CN102794400A - 一种低熔点合金模具的间接制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低熔点合金模具的制备方法，其包括以下步骤：其包括以下步骤：首先依据实物设计CAD模型，制造叠层实体制造原型；(2)按比例混合搅拌硅橡胶组分，在真空注型机上制造硅胶模，作为中间转换模；(3)按比例称取石膏混合料和水，在石膏型真空灌浆设备上制造石膏型芯；(4)制造陶瓷型上体和下体；(5)合箱浇注，浇注合金熔液，合金凝固冷却，得到合金模具。通过间接制造方法，适合于制造出形状复杂、表面花纹细腻，并且精度要求高的低熔点金属模具，具有广阔的应用前景和市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种低熔点合金模具的制备方法，更具体的说，涉及一种间接制备低熔点合金模具的制造方法。
背景技术
世界范围内模具已经形成了一个巨大的商业市场，全球范围内已达到了800亿美元产值的规模。制模技术可以划分为直接制模技术和间接制模技术。
传统模具的直接制模法有很多，例如，数控铣加工、电火花加工、线切割加工、电解加工、电铸加工、压力加工和蚀刻技术等。但是由于这些技术复杂、耗时长、并且费用高进而影响了新产品的开发进度。而传统的快速模具由于工艺粗糙、精度低、寿命短，很难完全满足用户的要求，而且传统的快速模具也很难达到快速的要求。因此，应用RP技术制造快速模具，在最终生产模具开模之前进行产品的试验和小批量生产，可以有效地节约开发时间和费用。直接制模技术目前由于存在精度低、材料性能差的特点。就目前的发展趋势而言，主要还是以间接的快速模具制造技术为主，其占主导地位。
本申请的发明人在引入RP技术的基础上，通过对石膏型的材料配方的改进，开发了一种石膏制模的快速成形方法；然后再石膏模的基础上，快速制备所需的锡铟合金模具。
石膏型铸造是一种特征铸造工艺，其是指将金属熔液浇铸到以石膏为基料制成的铸型内的一种铸造方法。其具有可以铸造表面精度高、形状复杂的有色金属铸件，浇注后容易清理等优点，常用于有色金属的模具制造，采用翻模获得石膏型的方法主要缺点是工艺过程复杂，需要制母模、翻制硅胶模，浇灌石膏型，获得石膏型后再浇注金属铸件，且在翻模过程中存在精度损失。石膏型以石膏混合料的浆体灌浆成型，浆体的流动性很好，且又在真空下充填，其成型性能优良。浆料在凝结过程中又有轻微的膨胀，复模性能优异，铸型精确、光洁，优势是非常明显的。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，发明了一种利用石膏制模间接制备金属模具的方法。
本发明采取的技术方案是：合金模具的制备方法，其包括以下步骤：
1.首先依据实物设计CAD模型，制造叠层实体制造原型；
2.按比例混合搅拌硅橡胶组分，在真空注型机上制造硅胶模，作为中间转换模；
3.按比例称取石膏混合料和水，在石膏型真空灌浆设备上制造石膏型芯；
4.制造陶瓷型上体和下体；
5.合箱浇注，浇注合金熔液，合金凝固冷却，得到合金模具。
优选的，其中所述的合金为铟锡合金，并且其组成和配比分别为：锡占60-90wt％，余量为铟。
优选的，其中的步骤(3)的石膏型芯的制备工艺具体为：
(1)根据精密铸造工艺要求进行石膏料配比；
石膏混合料的配比：白水泥7-10wt％，硅藻土，1-3wt％，余量为半水石膏；水固比为45wt％-60wt％；
(2)将配好的石膏料真空混合搅拌；
石膏混合料真空搅拌工艺过程为，首先按照比例称量定量的石膏混合料和水；
把水注入到搅拌室中，开始搅动；然后将石膏混合料倒入搅拌室的水中，将搅拌室密封，开启真空系统，快速抽真空至103-104Pa，搅拌速度为200-500r/min，搅拌时间为1-3min；
(3)石膏型真空造型；
开启搅拌室与灌浆室之间的阀门，开始灌浆，浆料沿着硅胶模母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为3×103-9×103Pa；灌浆时间为30-90sec；
(4)石膏型烘干以及焙烧；
灌浆后的石膏型，经过15-30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为20-30℃的空气中干燥硬化15-20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60-80℃，焙烧温度为200-280℃，焙烧时间：100-200min 。
本发明相对于现有技术的优点：
(1)本发明所述的方法可以实现周期短、成本低、精度高，利用石膏模具可以快速制造相应的所需要的低熔点金属模具。
(2)通过间接制造方法，适合于制造出形状复杂、表面花纹细腻，并且精度要求高的低熔点金属模具。
具体实施例
以下将通过具体实施例对本发明的技术方案做出进一步的说明。申请人需要强调的是，以下实施例仅仅是为了详细说明发明的内容的需要，而不能认为是对本发明的限制。本发明要求保护的范围，以权利要求书所限定的技术方案为准。
实施例1
步骤1：首先依据实物设计CAD模型，制造叠层实体制造原型；
步骤2：按比例混合搅拌硅橡胶组分，在真空注型机上制造硅胶模，作为中间转换模；
步骤3：按比例称取石膏混合料和水，在石膏型真空灌浆设备上制造石膏型芯；
步骤4：制造陶瓷型上体和下体；
步骤5：合箱浇注，浇注锡铟合金熔液，合金凝固冷却，得到锡铟合金模具；
其中所述的锡铟合金的组成和配比分别为：锡占90wt％，铟占10wt％。
其中的步骤3的石膏型芯的制备工艺具体为：
(1)石膏料配比
石膏混合料的配比：白水泥7wt％，硅藻土，3wt％，余量为半水石膏；水固比为1∶2；
(2)将配好的石膏料真空混合搅拌
石膏混合料真空搅拌工艺过程为，首先按照2∶1的比例称量定量的石膏混合料和水；
把水注入到搅拌室中，开始搅动；然后将石膏混合料倒入搅拌室的水中，将搅拌室密封，开启真空系统，快速抽真空至5×103Pa，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为2.5min；
(3)石膏型真空造型
开启搅拌室与灌浆室之间的阀门，开始灌浆，浆料沿着硅胶模母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为5×103Pa；灌浆时间为30sec；
(4)石膏型烘干以及焙烧
灌浆后的石膏型，经过30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25℃的空气中干燥硬化15-20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60-80℃，焙烧温度为200-280℃，焙烧时间：100-200min。
实施例2
步骤1：首先依据实物设计CAD模型，制造叠层实体制造原型；
步骤2：按比例混合搅拌硅橡胶组分，在真空注型机上制造硅胶模，作为中间转换模；
步骤3：按比例称取石膏混合料和水，在石膏型真空灌浆设备上制造石膏型芯；
步骤4：制造陶瓷型上体和下体；
步骤5：合箱浇注，浇注锡铋合金熔液，合金凝固冷却，得到锡铋合金模具；
其中所述的锡铋合金的组成和配比分别为：锡占60wt％，铋占40wt％。
其中的步骤3的石膏型芯的制备工艺具体为：
(1)石膏料配比
石膏混合料的配比：白水泥8wt％，硅藻土，2wt％，余量为半水石膏；水固比为1∶2；
(2)将配好的石膏料真空混合搅拌
石膏混合料真空搅拌工艺过程为，首先按照2∶1的比例称量定量的石膏混合料和水；
把水注入到搅拌室中，开始搅动；然后将石膏混合料倒入搅拌室的水中，将搅拌室密封，开启真空系统，快速抽真空至5×103Pa，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为2.5min；
(3)石膏型真空造型
开启搅拌室与灌浆室之间的阀门，开始灌浆，浆料沿着硅胶模母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为5×103Pa；灌浆时间为30sec；
(4)石膏型烘干以及焙烧
灌浆后的石膏型，经过30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25℃的空气中干燥硬化15-20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60-80℃，焙烧温度为200-280℃，焙烧时间：100-200min。
采用本申请的合金模具制备方法制备的低熔点合金模具，特别是锡合金模具具有优异的尺寸精度，外表光洁度高，本申请制备的锡合金模具适合于品种多、批量小、任务集中的冲压产品和新产品的实验。
Claims (5)
1.一种合金模具的制备方法，其包括以下步骤：
按比例混合搅拌硅橡胶组分，在真空注型机上制造硅胶模，作为中间转换模；
制造陶瓷型上体和下体；
2.权利要求1所述的合金模具的制备方法，其特征在于所述的合金为低熔点合金。
3.权利要求1所述的合金模具的制备方法，其特征在于所述的合金为锡合金。
4.权利要求1所述的合金模具的制备方法，其特征在于所述的锡合金为锡铟合金活着锡铋合金。
5.权利要求1所述的合金模具的制备方法，其特征在于步骤3的石膏型芯的制备工艺具体为：
(1)根据精密铸造工艺要求进行石膏料配比；
石膏混合料的配比：白水泥7-10wt％，硅藻土，1-3wt％，余量为半水石膏；水固比为45wt％-60wt％；
(2)将配好的石膏料真空混合搅拌；
石膏混合料真空搅拌工艺过程为，首先按照比例称量定量的石膏混合料和水；
把水注入到搅拌室中，开始搅动；然后将石膏混合料倒入搅拌室的水中，将搅拌室密封，开启真空系统，快速抽真空至103-104Pa，搅拌速度为200-500r/min，搅拌时间为1-3min；
(3)石膏型真空造型；
开启搅拌室与灌浆室之间的阀门，开始灌浆，浆料沿着硅胶模母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为3×103-9×103Pa；灌浆时间为30-90sec；
(4)石膏型烘干以及焙烧；
灌浆后的石膏型，经过15-30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为20-30℃的空气中干燥硬化15-20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60-80℃，焙烧温度为200-280℃，焙烧时间：100-200min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121128 |