專利名稱：一種低熔點(diǎn)合金模具的間接制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低熔點(diǎn)合金模具的制備方法，更具體的說，涉及一種間接制備低熔點(diǎn)合金模具的制造方法。
背景技術(shù)：
世界范圍內(nèi)模具已經(jīng)形成了一個(gè)巨大的商業(yè)市場(chǎng)，全球范圍內(nèi)已達(dá)到了 800億美元產(chǎn)值的規(guī)模。制模技術(shù)可以劃分為直接制模技術(shù)和間接制模技術(shù)。傳統(tǒng)模具的直接制模法有很多，例如，數(shù)控銑加工、電火花加工、線切割加工、電解加工、電鑄加工、壓力加工和蝕刻技術(shù)等。但是由于這些技術(shù)復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、并且費(fèi)用高進(jìn)而影響了新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度。而傳統(tǒng)的快速模具由于工藝粗糙、精度低、壽命短，很難完全滿足用戶的要求，而且傳統(tǒng)的快速模具也很難達(dá)到快速的要求。因此，應(yīng)用RP技術(shù)制造快速模具，在最終生產(chǎn)模具開模之前進(jìn)行產(chǎn)品的試驗(yàn)和小批量生產(chǎn)，可以有效地節(jié)約開發(fā)時(shí)間 和費(fèi)用。直接制模技術(shù)目前由于存在精度低、材料性能差的特點(diǎn)。就目前的發(fā)展趨勢(shì)而言，主要還是以間接的快速模具制造技術(shù)為主，其占主導(dǎo)地位。本申請(qǐng)的發(fā)明人在引入RP技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)石膏型的材料配方的改進(jìn)，開發(fā)了一種石膏制模的快速成形方法；然后再石膏模的基礎(chǔ)上，快速制備所需的錫銦合金模具。石膏型鑄造是一種特征鑄造工藝，其是指將金屬熔液澆鑄到以石膏為基料制成的鑄型內(nèi)的一種鑄造方法。其具有可以鑄造表面精度高、形狀復(fù)雜的有色金屬鑄件，澆注后容易清理等優(yōu)點(diǎn)，常用于有色金屬的模具制造，采用翻模獲得石膏型的方法主要缺點(diǎn)是工藝過程復(fù)雜，需要制母模、翻制硅膠模，澆灌石膏型，獲得石膏型后再澆注金屬鑄件，且在翻模過程中存在精度損失。石膏型以石膏混合料的漿體灌漿成型，漿體的流動(dòng)性很好，且又在真空下充填，其成型性能優(yōu)良。漿料在凝結(jié)過程中又有輕微的膨脹，復(fù)模性能優(yōu)異，鑄型精確、光潔，優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，發(fā)明了一種利用石膏制模間接制備金屬模具的方法。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是合金模具的制備方法，其包括以下步驟I.首先依據(jù)實(shí)物設(shè)計(jì)CAD模型，制造疊層實(shí)體制造原型；2.按比例混合攪拌硅橡膠組分，在真空注型機(jī)上制造硅膠模，作為中間轉(zhuǎn)換模；3.按比例稱取石膏混合料和水，在石膏型真空灌漿設(shè)備上制造石膏型芯；4 制造陶瓷型上體和下體；5.合箱澆注，澆注合金熔液，合金凝固冷卻，得到合金模具。優(yōu)選的，其中所述的合金為銦錫合金，并且其組成和配比分別為錫占60-90wt%，余量為銦。優(yōu)選的，其中的步驟(3)的石膏型芯的制備工藝具體為
(I)根據(jù)精密鑄造工藝要求進(jìn)行石膏料配比；石膏混合料的配比白水泥7-10wt%，硅藻土，l-3wt%，余量為半水石膏；水固比為 45wt*% -60wt% ；(2)將配好的石膏料真空混合攪拌；石膏混合料真空攪拌工藝過程為，首先按照比例稱量定量的石膏混合料和水；把水注入到攪拌室中，開始攪動(dòng)；然后將石膏混合料倒入攪拌室的水中，將攪拌室密封，開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至IO3-IO4Pa,攪拌速度為200-500r/min，攪拌時(shí)間為l_3min ；(3)石膏型真空造型；開啟攪拌室與灌漿室之間的閥門，開始灌漿，漿料沿著硅膠模母模的邊緣從下而 上充滿型腔，灌漿結(jié)束時(shí)，立即打開灌漿室；其中灌漿室的真空度為3X103_9X103Pa ;灌漿時(shí)間為30-90sec ；(4)石膏型烘干以及焙燒；灌漿后的石膏型，經(jīng)過15_30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為20-30°C的空氣中干燥硬化15_20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為60-80°C，焙燒溫度為200-280°C，焙燒時(shí)間100-200min。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明所述的方法可以實(shí)現(xiàn)周期短、成本低、精度高，利用石膏模具可以快速制造相應(yīng)的所需要的低熔點(diǎn)金屬模具。(2)通過間接制造方法，適合于制造出形狀復(fù)雜、表面花紋細(xì)膩，并且精度要求高的低熔點(diǎn)金屬模具。
具體實(shí)施例以下將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出進(jìn)一步的說明。申請(qǐng)人需要強(qiáng)調(diào)的是，以下實(shí)施例僅僅是為了詳細(xì)說明發(fā)明的內(nèi)容的需要，而不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明要求保護(hù)的范圍，以權(quán)利要求書所限定的技術(shù)方案為準(zhǔn)。實(shí)施例I步驟I :首先依據(jù)實(shí)物設(shè)計(jì)CAD模型，制造疊層實(shí)體制造原型；步驟2 :按比例混合攪拌硅橡膠組分,在真空灃型機(jī)上制造硅膠模，作為中間轉(zhuǎn)換模；步驟3 :桉比例稱取石膏混合料和水,在石膏型真空灌漿設(shè)備上制造石膏型芯;步驟4 :制造陶瓷型上體和下體;步盤^合箱澆注，澆注錫銦合金熔液，合金凝固冷卻，得到錫銦合金模具；其中所述的錫鋼合金的組成和配比分別為錫占90wt*%，鋼占10wt*%。其中的步驟3的石膏型芯的制備工藝具體為(I)石膏料配比石膏混合料的配比白水泥7wt%，硅藻土，3wt%，余量為半水石膏；水固比為1:2;(2)將配好的石膏料真空混合攪拌
石膏混合料真空攪拌工藝過程為，首先按照2 I的比例稱量定量的石膏混合料和水；把水注入到攪拌室中，開始攪動(dòng)；然后將石膏混合料倒入攪拌室的水中,將攪拌室密封，開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至5X IO3Pa,攪拌速度為400r/min，攪拌時(shí)間為2. 5min ；(3)石膏型真空造型開啟攪拌室與灌漿室之間的閥門，開始灌漿，漿料沿著硅膠模母模的邊緣從下而上充滿型腔，灌漿結(jié)束時(shí)，立即打開灌漿室；其中灌漿室的真空度為5X IO3Pa ;灌漿時(shí)間為30sec ；(4)石膏型烘干以及焙燒灌漿后的石膏型，經(jīng)過30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為25°C的空氣 中干燥硬化15_20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為60-80°C，焙燒溫度為200-280°C，焙燒時(shí)間:100-200min。實(shí)施例2步驟I :首先依據(jù)實(shí)物設(shè)計(jì)CAD模型，制造疊層實(shí)體制造原型；步驟2 :按比例混合攪拌硅橡膠組分，在真空注型機(jī)上制造硅膠模，作為中間轉(zhuǎn)換模；步驟3 :按比例稱取石膏混合料和水，在石膏型真空灌漿設(shè)備上制造石膏型芯;步驟4 :制誥陶瓷型h體和下體;步驟5 :合箱澆灃，澆灃錫鉍合金熔液,合金凝固冷卻，得到錫鉍合金樽具;其中所述的錫鉍合金的組成和配比分別為錫占60wt%，鉍占40wt%。其中的步驟3的石膏型芯的制備工藝具體為(I)石膏料配比石膏混合料的配比白水泥8wt%，硅藻土，2wt%，余量為半水石膏；水固比為1:2;(2)將配好的石膏料真空混合攪拌石膏混合料真空攪拌工藝過程為，首先按照2 I的比例稱量定量的石膏混合料和水；把水注入到攬祥室中，開始攬動(dòng)；然后將石骨混合料倒入攬祥室的水中，將攬祥室密封，開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至5 X IO3Pa,攪拌速度為400r/min，攪拌時(shí)間為2. 5min ；(3)石膏型真空造型開啟攪拌室與灌漿室之間的閥門，開始灌漿，漿料沿著硅膠模母模的邊緣從下而上充滿型腔，灌漿結(jié)束時(shí)，立即打開灌漿室；其中灌漿室的真空度為5X IO3Pa ;灌漿時(shí)間為30sec ；
_0] (4)石膏型烘干以及焙燒灌漿后的石膏型，經(jīng)過30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為25°C的空氣中干燥硬化15_20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為60-80°C，焙燒溫度為200-280°C，焙燒時(shí)間:100-200min。采用本申請(qǐng)的合金模具制備方法制備的低熔點(diǎn)合金模具，特別是錫合金模具具有優(yōu)異的尺寸精度，外表光潔度高，本申請(qǐng)制備的錫合金模具適合于品種多、批量小、任務(wù)集中的沖壓產(chǎn)品和新產(chǎn) 品的實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種合金模具的制備方法，其包括以下步驟 L I)首先依據(jù)實(shí)物設(shè)計(jì)CAD模型，制造疊層實(shí)體制造原型；按比例混合攪拌硅橡膠組分，在真空注型機(jī)上制造硅膠模，作為中間轉(zhuǎn)換模； 〔3)按比例稱取石膏混合料和水，在石膏型真空灌漿設(shè)備上制造石膏型芯； f 4)制造陶瓷型上體和下體； C 5)合箱澆注，澆注合金熔液，合金凝固冷卻，得到合金模具。
2.權(quán)利要求I所述的合金模具的制備方法，其特征在于所述的合金為低熔點(diǎn)合金。
3.權(quán)利要求I所述的合金模具的制備方法，其特征在于所述的合金為錫合金。
4.權(quán)利要求I所述的合金模具的制備方法，其特征在于所述的錫合金為錫銦合金活著錫秘合金。
5.權(quán)利要求I所述的合金模具的制備方法，其特征在于步驟3的石膏型芯的制備工藝具體為 (1)根據(jù)精密鑄造工藝要求進(jìn)行石膏料配比； 石膏混合料的配比白水泥7-lOwt %，硅藻土，l-3wt %，余量為半水石膏；水固比為45wt % -60wt % ； (2)將配好的石膏料真空混合攪拌； 石膏混合料真空攪拌工藝過程為，首先按照比例稱量定量的石膏混合料和水； 把水注入到攪拌室中，開始攪動(dòng)；然后將石膏混合料倒入攪拌室的水中，將攪拌室密封，開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至IO3-104Pa，攪拌速度為200-500r/min，攪拌時(shí)間為l_3min ； (3)石膏型真空造型； 開啟攪拌室與灌漿室之間的閥門，開始灌漿，漿料沿著硅膠模母模的邊緣從下而上充滿型腔，灌漿結(jié)束時(shí)，立即打開灌漿室；其中灌漿室的真空度為3X103-9X IO3Pa ;灌漿時(shí)間為 30_90sec ； (4)石膏型烘干以及焙燒； 灌漿后的石膏型，經(jīng)過15-30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為20_30°C的空氣中干燥硬化15_20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為60-80°C，焙燒溫度為200-280°C，焙燒時(shí)間100-200min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低熔點(diǎn)合金模具的制備方法，其包括以下步驟其包括以下步驟首先依據(jù)實(shí)物設(shè)計(jì)CAD模型，制造疊層實(shí)體制造原型；(2)按比例混合攪拌硅橡膠組分，在真空注型機(jī)上制造硅膠模，作為中間轉(zhuǎn)換模；(3)按比例稱取石膏混合料和水，在石膏型真空灌漿設(shè)備上制造石膏型芯；(4)制造陶瓷型上體和下體；(5)合箱澆注，澆注合金熔液，合金凝固冷卻，得到合金模具。通過間接制造方法，適合于制造出形狀復(fù)雜、表面花紋細(xì)膩，并且精度要求高的低熔點(diǎn)金屬模具，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)B22C9/03GK102794400SQ20111013594
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者鄭霞 申請(qǐng)人:昆山市瑞捷精密模具有限公司