结成固化介质，并巩固模体及模穴各部位，以达承受冷锻锻压之效。

惟知，在前述母案技术中，选择使用昂贵的水银作为模体基础结构内的穿透及固化介质的作法，虽可达重复回收使用模穴的充填物的效果，但在模体制造成本上的需求较高，且模体必须冷凝至-40℃以下的低温，才能呈现固化后抵抗冷锻锻压的模体强度，因此在模体锻作环境内或旁侧，尚须备有急速冷冻设备，如此一来，周边设备所需的成本费用便更加的昂贵。基于此因，选用其他无需备置冷冻设备及属较廉价的物质，来作为灌注进入模体基础结构内的穿透介质，便是本追加发明的研创动机所在。

本发明的主要目的是在于：提供一种改进的具重复回收使用性的冷锻模体，其是使用低熔点合金，作为冷锻模体基础结构内的穿透及固化介质使用，以便藉其在低熔温下即可由固态熔融成液态的特性，而达到可重复变换冷锻模体上的模穴型体的效益。

本发明的另一目的是在于：提供一种改进的具重复回收使用性的冷锻模体，其使用低熔点合金，作为冷锻模体基础结构内的穿透及固化介质使用，以便藉其在常温下固结模体内各层填料后所呈现的抗压钢性，来强化模穴及模体承受锻压时的支撑强度。

为达到前述目的，本发明一种改进的具重复回收使用性的冷锻模体，主要是在模体基础结构中灌入具穿透及固化能力的介质所制成，该模体基础结构是包含模框、具栓孔的底盖、底盖上焊设有适当数量的金属撑块、以及在模框上盖置涂覆有耐火隔热层的胶膜面，并在模框内叠置上、下层填料，以及适量的钢珠或铁砂所组成；其中该胶膜面，是依待锻工件型体，利用PET或PVC胶质原料，经真空成型技术制成具有模穴型体的胶膜面形态；该上层填料，是取用数层布匹状的克维拉纤维相叠置而成；该下层填料，是取用数层不锈钢网相叠置而成；其特征为：

该具穿透及固化能力的介质是采用由铋Bi、铅Pb及锡Sn所组成的低熔点合金，在其低熔点的熔温下熔融混合，灌入模框内作为上述模体基础结构内的穿透介质，以便在常温冷却后，成为巩固模体基础结构中各构件的固化介质，藉以制成具备重复回收使用性的高强度冷锻模体成品。

本发明是可在需求更换模穴时，将模框上的旧款胶膜面取下，再对模体施予低熔点合金的熔点温度，让模框内已成固化的低熔点合金回复成熔融状态，即可再盖置新款模穴型体的胶膜面，并重复固化低熔点合金，即可取得新款模穴的模体成品，达到重复回收使用模体的目的。

综上所述，维持前述母案的原有利用模框、底盖、撑块、上、下层填料以及胶膜面等所组成的模体基础结构，是极必须且必要的先决条件；因为要制成能够抵抗冷锻锻压的模体成品，仰赖模体内的各层填料与撑块来一同和低熔点合金产生固化作用，才能使模穴及其模体具有抵抗锻压强度的能力。

同时，在低熔点合金的熔温范围内，促使模体基础结构中熔点温度较低的胶膜面内壁上，涂覆有一层耐火隔热层(如SK32)，促使当液态熔融的低熔点合金在灌入模体基础结构内部时，该胶膜面能具有抗熔能力，亦是实施上的一项技术要点。

再者，因为以铋(Bi)、铅(Pb)、锡(Sn)所混制而成的低熔点合金，其购置取得成本低廉，在运用至模体基础结构中作为穿透介质使用时，板能节省制模成本，且又能让冷锻模体具备有重复更换模穴并回收使用的效益，因此是属具有高度利用性与价值性的冷锻制模技术。

下面为能更加详述本发明，将列举较佳实施例配合附图详细说明如后：

附图简单说明：

图1：是本发明模体基础结构的立体分解图；

图2：是本发明在模框上盖置胶膜面的剖示图；

图3：是本发明将模体基础结构倒置的剖示图；

图4：是本发明在模框内灌入穿透介质以淹盖至各层填料高度时的剖示图；

图5：是本发明将搅拌混和有适量钢珠的低熔点合金灌入模框内填载至饱实的剖示图；

图6：是本发明制成冷锻模体成品的剖示图；

表一：是本发明使用低熔点合金的种类的重量混合比与其熔点温度对照表。

图号说明：

模框1          底盖11

撑块12         栓孔13

胶膜面2        模穴21

耐火隔热层22   上层填料3

下层填料4      钢珠51

公模体7        低熔点合金8，80

首观图1所示，本发明所提供改进的具重复回收使用性的冷锻模体，其中所使用的模体基础结构的组成构件，是与本发明人在先的中国专利申请第96107087.0号的所揭示的技术具有相同的实质内容；亦即该模体的基础结构是包含由一模框1、一底盖11、底盖11上焊设的金属撑块12、以及在模框1上设置的胶膜面2，并在模框1内叠置上层填料3、下层填料4，以及待与液态穿透介质相混合后置入模框1内的适量钢珠(或铁砂)51(图5)所组成。

其中该胶膜面2，是依待锻工件所需型体，而利用PET或PVC胶质原料，经真空成型技术制成具有所需模穴21型体的胶膜面2形态；该上层填料3，是取用数层软性布匹状的克维拉纤维相叠置而成；该下层填料4，是取用数层可塑性不锈钢网相叠置而成。

在利用上述构件制作本发明所需的模体时，是必需先将胶膜面2内壁(包含模穴21的外壁)涂覆一层耐火隔热层22(如SK32)，可使胶膜面2套覆在模框1的顶部，并可让显露于模框1顶部内的胶膜面2，具备有高温的抗熔性(如图2所示)；

随后将模框1倒置，并在模穴21内放置一预先利用工业塑胶制成的同型轮廓的公模体7，用以暂时支撑软性胶膜面2及其模穴21，然后在模框1内叠置由数层软性布匹状的克维拉纤维所制成的上层填料3，再叠置由数层不锈钢网所制成的下层填料4，促使上、下层填料皆能层层紧密贴实于模框1内的模穴21底部，并利用底盖11上焊置的金属撑块12来顶撑模框1内的上述填料，藉以组成冷锻模体的基础结构(如图3所示)。

其次必须在上述冷锻模体的基础结构内灌入由低熔点合金8混制而成的熔融状穿透介质，此低熔点合金8是由铋(Bi)、铅(Pb)及锡(Sn)等元素，在尚未灌模前，依其重量比熔融混合制成，其混和比是可由表一中得知：

当铋(Bi)、铅(Pb)及锡(Sn)依序以8∶5∶3的重量比值混合后，其熔点温度约在于80℃；

当铋(Bi)、铅(Pb)及锡(Sn)依序以2∶1∶1的重量比值混合后，其熔点温度约在于93℃；

当铋(Bi)、铅(Pb)及锡(Sn)依序以5∶2∶3的重量比值混合后，其熔点温度约在于100℃；

因此以铋(Bi)、铅(Pb)及锡(Sn)所熔混制成的低熔点合金8，其熔点温度皆比一般用来制作模框1、底盖11及钢珠51的合金钢(如S45C的中碳钢)、或是用来制作金属撑块12的锰钢、或是克维拉纤维、或是不锈钢网、或铁砂等的材质熔点温度远要低，同时当胶膜面2上涂覆有耐火隔热层22后，其用来抵抗上述低熔点合金8的熔温时，皆显然足足有余；如此一来，将使一当在上述冷锻模体的基础结构内灌入熔融混制好的低熔点合金8时，该模体基础结构中所有构件材料，皆具有抵抗低熔点合金8的浇注熔温的能力。

如图4所示，即揭示先将低熔合金8灌入模框1内，使熔融状且具有高比重的低熔点合金8能穿透下层填料4中各层不锈钢网的网孔，同时并会穿透上层填料3中各层克维拉纤维的织孔，以便先将模框1内的上层填料3、下层填料4及与胶膜面2之间的织孔、网孔及穴角等间隙填满，且熔液状低熔点合金8的填载量，仅暂需填载至能完全穿透并淹盖上述上、下层填料3及4的高度即可。

接着，模框1内的撑块12至底盖11间的尚未填料空间内，仍需装填熔融状的低熔点合金8，但其装填方式是先将尚未置入模框1内的适量钢珠(或铁砂)51，加入熔融状的低熔点合金8内均匀混合，而后再将混拌有适量钢珠51(或铁砂)的熔融状低熔点合金8一同灌入模框1内至饱实，促钢珠(或铁砂)51能均匀负载于低熔点合金8间(如图5所示)；

当分次填载于模框1内的低熔点合金80冷却凝结后，便会巩固模体基础结构中的所有组成构件，使此刻的低熔点合金80，即成为模体基础结构中的固化介质，随后并将原本倒置的模框翻正，形成所需的冷锻用模体成品(如图6所示)。

综上所述，本发明是可依冷锻模体实际所需承受的锻压，来增减模体基础结构与低熔点合金8间混合固化后的强度，其手段可为增、减上、下层填料3及4的叠置数量，或为增、减添加钢珠(或铁砂)51的含量来达成所需模体强度的需求；同时，在需求变换锻制工件时，并无须汰换模体，事实上只要先将模框1上的旧款胶膜面2取下后，即可对模体施予低熔点合金8的熔点温度，而让模框1内已成固化状态的低熔点舍金80逐渐熔融，进而回复成模体基础结构中载装熔融状态的低熔点合金8，使原本形成的模穴轮廓软化，以便更换具有新款模穴型体的胶膜面，再次重复固化低熔点合金的方式，以巩固新款模穴的模体强度；其间该被卸下的旧款胶膜面2，是可再次涂覆耐火隔热层而重复回收使用，促使所有制成冷锻模体的基础结构组件，皆具有重复回收使用性；且模体成品只要在常温下供给冷锻加工的运作，并无需藉助其他冷冻周边设备，即可承受高频率的压锻作业，实已明显降低冷锻模体的制作成本，同时又备具产业上的高度利用性。

Claims (2)

1、一种改进的具重复回收使用性的冷锻模体，主要是在模体基础结构中灌入具穿透及固化能力的介质所制成，该模体基础结构是包含模框、具栓孔的底盖、底盖上焊设有适当数量的金属撑块、以及在模框上盖置涂覆有耐火隔热层的胶膜面，并在模框内叠置上、下层填料，以及适量的钢珠或铁砂所组成；其中该胶膜面，是依待锻工件型体，利用PET或PVC胶质原料，经真空成型技术制成具有模穴型体的胶膜面形态；该上层填料，是取用数层布匹状的克维拉纤维相叠置而成；该下层填料，是取用数层不锈钢网相叠置而成；

其特征为：该具穿透及固化能力的介质是采用由铋Bi、铅Pb及锡Sn所组成的低熔点合金，在其低熔点的熔温下熔融混合，灌入模框内作为上述模体基础结构内的穿透介质，以便在常温冷却后，成为巩固模体基础结构中各构件的固化介质，藉以制成具备重复回收使用性的高强度冷锻模体成品。

2、如权利要求1所述的改进的具重复回收使用性的冷锻模体，其特征在于：是可在需求更换模穴时，将模框上的旧款胶膜面取下，再对模体施予低熔点合金的熔点温度，让模框内已成固化的低熔点合金回复成熔融状态，即可再盖置新款模穴型体的胶膜面，并重复固化低熔点合金，即可取得新款模穴的模体成品，达到重复回收使用模体的目的。

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