CN111469324A - 一种节能环保型金属手模及其制做方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种节能环保型金属手模及其制做方法，涉及手套制作领域。金属手模包括：金属手模基体、具有陶瓷组织的氧化膜层和底座。金属手模基体包括通过焊接连接的左右对称的两个金属半模、底座及具有陶瓷组织的氧化膜层。具有陶瓷组织的氧化膜层通过微弧氧化处理形成在所述金属手模基体的外表面处，至少由所述金属手模基体的指尖位置覆盖至所述金属手模基体的手腕以下位置处。本申请生产效率可提高50％左右，实际使用节能效果达到50％左右，从而降低生产成本、提高产能。本申请可使用5年以上，同时强度大，不易破损。本申请可杜绝固废产生。故本申请可完全替代陶瓷手模，为应用企业降低成本，为国家节能减排，同时填补国内外市场空白。

Description

一种节能环保型金属手模及其制做方法

技术领域

本申请涉及手套加工领域，特别是涉及一种节能环保型金属手模及其制做方法。

背景技术

目前在手套行业中，以PVC手套为例，几乎100％的生产企业用的是陶瓷手模。而陶瓷手模存在下述问题：

其一，由于陶瓷手模使用寿命在12个月左右，需要经常更换，长此以往，形成大量的固体废物无法排放，且不可重复利用，造成对社会环境的严重污染。其二，由于陶瓷的导热率差，导致在生产过程中加热时间长，降温时间也长，造成高能耗，继而生产成本高。同时因为加热时间长，手套制作厂家的烤箱长度固定不变，造成生产产量受限。其三，陶瓷材质易碎，在运输安装及使用过程中，极易造成破损。

基于此，亟需研制出一种能够提高使用寿命、不会严重污染环境、导热性好、低能耗、降低手套制作厂家生产成本且不易造成破损的替代陶瓷手模替代品。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种节能环保型金属手模，包括：

金属手模基体，包括通过焊接连接的左右对称的两个金属半模，其中一个金属半模中位于下部的两个侧缘处具有对称的凹型定位槽，另一个金属半模中位于下部的两个侧缘处具有对称的凸型定位片，所述凹型定位槽与所述凸型定位片形状及位置相匹配，使得对应位置处的凸型定位片在所述两个金属半模合模时能够插入对应的凹型定位槽中，以固定所述两个金属半模的位置，每一金属半模的底部的内壁处设有对应的凸型定位弧块；

具有陶瓷组织的氧化膜层，通过微弧氧化处理形成在所述金属手模基体的外表面处，至少由所述金属手模基体的指尖位置覆盖至所述金属手模基体的手腕以下位置处；和

底座，整体为圆盖状，中心具有通孔，所述底座的侧壁处具有弧形定位槽，所述弧形定位槽与所述凸型定位弧块的形状相匹配，用于将所述金属手模基体安装在底座处，所述底座通过焊接与所述金属手模基体相连。

可选地，所述金属手模基体具有左金属半模和右金属半模，其中，所述左金属半模具有所述凹型定位槽，所述右金属半模具有所述凸型定位片。

可选地，所述金属手模基体具有左金属半模和右金属半模，其中，所述左金属半模具有所述凸型定位片，所述右金属半模具有所述凹型定位槽。

可选地，每一金属半模的底部位置处设有扩口，对应的凸型定位弧块设置在对应的扩口处。

可选地，所述底座的通孔为腰型孔。

根据本申请的另一个方面，提供了一种制做所述的金属手模的方法，包括下述步骤：

步骤100，制做金属手模基体及底座，加工成半成品；

步骤200，采用微弧氧化制作工艺，对步骤100获得的半成品进行表面处理。

可选地，步骤100，制做金属手模基体及底座，加工成半成品，包括：

利用液压冲压工艺，冲压出两个金属半模及底座；

将两个金属半模固定，再与底座固定，通过激光焊接设备自动焊接或冷焊机焊接两个金属半模的接缝及两个金属半模与底座的接缝；

焊接完成后经过研磨及抛光工艺，去掉毛刺，得到半成品。

可选地，步骤200，采用微弧氧化制作工艺，对步骤100获得的半成品进行表面处理，包括：

微弧氧化，将半成品置于电解槽内进行微弧氧化工艺处理；

清洗，对微弧氧化后的工件进行清洗；

晾干或者烘干，将清洗后的工件在自然环境下室内晾干或者烘干，得到成品。

可选地，对微弧氧化后的工件进行清洗，包括两次清洗：

第一次清洗，清水喷淋，采用高压水清洗工件表面的电解液；

第二次清洗，采用清水浸洗，清洗工件死角除残留的电解液。

本申请的节能环保型金属手模，采用金属手模基体，由于金属的导热率是陶瓷的150倍左右，实际使用节能效果达到50％左右，因此降低了生产成本且使得生产产量提高。本申请的金属手模采用金属手模基体制做，同时采用激光焊接或冷焊机焊接，加上微弧表面处理后，可使用5年以上，同时强度大，不易破损。本申请的金属手模的表面氧化膜层磨损或破坏严重后可再次修复，达到反复利用效果，杜绝固废产生，减少对环境的污染。如果不能再时行修复，金属也可以回收利用。

进一步地，本申请的具有陶瓷组织的氧化膜层，相比金属表面的电镀层、喷涂层，工艺环保无污染，同时处理后的氧化膜层比喷涂层、电镀层在强度、结合性方面大大提升，增强了产品的性能。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的节能环保型金属手模的示意性结构图；

图2是根据本申请一个实施例的节能环保型金属手模的制做方法的示意性流程图；

图3是AZ91DMAO镁合金微弧氧化的氧化膜层截面图；

图4是AZ91DMAO镁合金微弧氧化的氧化膜层表面图。

图中各符号表示含义如下：

10节能环保型金属手模，

1 左金属半模，2 右金属半模，3 凹型定位槽，4 凸型定位片，5 凸型定位弧形块，6 底座，7 通孔，8 氧化膜层。

具体实施方式

图1是根据本申请一个实施例的节能环保型金属手模的示意性结构图。如图1所示，本实施例提供了一种节能环保型金属手模10，包括：金属手模基体、具有陶瓷组织的氧化膜层8和底座6。金属手模基体包括通过焊接连接的左右对称的两个金属半模即左金属半模1和右金属半模2。其中，一个金属半模中位于下部的两个侧缘处具有对称的凹型定位槽3，另一个金属半模中位于下部的两个侧缘处具有对称的凸型定位片4。所述凹型定位槽3与所述凸型定位片4形状及位置相匹配，使得对应位置处的凸型定位片4在所述两个金属半模合模时能够插入对应的凹型定位槽3中，以固定所述两个金属半模的位置。每一金属半模的底部的内壁处设有对应的凸型定位弧块5。具有陶瓷组织的氧化膜层8通过微弧氧化处理形成在所述金属手模基体的外表面处，至少由所述金属手模基体的指尖位置覆盖至所述金属手模基体的手腕以下位置处。底座6整体为圆盖状，中心具有通孔7。所述底座6的侧壁处具有弧形定位槽。所述弧形定位槽与所述凸型定位弧块5的形状相匹配，用于将所述金属手模基体安装在底座6处，所述底座6通过焊接与所述金属手模基体相连。

本申请的节能环保型金属手模10，采用金属手模基体，由于金属的导热率是陶瓷的150倍左右，同样的热能，生产效率可提高50％左右，实际使用节能效果达到50％左右。本申请的金属手模采用金属手模基体制做，同时激光焊接或冷焊机焊接，因此降低了生产成本且使得生产产量提高，加上微弧表面处理后，可使用5年以上，同时强度大，不易破损。本申请的金属手模的表面氧化膜层8磨损或破坏严重后可再次修复，达到反复利用效果，杜绝固废产生，减少对环境的污染。如果不能再时行修复，金属也可以回收利用。故本申请可完全替代陶瓷手模，为应用企业降低成本，为国家节能减排，同时填补国内外市场空白。

进一步地，本申请的具有陶瓷组织的氧化膜层8，相比金属表面的电镀层、喷涂层，工艺环保无污染，同时处理后的氧化膜层8比喷涂层、电镀层在强度、结合性方面大大提升，增强了产品的性能。

本申请可不局限于PVC手套行业，还可以应用在丁腈手套、乳胶手套等医疗手套行业。

更具体地，本实施例中，所述金属手模基体具有左金属半模1和右金属半模2。其中，所述左金属半模1具有所述凹型定位槽3，所述右金属半模2具有所述凸型定位片4。

当然在其他实施例中，参见图1，还可以是，所述左金属半模1具有所述凸型定位片4，所述右金属半模2具有所述凹型定位槽3。

更具体地，本实施例中，每一金属半模的底部位置处设有扩口，对应的凸型定位弧块5设置在对应的扩口处。

更具体地，本实施例中，所述底座6的通孔7为腰型孔。

图2是根据本申请一个实施例的节能环保型金属手模的制做方法的示意性流程图。本实施例，还提供了一种制做所述的金属手模的方法，包括下述步骤：

步骤100，制做金属手模基体及底座6，加工成半成品。具体包括：

步骤101，利用液压冲压工艺，冲压出两个金属半模及底座6；

利用高纯度铝、镁或钛等金属材质采用液压冲压工艺制做两个金属半模及底座6的形体，其外形尺寸符合原有陶瓷手模尺寸以作为基体。本实施例中，利用液压成型工艺替代原有的浇铸、压力铸造工艺，在材质上可使用纯度更好的铝、镁或钛等金属制做，同时工艺更简单、高效，制做后成品表面光洁度更好。

其中，液压冲压是靠液压机、压力机、冲床和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离、从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形模加工方法。此工艺优点：采用高纯度的金属材料制作，尺寸稳定，精度高；精细光滑互换好；刚强较高节省料；易于控制效率高。

金属手模的半成品的液压冲压成型分为3个部分：

两个金属半模是利用宽度在250mm-350mm，高度600-650mm，厚度在1.2-2.5mm之间的铝、镁或钛等金属板进行反复拉延，大约利用15-20套拉延模具进行拉延；然后利用5-10套整形模具进行整形；最后经过切边后即为左金属半模1和右金属半模2。

底座6是利用宽度在100mm-150mm，厚度在6mm-10mmm之间的铝、镁或钛等金属板进行切断落料、冲孔后的完成。

步骤102，将两个金属半模固定，再与底座6固定，通过激光焊接设备自动焊接(或冷焊机焊接)两个金属半模的接缝及两个金属半模与底座6的接缝；

左金属半模1和右金属半模2通过凸型定位片4和凹型定位槽3完成定位。底座6通过凸型定位弧块5与底座6上的弧形定位槽完成与左金属半模1和右金属半模2的定位，整体定位后左右上下紧固，然后由激光焊接设备(或冷焊机焊接)自动完成全部焊接工作。

具体实施时，金属手模基体除本申请所使用的液压冲压工艺，可以采用压铸、浇铸、3D打印、机械加工等技术工艺完成，但是压铸、浇铸的缺点是所使用的材料纯度不高，同时生成的产品在整体强度及表面光滑度上不如液压冲压工艺；3D、机械加工工艺缺点是效率低、成本高，不适合批量生产。

步骤103，焊接完成后经过研磨及抛光工艺，去掉毛刺，得到半成品。

步骤200，采用微弧氧化制作工艺，对步骤100获得的半成品进行表面处理。具体包括：

步骤201，微弧氧化，将半成品置于电解槽内进行微弧氧化工艺处理。微弧氧化：是指将金属基体置于电解槽中做阳极，不锈钢做阴极，通过在阴极、阳极上施加一个脉冲直流电，使其阳极发生等离子、电化学等反应并产生火花放电从而使工件自氧化形成陶瓷相组织的氧化膜。

步骤202，清洗，对微弧氧化后的工件进行清洗。

更具体地，对微弧氧化后的工件进行清洗，包括两次清洗：

第一次清洗，清水喷淋，采用高压水清洗工件表面的电解液；

第二次清洗，采用清水浸洗，清洗工件死角除残留的电解液。

步骤203，晾干或者烘干，将清洗后的工件在自然环境下室内晾干或者烘干，得到成品。

微弧氧化的制作工艺说明：微弧氧化过程原则上不消耗电解液中的阳离子溶质元素，主要消耗电解液中OH-，水的电解可源源不断的提供OH-。蒸发和工件带出是电解液消耗的主要因素。因此需要对电解液定期补充。电解液可常年使用，定期过滤即可。

生产能力：

处理铝、镁或钛等金属型材：电流密度1.5-2A/dm2；一次处理面积约0.5m2左右。

图3是AZ91DMAO镁合金微弧氧化的氧化膜层截面图。图4是AZ91D MAO镁合金微弧氧化的氧化膜层表面图。

处理后的表面涂层特性：

1、原位生长特点。生长过程发生在放电微区，开始阶段以对自然状态形成的低温氧化膜或成型过程形成的高温氧化皮进行原位结构转化及增厚生长为主。实验发现，大约有70％的氧化膜层存在于铝、镁或钛等金属基体的表层。因此，物件表面尺寸变动不大。

2、均匀生长特性。由于铝、镁、钛等金属氧化物的绝缘特性，在相同电参数条件下，薄区总是优先被击穿而生长增厚，最终达到整个样品均匀增厚。

3、微弧氧化膜层8具有明显的2层结构分层，如图3所示，AZ91DMAO氧化膜层具有表面疏松层、中间致密层。

4、通过改变工艺条件和在电解液配方可以很方便地调整膜层的微观结构特征，获得新的微观结构，从而实现膜层的功能设计。

5、微弧氧化处理工序简单，不需要真空或低温条件，无需前处理；无污染、环保限制元素加入和无排放限制等；没有必要精确地控制溶液的温度，在45℃以下的溶液中可得到品质良好的氧化膜层即陶瓷层。

6、表面的微孔特性可完全替代陶瓷手模，可以替代应用，显微镜放大图片如图4所示。

本申请所述方法，具有整体工艺简单、高效，成品结合强度大，表面光洁度高的优点。

当然，在其他实施例中，金属手模的表面处理还可以采用电镀、喷涂形式制做，但以上方式均为非环保型的，同时产品表面涂层在强度、结合力上均大大不如上述实施例中的微弧氧化工艺。

为此微弧氧化工艺在金属手模类产品工艺上属于最科学环保的技术方案，目前没有其他更好的替代方案可以达到微弧氧化技术的效果。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种节能环保型金属手模，其特征在于，包括：

金属手模基体，包括通过焊接连接的左右对称的两个金属半模，其中一个金属半模中位于下部的两个侧缘处具有对称的凹型定位槽，另一个金属半模中位于下部的两个侧缘处具有对称的凸型定位片，所述凹型定位槽与所述凸型定位片形状及位置相匹配，使得对应位置处的凸型定位片在所述两个金属半模合模时能够插入对应的凹型定位槽中，以固定所述两个金属半模的位置，每一金属半模的底部的内壁处设有对应的凸型定位弧块；

具有陶瓷组织的氧化膜层，通过微弧氧化处理形成在所述金属手模基体的外表面处，至少由所述金属手模基体的指尖位置覆盖至所述金属手模基体的手腕以下位置处；和

底座，整体为圆盖状，中心具有通孔，所述底座的侧壁处具有弧形定位槽，所述弧形定位槽与所述凸型定位弧块的形状相匹配，用于将所述金属手模基体安装在底座处，所述底座通过焊接与所述金属手模基体相连。

2.根据权利要求1所述的金属手模，其特征在于，所述金属手模基体具有左金属半模和右金属半模，其中，所述左金属半模具有所述凹型定位槽，所述右金属半模具有所述凸型定位片。

3.根据权利要求1所述的金属手模，其特征在于，所述金属手模基体具有左金属半模和右金属半模，其中，所述左金属半模具有所述凸型定位片，所述右金属半模具有所述凹型定位槽。

4.根据权利要求1所述的金属手模，其特征在于，每一金属半模的底部位置处设有扩口，对应的凸型定位弧块设置在对应的扩口处。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的金属手模，其特征在于，所述底座的通孔为腰型孔。

6.一种制做权利要求1-5中任一项所述的金属手模的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤100，制做金属手模基体及底座，加工成半成品；

步骤200，采用微弧氧化制作工艺，对步骤100获得的半成品进行表面处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤100，制做金属手模基体及底座，加工成半成品，包括：

利用液压冲压工艺，冲压出两个金属半模及底座；

将两个金属半模固定，再与底座固定，通过激光焊接设备自动焊接或冷焊机焊接两个金属半模的接缝及两个金属半模与底座的接缝；

焊接完成后经过研磨及抛光工艺，去掉毛刺，得到半成品。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤200，采用微弧氧化制作工艺，对步骤100获得的半成品进行表面处理，包括：

微弧氧化，将半成品置于电解槽内进行微弧氧化工艺处理；

清洗，对微弧氧化后的工件进行清洗；

晾干或者烘干，将清洗后的工件在自然环境下室内晾干或者烘干，得到成品。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对微弧氧化后的工件进行清洗，包括两次清洗：

第一次清洗，清水喷淋，采用高压水清洗工件表面的电解液；

第二次清洗，采用清水浸洗，清洗工件死角除残留的电解液。

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