CN107385293B - 一种铝合金吸塑模具及其制备方法 - Google Patents

一种铝合金吸塑模具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝合金吸塑模具，由以下原料按照重量百分比组成：0.8‑1.2％的铜、0.06‑0.08％的氧化铁、1‑1.8％的镁、3‑4.5％的锌、0.01‑0.04％的铬、0.3‑0.5％的二氧化硅、0.02‑0.05％的稀土元素、0.05‑0.2％的锰，余量为铝和不可避免的杂质。所述铝合金吸塑模具的制备方法，具体步骤如下：步骤一，备料；步骤二，设计造型；步骤三，预处理；步骤四，熔炼；步骤五，浇注；步骤六，热处理；步骤七，镀保护层；步骤八，抛光。本发明对浇注后的产品进行时效处理和二段式加热处理，可以提高产品的使用寿命；本发明还在产品表面镀有耐磨层，提高了模具的耐磨性；本发明对模具表面进行了抛光和清洗，使得产品表面的光滑度好。

Description

一种铝合金吸塑模具及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具领域，具体是一种铝合金吸塑模具。
背景技术
吸塑是吸塑成型的简称，又称真空成型，是一种热塑性塑料的加工工艺，主要原理是将片状或板状材料夹紧在真空成型机的框架上，加热软化后，通过模边的空气通道，用真空将其吸附于模具上，经短时间的冷却，得到成型的塑料制品，吸塑工艺根据片材的厚度可以分为薄片吸塑和厚片吸塑。吸塑产品就用广泛其主要用于电子、电器行业，食品行业，五金工具，化妆品行业，玩具行业、日用品行业，医药、保健品，汽车，文具、文体用品等类别的行业。
吸塑成型机上使用的模具称为吸塑模具，它是将平展的塑料片材加热变软后，采用真空吸附与吸塑模具的表面，经冷却后成型制得塑料包装制品，现有的吸塑模具按照材质可以分为石膏模具、电解铜模具和铝合金模具。其中铝合金模具的耐磨损性能不高，使用寿命达不到人们的预期，表面不光滑，制备的产品需要进行修复，这就为人们的使用带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金吸塑模具，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝合金吸塑模具，由以下原料按照重量百分比组成：0.8-1.2％的铜、0.06-0.08％的氧化铁、1-1.8％的镁、3-4.5％的锌、0.01-0.04％的铬、0.3-0.5％的二氧化硅、0.02-0.05％的稀土元素、0.05-0.2％的锰，余量为铝和不可避免的杂质，所述铝合金吸塑模具的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，备料：按照重量百分比称取纯度为99.99％以上的各种原料，备用；
步骤二，设计造型：对需要的吸塑模具采集数据，根据数据构建三维造型，利用数控加工制作出浇注模型；
步骤三，预处理：在浇注模型中开设气孔和浇注通道，浇注模型的内部设置一个与铝合金吸塑模具外观一致的钢模芯，对钢模芯和浇注通道涂覆耐火涂料并且进行热处理；
步骤四，熔炼：将原料全部投入精炼炉，在720-830摄氏度下熔炼4.5-8小时，得到铝合金溶液；
步骤五，浇注：将浇注模型和钢模芯预热至410-445摄氏度，再将铝合金溶液浇注，铝合金溶液的浇注温度控制在630-670摄氏度，当浇注模型温度降至350-375摄氏度时，将钢模芯从浇注模型中取出，室温中冷却至常温，得到浇注产品；
步骤六，热处理：将浇注产品进行时效处理12-18小时，风冷至室温后再将浇注产品加热至320-340摄氏度保温1-2小时，自然冷却后再加热至480-510摄氏度保温3-5小时，得到热处理后的浇注产品；
步骤七，镀保护层：将热处理后的浇注产品镀上耐磨层，耐磨层的厚度为0.5-0.8mm；
步骤八，抛光：用抛光机对镀保护层后的浇注产品依次采用120目砂纸、200目砂纸、360目砂纸、500目砂纸、800目砂纸、1000目砂纸和1200目砂纸进行抛光，再对浇注产品进行表面清洗，自然风干后即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：稀土元素采用镧、钕、镱和钇中的一种或者几种的混合物。
作为本发明进一步的方案：耐磨层采用高锰钢。
作为本发明进一步的方案：步骤六的时效处理的温度为430-445摄氏度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的铝合金配方合理，原料来源广泛，可以显著提高铝合金的硬度从而提高产品的耐磨度；本发明对浇注后的产品进行时效处理和二段式加热处理，时效处理使得强化相沉淀析出，二段式加热处理使得制备的模具晶粒均匀，提高产品的使用寿命。本发明还在产品表面镀有耐磨层，进一步提高了模具的耐磨性。本发明对模具表面进行了抛光和清洗，使得产品表面的光滑度好，生产的产品精度高，减少返工修复的工作量，降低了人力、物力和财力成本，满足人们的使用需求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种铝合金吸塑模具，由以下原料按照重量百分比组成：0.8％的铜、0.06％的氧化铁、1％的镁、3％的锌、0.01％的铬、0.3％的二氧化硅、0.02％的稀土元素、0.05％的锰，余量为铝和不可避免的杂质。稀土元素采用镧、钕和钇的混合物。
所述铝合金吸塑模具的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，备料：按照重量百分比称取纯度为99.99％以上的各种原料，备用；
步骤二，设计造型：对需要的吸塑模具采集数据，根据数据构建三维造型，利用数控加工制作出浇注模型；
步骤三，预处理：在浇注模型中开设气孔和浇注通道，浇注模型的内部设置一个与铝合金吸塑模具外观一致的钢模芯，对钢模芯和浇注通道涂覆耐火涂料并且进行热处理；
步骤四，熔炼：将原料全部投入精炼炉，在720摄氏度下熔炼4.5小时，得到铝合金溶液；
步骤五，浇注：将浇注模型和钢模芯预热至410摄氏度，再将铝合金溶液浇注，铝合金溶液的浇注温度控制在630摄氏度，当浇注模型温度降至350摄氏度时，将钢模芯从浇注模型中取出，室温中冷却至常温，得到浇注产品；
步骤六，热处理：将浇注产品进行时效处理12小时，风冷至室温后再将浇注产品加热至320摄氏度保温1小时，自然冷却后再加热至480摄氏度保温3小时，得到热处理后的浇注产品；
步骤七，镀保护层：将热处理后的浇注产品镀上耐磨层，耐磨层的厚度为0.5mm；
步骤八，抛光：用抛光机对镀保护层后的浇注产品依次采用120目砂纸、200目砂纸、360目砂纸、500目砂纸、800目砂纸、1000目砂纸和1200目砂纸进行抛光，再对浇注产品进行表面清洗，自然风干后即可得到成品。
实施例2
一种铝合金吸塑模具，由以下原料按照重量百分比组成：1％的铜、0.07％的氧化铁、1.4％的镁、3.6％的锌、0.02％的铬、0.4％的二氧化硅、0.04％的稀土元素、0.1％的锰，余量为铝和不可避免的杂质。
所述铝合金吸塑模具的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，备料：按照重量百分比称取纯度为99.99％以上的各种原料，备用；
步骤二，设计造型：对需要的吸塑模具采集数据，根据数据构建三维造型，利用数控加工制作出浇注模型；
步骤三，预处理：在浇注模型中开设气孔和浇注通道，浇注模型的内部设置一个与铝合金吸塑模具外观一致的钢模芯，对钢模芯和浇注通道涂覆耐火涂料并且进行热处理；
步骤四，熔炼：将原料全部投入精炼炉，在780摄氏度下熔炼6小时，得到铝合金溶液；
步骤五，浇注：将浇注模型和钢模芯预热至430摄氏度，再将铝合金溶液浇注，铝合金溶液的浇注温度控制在650摄氏度，当浇注模型温度降至360摄氏度时，将钢模芯从浇注模型中取出，室温中冷却至常温，得到浇注产品；
步骤六，热处理：将浇注产品进行时效处理15小时，风冷至室温后再将浇注产品加热至335摄氏度保温1.5小时，自然冷却后再加热至500摄氏度保温4小时，得到热处理后的浇注产品；
步骤七，镀保护层：将热处理后的浇注产品镀上耐磨层，耐磨层采用高锰钢并且耐磨层的厚度为0.6mm；
步骤八，抛光：用抛光机对镀保护层后的浇注产品依次采用120目砂纸、200目砂纸、360目砂纸、500目砂纸、800目砂纸、1000目砂纸和1200目砂纸进行抛光，再对浇注产品进行表面清洗，自然风干后即可得到成品。
实施例3
一种铝合金吸塑模具，由以下原料按照重量百分比组成：1.2％的铜、0.08％的氧化铁、1.8％的镁、4.5％的锌、0.04％的铬、0.5％的二氧化硅、0.05％的稀土元素、0.2％的锰，余量为铝和不可避免的杂质。稀土元素采用镧、钕、镱和钇中的一种或者几种的混合物。
所述铝合金吸塑模具的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，备料：按照重量百分比称取纯度为99.99％以上的各种原料，备用；
步骤二，设计造型：对需要的吸塑模具采集数据，根据数据构建三维造型，利用数控加工制作出浇注模型；
步骤三，预处理：在浇注模型中开设气孔和浇注通道，浇注模型的内部设置一个与铝合金吸塑模具外观一致的钢模芯，对钢模芯和浇注通道涂覆耐火涂料并且进行热处理；
步骤四，熔炼：将原料全部投入精炼炉，在810摄氏度下熔炼7小时，得到铝合金溶液；
步骤五，浇注：将浇注模型和钢模芯预热至440摄氏度，再将铝合金溶液浇注，铝合金溶液的浇注温度控制在660摄氏度，当浇注模型温度降至370摄氏度时，将钢模芯从浇注模型中取出，室温中冷却至常温，得到浇注产品；
步骤六，热处理：将浇注产品在440摄氏度下进行时效处理16小时，风冷至室温后再将浇注产品加热至330摄氏度保温2小时，自然冷却后再加热至510摄氏度保温5小时，得到热处理后的浇注产品；
步骤七，镀保护层：将热处理后的浇注产品镀上耐磨层，耐磨层采用高锰钢并且耐磨层的厚度为0.8mm；
步骤八，抛光：用抛光机对镀保护层后的浇注产品依次采用120目砂纸、200目砂纸、360目砂纸、500目砂纸、800目砂纸、1000目砂纸和1200目砂纸进行抛光，再对浇注产品进行表面清洗，自然风干后即可得到成品。
本发明的铝合金配方合理，可以显著提高铝合金的硬度从而提高产品的耐磨度；本发明对浇注后的产品进行时效处理和二段式加热处理，时效处理使得强化相沉淀析出，二段式加热处理使得制备的模具晶粒均匀，提高产品的使用寿命。本发明还在产品表面镀有耐磨层，进一步提高了模具的耐磨性。本发明对模具表面进行了抛光和清洗，使得产品表面的光滑度好，生产的产品精度高，减少返工修复的工作量，降低了人力、物力和财力成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种铝合金吸塑模具，其特征在于，由以下原料按照重量百分比组成：0.8-1.2％的铜、0.06-0.08％的氧化铁、1-1.8％的镁、3-4.5％的锌、0.01-0.04％的铬、0.3-0.5％的二氧化硅、0.02-0.05％的稀土元素、0.05-0.2％的锰，余量为铝和不可避免的杂质，所述铝合金吸塑模具的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，备料：按照重量百分比称取纯度为99.99％以上的各种原料，备用；
步骤二，设计造型：对需要的吸塑模具采集数据，根据数据构建三维造型，利用数控加工制作出浇注模型；
步骤三，预处理：在浇注模型中开设气孔和浇注通道，浇注模型的内部设置一个与铝合金吸塑模具外观一致的钢模芯，对钢模芯和浇注通道涂覆耐火涂料并且进行热处理；
步骤四，熔炼：将原料全部投入精炼炉，在720-830摄氏度下熔炼4.5-8小时，得到铝合金溶液；
步骤五，浇注：将浇注模型和钢模芯预热至410-445摄氏度，再将铝合金溶液浇注，铝合金溶液的浇注温度控制在630-670摄氏度，当浇注模型温度降至350-375摄氏度时，将钢模芯从浇注模型中取出，室温中冷却至常温，得到浇注产品；
步骤六，热处理：将浇注产品进行时效处理12-18小时，风冷至室温后再将浇注产品加热至320-340摄氏度保温1-2小时，自然冷却后再加热至480-510摄氏度保温3-5小时，得到热处理后的浇注产品；
步骤七，镀保护层：将热处理后的浇注产品镀上耐磨层，耐磨层的厚度为0.5-0.8mm；
步骤八，抛光：用抛光机对镀保护层后的浇注产品依次采用120目砂纸、200目砂纸、360目砂纸、500目砂纸、800目砂纸、1000目砂纸和1200目砂纸进行抛光，再对浇注产品进行表面清洗，自然风干后即可得到成品。
2.根据权利要求1所述的铝合金吸塑模具，其特征在于，所述稀土元素采用镧、钕、镱和钇中的一种或者几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的铝合金吸塑模具的制备方法，其特征在于，所述耐磨层采用高锰钢。
4.根据权利要求1所述的铝合金吸塑模具的制备方法，其特征在于，所述步骤六的时效处理的温度为430-445摄氏度。
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