CN113275573A - 一种小规格卧机pcd涂漆模具 - Google Patents

一种小规格卧机pcd涂漆模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小规格卧机PCD涂漆模具，涉及高速卧机涂漆模具及粉末冶金工艺领域，通过将PCD复合片用激光切割成所需的形状，经过超声波整形、抛光到所需的孔型和尺寸，得到模芯，用石墨模套固定好模座，模芯放置于模具中，之后向模座、模芯之间加入烧结原料，之后放在热压烧结机上烧结加工，将模芯用粉末冶金工艺热压烧结固定到模座中心，得到该涂漆模具；本发明是利用PCD复合片材料代替传统钨钢材料，耐磨性能明显提升，表面粗糙度明显降低，从而改善漆包线涂漆过程中易于卡模断线的情况，而且通过烧结工艺将模座、模芯紧密连接，避免了模芯磨损消耗快，时间久了模芯会脱落或者接缝漏漆，造成模具报废，漆包线质量差、次品等问题。

Description

一种小规格卧机PCD涂漆模具
技术领域
本发明涉及高速卧机涂漆模具及粉末冶金工艺领域，具体涉及一种小规格卧机PCD涂漆模具。
背景技术
漆包线涂漆工艺涉及到高速卧机涂漆模具，目前高速立机使用模具的模芯是钨钢模芯，缺点是：钨钢磨耗比小，生产过程中磨损消耗快，光洁度差、生产过程中经常卡模断线率高、费丝量大，漆膜平行度差，工人生产效率底，费时、费电等；
因此，为提高生产效率、降低能耗、提升产品质量，本发明提出一种小规格卧机PCD涂漆模具，解决以上问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种小规格卧机PCD涂漆模具：通过将PCD复合片用激光切割成所需的形状，经过超声波整形、抛光到所需的孔型和尺寸，得到模芯，用石墨模套固定好模座，模芯放置于模具中，之后向模座、模芯之间加入烧结原料，之后放在热压烧结机上烧结加工，将模芯用粉末冶金工艺热压烧结固定到模座中心，得到该小规格卧机PCD涂漆模具，解决了现有的钨钢模芯磨耗比小，生产过程中磨损消耗快，光洁度差、生产过程中经常卡模断线率高、费丝量大，漆膜平行度差，工人生产效率底，费时、费电的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种小规格卧机PCD涂漆模具，该小规格卧机PCD涂漆模具，由以下步骤制备得到：
步骤一：将PCD复合片用激光切割成所需的形状，经过超声波整形、抛光到所需的孔型和尺寸，得到模芯；
步骤二：用石墨模套固定好模座，模芯放置于模具中，之后向模座、模芯之间加入烧结原料，之后放在热压烧结机上烧结加工，将模芯用粉末冶金工艺热压烧结固定到模座中心，得到该小规格卧机PCD涂漆模具；
其中，所述烧结原料的制备过程如下：
A1：按照重量份称取电解铜70-80份、锌5-10份、钴5-10份、钼5-10份、镍10-20份、铬5-10份、锡5-10份以及烧结助剂5-9份，备用；
A2：将锌、钴、钼、镍、铬、锡混合后加入至球磨机中球磨至800-1000目，之后加入电解铜以及烧结助剂在搅拌速率为500-800r/min的条件下混合搅拌3-4h，得到该烧结原料。
该涂漆模具利用PCD复合片材料代替传统钨钢材料，耐磨性能明显提升，表面粗糙度明显降低，从而改善漆包线涂漆过程中易于卡模断线的情况，降低生产成本，而且通过烧结工艺将模座、模芯紧密连接，代替传统模具是将钨钢模芯制作好后通过过盈配合压入模座，避免了模芯磨损消耗快，时间久了模芯会脱落或者接缝漏漆，造成模具报废，漆包线质量差、次品等问题。
作为本发明进一步的方案：所述烧结原料的制备过程如下：
S1：将乙二胺与无水乙醇加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为55-65℃，搅拌速率为200-400r/min的条件下搅拌20-30min，之后逐滴加入溴代十二烷的乙醇溶液，控制滴加速率为1-2mL/min，滴加完毕后继续搅拌反应10-12h，反应完成后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，将滤饼用无水乙醇洗涤3-5次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为50-80℃的条件下烘干至恒重，得到中间产物A；
反应原理如下：
Figure BDA0003090459940000031
S2：将中间产物A溶解于无水乙醇，得到反应液A，将氯乙酸钠和催化剂溶解于去离子水中，得到反应液B，将反应液A与反应液B加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为75-85℃，搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌反应12-16h，反应过程中滴加氢氧化钠溶液维持反应体系pH值为9-10，反应完成后将反应产物进行蒸馏去除乙醇，之后滴加浓盐酸调节蒸馏产物的pH值为2-3，析出固体，过滤，用蒸馏水洗涤至无氯离子，之后将固体烘干至恒重，溶解于氢氧化钠溶液中，维持pH值为7-8，之后在温度为75-85℃的条件下烘干至恒重，得到添加助剂；
反应原理如下：
Figure BDA0003090459940000032
S3：将添加助剂、氯化镁、去离子水加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌至固体溶解完全，得到反应液C，将氢氧化钠溶解于去离子水中，得到反应液D，之后将反应液D边搅拌边逐滴加入至反应液C中，控制滴加速率为1滴/s，得到白色溶胶，将白色溶胶加入至高压釜中，在温度为160℃，搅拌速率为200-300r/min的条件下水热反应3h，反应完成后将反应产物冷却至室温，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水与无水乙醇分别洗涤3-5次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为100-110℃的条件下烘干至恒重，得到中间产物B；
反应原理如下：
Figure BDA0003090459940000041
S4：将中间产物B加入至马沸炉中，在温度为500℃的条件下煅烧2-3h，冷却至室温后得到烧结助剂。
反应原理如下：
Figure BDA0003090459940000042
首先通过乙二胺与溴代十二烷在弱碱性条件下发生Sn2取代，生成中间产物A，之后中间产物A与氯乙酸钠在催化剂的催化以及弱碱性条件下发生Sn2取代，生成添加助剂，添加助剂溶解后带负电，吸附带正电的镁离子，从而产生空间位阻，使得颗粒处于均匀分散状态，阻止颗粒团聚，从而降低生成的中间产物B的粒径，从而使得烧结助剂的粒径降低，使得烧结助剂能够均匀分散到其他原料中，而烧结助剂在烧结过程中可以产生巨大的毛细管力加速颗粒或者晶粒的重排，可以降低玻璃化转变温度，从而大大降低烧结温度且改善烧结产物的光学、力学等性能，烧结助剂的添加降低了烧结条件，降低该小规格卧机PCD涂漆模具的生产成本，同时提高了其使用寿命。
作为本发明进一步的方案：步骤S1中的所述乙二胺与无水乙醇的用量比为1g：10-20mL，所述溴代十二烷的乙醇溶液为溴代十二烷与无水乙醇按照1g：10-20mL的比例形成的溶液，所述乙二胺、溴代十二烷的摩尔比为1：2.5。
作为本发明进一步的方案：步骤S2中的所述中间产物A、无水乙醇的用量比为1g：10-20mL，所述氯乙酸钠、去离子水用量比为1g：10-20mL，所述中间产物A、氯乙酸钠的摩尔比为1：4，所述氢氧化钠溶液的质量分数为20-30％，所述浓盐酸的质量分数为36-38％。
作为本发明进一步的方案：步骤S3中的所述氯化镁、去离子水的用量比为1g：10-20mL，所述氢氧化钠、去离子水的用量比为1g：10-20mL，所述添加助剂、氯化镁的摩尔比为20：1，所述氯化镁、氢氧化钠的摩尔比为1：2。
本发明的有益效果：
本发明的一种小规格卧机PCD涂漆模具，通过将PCD复合片用激光切割成所需的形状，经过超声波整形、抛光到所需的孔型和尺寸，得到模芯，用石墨模套固定好模座，模芯放置于模具中，之后向模座、模芯之间加入烧结原料，之后放在热压烧结机上烧结加工，将模芯用粉末冶金工艺热压烧结固定到模座中心，得到该小规格卧机PCD涂漆模具；该涂漆模具利用PCD复合片材料代替传统钨钢材料，耐磨性能明显提升，表面粗糙度明显降低，从而改善漆包线涂漆过程中易于卡模断线的情况，降低生产成本，而且通过烧结工艺将模座、模芯紧密连接，代替传统模具是将钨钢模芯制作好后通过过盈配合压入模座，避免了模芯磨损消耗快，时间久了模芯会脱落或者接缝漏漆，造成模具报废，漆包线质量差、次品等问题；
在生产该小规格卧机PCD涂漆模具的过程中改善了烧结原料，在原有电解铜、锌、钴、钼、镍、铬、锡的原料中加入烧结助剂，该烧结助剂首先通过乙二胺与溴代十二烷在弱碱性条件下发生Sn2取代，生成中间产物A，之后中间产物A与氯乙酸钠在催化剂的催化以及弱碱性条件下发生Sn2取代，生成添加助剂，添加助剂溶解后带负电，吸附带正电的镁离子，从而产生空间位阻，使得颗粒处于均匀分散状态，阻止颗粒团聚，之后镁离子再与氢氧根反应生成纳米颗粒，从而降低生成的中间产物B的粒径，从而使得烧结助剂的粒径降低，使得烧结助剂能够均匀分散到其他原料中，而烧结助剂在烧结过程中可以产生巨大的毛细管力加速颗粒或者晶粒的重排，可以降低玻璃化转变温度，从而大大降低烧结温度且改善烧结产物的光学、力学等性能，烧结助剂的添加降低了烧结条件，降低该小规格卧机PCD涂漆模具的生产成本，同时提高了其使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例为一种烧结原料，烧结原料的制备过程如下：
S1：将乙二胺与无水乙醇加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为55℃，搅拌速率为200r/min的条件下搅拌20min，之后逐滴加入溴代十二烷的乙醇溶液，控制滴加速率为1mL/min，滴加完毕后继续搅拌反应10h，反应完成后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，将滤饼用无水乙醇洗涤3次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为50℃的条件下烘干至恒重，得到中间产物A；控制乙二胺与无水乙醇的用量比为1g：10mL，溴代十二烷的乙醇溶液为溴代十二烷与无水乙醇按照1g：10mL的比例形成的溶液，乙二胺、溴代十二烷的摩尔比为1：2.5；
S2：将中间产物A溶解于无水乙醇，得到反应液A，将氯乙酸钠和催化剂溶解于去离子水中，得到反应液B，将反应液A与反应液B加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为75℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应12h，反应过程中滴加氢氧化钠溶液维持反应体系pH值为9，反应完成后将反应产物进行蒸馏，之后滴加浓盐酸调节蒸馏产物的pH值为2，析出固体，过滤，用蒸馏水洗涤，之后将固体烘干至恒重，溶解于氢氧化钠溶液中，维持pH值为7，之后在温度为75℃的条件下烘干至恒重，得到添加助剂；控制中间产物A、无水乙醇的用量比为1g：10mL，氯乙酸钠、去离子水用量比为1g：10mL，中间产物A、氯乙酸钠的摩尔比为1：4，氢氧化钠溶液的质量分数为20％，浓盐酸的质量分数为36％；
S3：将添加助剂、氯化镁、去离子水加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为300r/min的条件下搅拌至固体溶解完全，得到反应液C，将氢氧化钠溶解于去离子水中，得到反应液D，之后将反应液D边搅拌边逐滴加入至反应液C中，控制滴加速率为1滴/s，得到白色溶胶，将白色溶胶加入至高压釜中，在温度为160℃，搅拌速率为200r/min的条件下水热反应3h，反应完成后将反应产物冷却至室温，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水与无水乙醇分别洗涤3次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为100℃的条件下烘干至恒重，得到中间产物B；控制氯化镁、去离子水的用量比为1g：10mL，氢氧化钠、去离子水的用量比为1g：10mL，添加助剂、氯化镁的摩尔比为20：1，氯化镁、氢氧化钠的摩尔比为1：2；
S4：将中间产物B加入至马沸炉中，在温度为500℃的条件下煅烧2h，冷却至室温后得到烧结助剂。
实施例2：
本实施例为一种烧结原料，烧结原料的制备过程如下：
S1：将乙二胺与无水乙醇加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为65℃，搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min，之后逐滴加入溴代十二烷的乙醇溶液，控制滴加速率为2mL/min，滴加完毕后继续搅拌反应12h，反应完成后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，将滤饼用无水乙醇洗涤5次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为80℃的条件下烘干至恒重，得到中间产物A；控制乙二胺与无水乙醇的用量比为1g：20mL，溴代十二烷的乙醇溶液为溴代十二烷与无水乙醇按照1g：20mL的比例形成的溶液，乙二胺、溴代十二烷的摩尔比为1：2.5；
S2：将中间产物A溶解于无水乙醇，得到反应液A，将氯乙酸钠和催化剂溶解于去离子水中，得到反应液B，将反应液A与反应液B加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为85℃，搅拌速率为500r/min的条件下搅拌反应16h，反应过程中滴加氢氧化钠溶液维持反应体系pH值为10，反应完成后将反应产物进行蒸馏，之后滴加浓盐酸调节蒸馏产物的pH值为3，析出固体，过滤，用蒸馏水洗涤，之后将固体烘干至恒重，溶解于氢氧化钠溶液中，维持pH值为8，之后在温度为85℃的条件下烘干至恒重，得到添加助剂；控制中间产物A、无水乙醇的用量比为1g：20mL，氯乙酸钠、去离子水用量比为1g：20mL，中间产物A、氯乙酸钠的摩尔比为1：4，氢氧化钠溶液的质量分数为30％，浓盐酸的质量分数为38％；
S3：将添加助剂、氯化镁、去离子水加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为500r/min的条件下搅拌至固体溶解完全，得到反应液C，将氢氧化钠溶解于去离子水中，得到反应液D，之后将反应液D边搅拌边逐滴加入至反应液C中，控制滴加速率为1滴/s，得到白色溶胶，将白色溶胶加入至高压釜中，在温度为160℃，搅拌速率为300r/min的条件下水热反应3h，反应完成后将反应产物冷却至室温，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水与无水乙醇分别洗涤5次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为110℃的条件下烘干至恒重，得到中间产物B；控制氯化镁、去离子水的用量比为1g：20mL，氢氧化钠、去离子水的用量比为1g：20mL，添加助剂、氯化镁的摩尔比为20：1，氯化镁、氢氧化钠的摩尔比为1：2；
S4：将中间产物B加入至马沸炉中，在温度为500℃的条件下煅烧3h，冷却至室温后得到烧结助剂。
实施例3：
本实施例为一种小规格卧机PCD涂漆模具，该小规格卧机PCD涂漆模具，由以下步骤制备得到：
步骤一：将PCD复合片用激光切割成所需的形状，经过超声波整形、抛光到所需的孔型和尺寸，得到模芯；
步骤二：用石墨模套固定好模座，模芯放置于模具中，之后向模座、模芯之间加入烧结原料，之后放在热压烧结机上烧结加工，将模芯用粉末冶金工艺热压烧结固定到模座中心，得到该小规格卧机PCD涂漆模具；
其中，烧结原料的制备过程如下：
A1：按照重量份称取电解铜70份、锌5份、钴5份、钼5份、镍10份、铬5份、锡5份以及来自于实施例1中的烧结助剂5份，备用；
A2：将锌、钴、钼、镍、铬、锡混合后加入至球磨机中球磨至800目，之后加入电解铜以及烧结助剂在搅拌速率为500r/min的条件下混合搅拌3h，得到该烧结原料。
实施例4：
本实施例为一种小规格卧机PCD涂漆模具，该小规格卧机PCD涂漆模具，由以下步骤制备得到：
步骤一：将PCD复合片用激光切割成所需的形状，经过超声波整形、抛光到所需的孔型和尺寸，得到模芯；
步骤二：用石墨模套固定好模座，模芯放置于模具中，之后向模座、模芯之间加入烧结原料，之后放在热压烧结机上烧结加工，将模芯用粉末冶金工艺热压烧结固定到模座中心，得到该小规格卧机PCD涂漆模具；
其中，烧结原料的制备过程如下：
A1：按照重量份称取电解铜80份、锌10份、钴10份、钼10份、镍20份、铬10份、锡10份以及来自于实施例2中的烧结助剂9份，备用；
A2：将锌、钴、钼、镍、铬、锡混合后加入至球磨机中球磨至1000目，之后加入电解铜以及烧结助剂在搅拌速率为800r/min的条件下混合搅拌4h，得到该烧结原料。
对比例1：
对比例1与实施例4的不同之处在于，不添加烧结助剂。
对实施例3-4以及对比例1的烧结工艺条件进行检测，检测结果如下：
Figure BDA0003090459940000101
由上表数据可知，实施例3与对比例1相比，在少量添加烧结助剂后在同等时间、压力条件下温度条件明显下降，实施例4与对比例1相比，在大量添加烧结助剂后在同等时间、压力条件下温度条件进一步下降，有效说明，烧结助剂的添加能够降低烧结条件。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种小规格卧机PCD涂漆模具，其特征在于，该小规格卧机PCD涂漆模具，由以下步骤制备得到：
步骤一：将PCD复合片用激光切割成所需的形状，经过超声波整形、抛光到所需的孔型和尺寸，得到模芯；
步骤二：用石墨模套固定好模座，模芯放置于模具中，之后向模座、模芯之间加入烧结原料，之后放在热压烧结机上烧结加工，将模芯用粉末冶金工艺热压烧结固定到模座中心，得到该小规格卧机PCD涂漆模具；
其中，所述烧结原料的制备过程如下：
A1：按照重量份称取电解铜70-80份、锌5-10份、钴5-10份、钼5-10份、镍10-20份、铬5-10份、锡5-10份以及烧结助剂5-9份，备用；
A2：将锌、钴、钼、镍、铬、锡混合后加入至球磨机中球磨至800-1000目，之后加入电解铜以及烧结助剂在搅拌速率为500-800r/min的条件下混合搅拌3-4h，得到该烧结原料。
2.根据权利要求1所述的一种小规格卧机PCD涂漆模具，其特征在于，所述烧结原料的制备过程如下：
S1：将乙二胺与无水乙醇加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为55-65℃，搅拌速率为200-400r/min的条件下搅拌20-30min，之后逐滴加入溴代十二烷的乙醇溶液，控制滴加速率为1-2mL/min，滴加完毕后继续搅拌反应10-12h，反应完成后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，将滤饼用无水乙醇洗涤3-5次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为50-80℃的条件下烘干至恒重，得到中间产物A；
S2：将中间产物A溶解于无水乙醇，得到反应液A，将氯乙酸钠和催化剂溶解于去离子水中，得到反应液B，将反应液A与反应液B加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为75-85℃，搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌反应12-16h，反应过程中滴加氢氧化钠溶液维持反应体系pH值为9-10，反应完成后将反应产物进行蒸馏，之后滴加浓盐酸调节蒸馏产物的pH值为2-3，析出固体，过滤，用蒸馏水洗涤，之后将固体烘干至恒重，溶解于氢氧化钠溶液中，维持pH值为7-8，之后在温度为75-85℃的条件下烘干至恒重，得到添加助剂；
S3：将添加助剂、氯化镁、去离子水加入至安装有搅拌器与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌至固体溶解完全，得到反应液C，将氢氧化钠溶解于去离子水中，得到反应液D，之后将反应液D边搅拌边逐滴加入至反应液C中，控制滴加速率为1滴/s，得到白色溶胶，将白色溶胶加入至高压釜中，在温度为160℃，搅拌速率为200-300r/min的条件下水热反应3h，反应完成后将反应产物冷却至室温，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水与无水乙醇分别洗涤3-5次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为100-110℃的条件下烘干至恒重，得到中间产物B；
S4：将中间产物B加入至马沸炉中，在温度为500℃的条件下煅烧2-3h，冷却至室温后得到烧结助剂。
3.根据权利要求2所述的一种小规格卧机PCD涂漆模具，其特征在于，步骤S1中的所述乙二胺与无水乙醇的用量比为1g：10-20mL，所述溴代十二烷的乙醇溶液为溴代十二烷与无水乙醇按照1g：10-20mL的比例形成的溶液，所述乙二胺、溴代十二烷的摩尔比为1：2.5。
4.根据权利要求2所述的一种小规格卧机PCD涂漆模具，其特征在于，步骤S2中的所述中间产物A、无水乙醇的用量比为1g：10-20mL，所述氯乙酸钠、去离子水用量比为1g：10-20mL，所述中间产物A、氯乙酸钠的摩尔比为1：4，所述氢氧化钠溶液的质量分数为20-30％，所述浓盐酸的质量分数为36-38％。
5.根据权利要求2所述的一种小规格卧机PCD涂漆模具，其特征在于，步骤S3中的所述氯化镁、去离子水的用量比为1g：10-20mL，所述氢氧化钠、去离子水的用量比为1g：10-20mL，所述添加助剂、氯化镁的摩尔比为20：1，所述氯化镁、氢氧化钠的摩尔比为1：2。
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