CN114160756A - 一种具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，包括模具，所述模具靠近冷却位置设置有模具冷却孔，所述模具冷却孔内设置有隔水套，所述隔水套与模具冷却孔之间有间隙，所述间隙填充有导热材料；隔水套镶嵌机，包括加热器和主控制器，所述主控制器包括气流控制器和温度控制器；所述加热器的上端设置有气流入口，下端设置有热风喷嘴；所述气流入口通过管道与气流控制器连通。本发明通过设置隔水套，可以近距离的对模具表面进行冷却并避免模具产生裂纹时造成冷却液渗入型腔而导致模具报废；采用铋锡铜合金作为导热材料，具有良好的导热能力和稳定性，配合隔水套镶嵌机可以方便的对隔水套进行拆装。
Description
技术领域
本发明涉及模具领域，特别是涉及一种具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机。
背景技术
模具在工作过程中需要采取冷却装置进行温度控制，现有技术中，一般在模具的待冷却部位开冷却孔，并直接在冷却孔中导入冷却液，但是模具生产过程中，因为材料疲劳强度等问题，会容易造成模具裂纹，从而导致冷却孔中的冷却液渗入型腔，从而造成模具报废；而且现有技术中，为了避免模具裂纹，冷却孔不能太接近模具表面进行强化冷却(现有技术中，冷却孔与模具表面距离>15mm),从而影响产品质量和效率。
目前行业中已出现嵌入隔水套的冷却结构，其技术方案为：用铜或者不锈钢加工成隔水套，然后采用过盈压入的方式嵌入模具冷却孔中，该方式缺点是：隔水套过盈嵌入后会具有较大的应力，模具在热胀冷缩过程中膨极易造成模具及/或隔水套破裂漏水；
因此亟需设计一种具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，避免因冷却液渗入型腔而造成模具报废，同时具有良好的导热性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，避免因冷却液渗入型腔而造成模具报废，同时具有良好的导热性，还具有良好的可维修性。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种具有隔水套的模具冷却装置，其特征在于：包括模具(10)，所述模具(10)靠近冷却位置设置有模具冷却孔(11)，所述模具冷却孔(11)内设置有隔水套(20)，所述隔水套(20)与模具冷却孔(11)之间有间隙，所述间隙填充有导热材料(40)；
所述隔水套(20)内设置有非贯通的呈圆柱形结构的流道，所述流道内设置有同轴布置的水管(30)，所述水管(30)的一端与流道的开孔端密封连接，水管(30)的另一端靠近流道的底部。
优选的，所述导热材料(40)是热固性导热胶，各组份质量比为：无机硅铝酸盐粉末4份：甲阶酚醛树脂2份：铜粉1份：溶剂3份。
优选的，所述导热材料40是熔点120～300℃的金属材料，由隔水套镶嵌机加热后形成熔液，常温状态下为固体。
优选的，所述导热材料(40)是铋锡铜合金。
优选的，所述隔水套(20)的材料是SUS303不锈钢。
优选的，所述隔水套(20)与模具冷却孔(11)之间的间隙为0.2～1.0mm。
优选的，所述模具冷却孔(11)底部与模具表面的距离A≥5.0mm。
优选的，所述模具冷却孔(11)的底部呈半球状，半球状的凸起部远离水管(30)。
优选的，所述隔水套镶嵌机包括加热器(50)和主控制器(51)，所述主控制器(51)包括气流控制器和温度控制器；所述加热器(50)可移动的固定在支架(54)上，加热器(50)的上端设置有气流入口(56)，下端设置有与气流入口(56)连通的热风喷嘴(55)；所述气流入口(56)通过管道与气流控制器连通。
优选的，所述加热器(50)上设置有温度传感器(52)，所述温度传感器(52)与温度控制器电性连接。
优选的，所述支架(54)的底部设置有磁性座。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、通过设置隔水套，可以避免模具产生裂纹时，造成冷却液渗入型腔而导致模具报废。
2、可以近距离的对铸造模具表面进行冷却，强化冷却效果，提高产品质量和生产效率。
3、导热材料具有良好的导热能力，且在高温下可长时间保持稳定、不分解，同时导热材料具有与模具接近的热膨胀率，具有良好的导热性和稳定性。
4、使用铋锡铜合金作为导热材料，配合隔水套镶嵌机可以方便的对隔水套进行拆装。
5、使用导热胶作为导热材料具有安装方便、快捷的优点。
附图说明
图1为本发明的隔水套镶嵌结构示意图；
图2为本发明的隔水套镶嵌机结构示意图；
图3为本发明的导热性能测试方法示意图。
其中：模具10；模具冷却孔11；隔水套20；水管30；导热材料40；加热器50；主控制器51；温度传感器52；气管53；支架54；热风喷嘴55；气流入口56。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，一种具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，包括模具10，所述模具10靠近冷却位置设置有模具冷却孔11，所述模具冷却孔11内设置有隔水套20，所述隔水套20与模具冷却孔11之间有间隙，所述间隙填充有导热材料40
所述隔水套20内设置有非贯通的呈圆柱形结构的流道，所述流道内设置有同轴布置的水管30，所述水管30的一端与流道的开孔端密封连接，水管30的另一端靠近流道的底部。
在工作时，冷却液经水管30的进水口持续流入，并由回水口流出，模具10工作中的热量经过导热材料40和隔水套20的传导至冷却液中，并由冷却液带出去，实现模具的冷却。
使用隔水套20后，模具10在使用中即使产生裂纹，由于隔水套20的作用，从而避免冷却液经裂纹流向型腔，避免模具因冷却液的渗漏而导致模具报废。同时铸造品在铸造时有较高冷却要求时，起到提高铸造质量和提高效率的作用。
进一步的，所述导热材料40是热固性导热胶，各组份质量比为：无机硅铝酸盐粉末4份：甲阶酚醛树脂2份：铜粉1份：溶剂3份。
导热材料40是热固化型导热胶，实测导热系数可达10W/m.K(模具材料的导热系数一般为14～16W/m.K)，且在高温下可长时间保持稳定、不分解，同时该导热胶具有与模具材料接近的热膨胀率，可以避免受热膨胀不一致而造成开裂，使导热不良。
使用时，首先在隔水套20表面涂刷未固化导热材料40，然后将隔水套20插入模具冷却孔11中，导热材料40填充隔水套20和模具冷却孔11之间的间隙，用火烘烤或者靠铸造产生的热量进行热固化，热固化时间约2小时，即可完全固化。
进一步的，所述导热材料40是熔点120～300℃的金属材料，由隔水套镶嵌机加热后形成熔液，常温状态下为固体。
进一步的，所述导热材料40是铋锡铜合金。
采用铋锡铜合金(熔点150℃～160℃)作为连接、导热材料，实测热传导系数可达14W/m.K(典型的热作模具材料SKD61的热传导系数为16W/m.K)，且在高温下可长时间保持稳定、不分解，同时该导热材料具有与模具材料接近的热膨胀率，可以避免受热膨胀不一致而造成开裂，使导热不良。而且铋锡铜合金的熔点较低，可以使用高温热风枪等常用加热装置进行加热熔融，便于操作。
在其它实施例中，也可以采用锡银铜合金、锡铜合金等其它导热性能良好、且低熔点(熔点120～300℃)的材料作为导热材料。
无隔水套及分别用隔水套配合不同导热材料的导热性能对比测试表：
测试方法按图3所示。
进一步的，所述隔水套20的材料是SUS303不锈钢；SUS303硬度低，方便加工。
进一步的，所述隔水套20与模具冷却孔11之间的间隙为0.2～1.0mm。
进一步的，所述模具冷却孔11底部与模具表面的距离A≥5.0mm。
设置隔水套20后，模具冷却孔11底部与模具表面的距离相比现有技术可以更加深入到非常接近模具表面进行冷却(近至5mm，现有技术为大于15mm)；过小的距离会造成模具强度不足，容易因应力而产生裂纹。
进一步的，所述模具冷却孔11的底部呈半球状，半球状的凸起部远离水管30。
进一步的，如图2所示，所述隔水套镶嵌机包括加热器50和主控制器51，所述主控制器51包括气流控制器和温度控制器；所述加热器50可移动的固定在支架54上，加热器50的上端设置有气流入口56，下端设置有与气流入口56连通的热风喷嘴55；所述气流入口56通过管道与气流控制器连通。气流控制器将外部环境中的室温气体定量或定速的经管道和气流入口56输送至加热器50内，由加热器50加热至一定温度后由热风喷嘴55喷出，将模具10、导热材料40、模具冷却孔11及隔水套20等构件进行加热。
进一步的，所述加热器50上设置有温度传感器52，所述温度传感器52与温度控制器电性连接。通过将温度传感器52与主控制器51的温度控制器连接，可以实现气流与温度的联动，提高温度和流量的控制精度。
进一步的，所述支架54的底部设置有磁性座，通过磁性座可以方便与模具固定或松开。
在该实施例的操作步骤如下：
1.主控制器51将压缩空气以一定的流量通过经管道和气流入口56输送至加热器50内，主控制器51中的温度控制器和加热器50上的温度传感器52协作，将热风喷嘴55喷出的气体控制在800℃～900℃，将热风喷嘴55对准模具冷却孔11，使模具冷却孔11处的模具温度达到200℃后，移开热风喷嘴55；
2.往模具冷却孔11加入适量的铋锡铜合金(熔点150℃～160℃)，待铋锡铜合金熔融后，插入隔水套20，并使隔水套20与模具冷却孔11各处间隙均匀，待铋锡铜合金冷却并固化，完成隔水套20的镶嵌作业；
3.同理，如需拆除隔水套20时，使用隔水套镶嵌机将铋锡铜合金加热至熔融后，即可取出隔水套20及铋锡铜合金。
与现有过盈压入技术相比，使用本隔水套镶嵌机进行隔水套20的镶嵌作业，可以减少隔水套20的装配应力，避免模具在冷热交替的工况中使隔水套20容易因应力而产生破坏，避免冷却液经裂纹流向型腔而导致模具报废。
采用将铋锡铜合金在模具冷却孔11熔融后，再插入隔水套20的方式，可以避免在隔水套20与模具冷却孔11之间产生气泡而影响导热性能。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明专利权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：包括模具(10)，所述模具(10)靠近冷却位置设置有模具冷却孔(11)，所述模具冷却孔(11)内设置有隔水套(20)，所述隔水套(20)与模具冷却孔(11)之间有间隙，所述间隙填充有导热材料(40)；
所述隔水套(20)内设置有非贯通的呈圆柱形结构的流道，所述流道内设置有同轴布置的水管(30)，所述水管(30)的一端与流道的开孔端密封连接，水管(30)的另一端靠近流道的底部。
2.如权利要求1所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述导热材料(40)是热固性导热胶，各组份质量比为：无机硅铝酸盐粉末4份：甲阶酚醛树脂2份：铜粉1份：溶剂3份。
3.如权利要求1所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述导热材料40是熔点120～300℃的金属材料，由隔水套镶嵌机加热后形成熔液，常温状态下为固体。
4.如权利要求1所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述导热材料(40)是铋锡铜合金。
5.如权利要求1所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述隔水套(20)的材料是SUS303不锈钢，所述隔水套(20)与模具冷却孔(11)之间的间隙为0.2～1.0mm。
6.如权利要求1所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述模具冷却孔(11)底部与模具表面的距离A≥5.0mm。
7.如权利要求1所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述模具冷却孔(11)的底部呈半球状，半球状的凸起部远离水管(30)。
8.如权利要求3所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述隔水套镶嵌机包括加热器(50)和主控制器(51)，所述主控制器(51)包括气流控制器和温度控制器；所述加热器(50)可移动的固定在支架(54)上，加热器(50)的上端设置有气流入口(56)，下端设置有与气流入口(56)连通的热风喷嘴(55)；所述气流入口(56)通过管道与气流控制器连通。
9.如权利要求8所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述加热器(50)上设置有温度传感器(52)，所述温度传感器(52)与温度控制器电性连接。
10.如权利要求8所述的具有隔水套的模具冷却装置及隔水套镶嵌机，其特征在于：所述支架(54)的底部设置有磁性座。
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|---|---|---|---|---|
| KR20050025682A (ko) * | 2003-09-08 | 2005-03-14 | 광주과학기술원 | 미세 고온 열풍기를 이용한 플라스틱 광섬유 단면 가공 및융착 접속 방법 |
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Patent Citations (5)
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| 席慧智等: "《材料化学导论》", 31 August 2017, 哈尔滨工业大学出版社, pages: 266 - 267 * |
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