專利名稱：用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種建筑模具，尤其是用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔 帶有微裂紋的復(fù)合模具。
背景技術(shù)：
新型建筑材料中，自動振動成型砌塊和地磚的出現(xiàn)距今有七十年左右 的歷史，生產(chǎn)中所使用的模具型腔由金屬材料構(gòu)成，金屬材料主要化學(xué)成
份為C^1.89b,Cr^l59&等等。為改善模具型腔金屬材料的耐磨性，即提高模 具壽命， 一般對型腔金屬材料進(jìn)行硬化處理，主要采用以下方法 一、整 體熱處理l.真空熱處理；2.鹽浴淬火;二、表面熱處理1.滲碳化硅;2. 滲氮;3.滲礞:4.碳氮共滲;5.滲硼:6.高頻熱處理。
但是通過上述方法制造的現(xiàn)有自動振動成型砌塊/地磚的模具，型腔內(nèi) 襯金屬材料采用低含量碳，所制造的模具型腔內(nèi)襯表面光滑，無裂紋，內(nèi) 部存在應(yīng)力，模具在使用時，由于高速振動，應(yīng)力得到釋放，因此模具內(nèi) 襯產(chǎn)生變形和磨損，現(xiàn)有的國產(chǎn)砌塊和地磚模具使用壽命一般在8萬次以 下，只有部分進(jìn)口模具使用壽命能達(dá)到10萬次，因此造成模具使用廠家模 具成本較高。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種使用壽命長，誤差小的 用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合模具。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是 一種用于振 動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合模具，包括構(gòu)成模具的型腔，型 腔由金屬材質(zhì)的模具側(cè)壁以及致密配合在模具側(cè)壁內(nèi)側(cè)的金屬內(nèi)襯層構(gòu)成 的復(fù)合襯板組成，所述的金屬內(nèi)襯層的表面具有多條明顯的微裂紋。
所述致密配合是通過焊接方法實現(xiàn)的。
所述模具側(cè)壁為碳素鋼或合金鋼中的一種。
所述碳素鋼是可焊接的低碳鋼。
所述金屬內(nèi)襯層是金屬焊層。
所述金屬焊層材料選自合金焊條或焊絲中的一種。
所述金屬內(nèi)襯層的硬度HRC-50—70，成份中含有重量百分比為02%— 6%; Cr=15%—-40%。
所述金屬內(nèi)襯層表面微裂紋方向是上下方向、左右方向或不規(guī)則方向， 在整個內(nèi)襯層上是貫通的或不貫通的，微裂紋深度是透到模具側(cè)壁表面或 只存在內(nèi)襯層內(nèi)，微裂紋的數(shù)目在單位平方厘米內(nèi)至少--條。
所述金屬內(nèi)襯層表面微裂紋的寬度在0.1 mm lmm范圍內(nèi)，金屬內(nèi)襯 層的厚度在lmm 5mm之間。
所述型腔是呈陣列排布的，型腔的形狀選自正方形、矩形、相互倒置 的梯形、三角形、或其它規(guī)則排布或不規(guī)則排布的形狀。
所述金屬內(nèi)襯層優(yōu)選的硬度為HRC=60—65，優(yōu)化的主要化學(xué)成份 C=4%—5%: Cr=20%—25%。
所述焊接通過機(jī)器人或人工來實現(xiàn)。
所述焊接加工是采用乙炔火焰、金屬極電弧、鉤極氬弧、埋弧焊、電 渣焊、溶化極氬弧焊、C02氣體保護(hù)焊、等離子焰、電子?xùn)c或激光束來進(jìn)行 的。
所述表面微裂紋的優(yōu)化的微裂紋寬度在0. lrnm 0. 5mm范圍內(nèi)。 金屬內(nèi)襯層的厚度在lmm 2mm之間。 所述金屬復(fù)合襯板的組裝是通過焊接方法形成型腔的。 所述金屬復(fù)合襯板的組裝是通過緊固件形成型腔的。 所述金屬復(fù)合襯板的組裝是通過榫結(jié)構(gòu)形成型腔的。 本實用新型的有益效果是
1. 帶有微裂紋的金屬復(fù)合內(nèi)腔，提高了通過模具生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。由 于內(nèi)腔帶有微裂紋，復(fù)合內(nèi)腔內(nèi)應(yīng)力在使用前已經(jīng)全部消失，模具釆用分 體結(jié)構(gòu)，由于模具型腔內(nèi)襯層金屬取消了熱處理工藝，精度完全取決于機(jī) 械加工精度，腔與腔尺寸誤差可以控制在土0.2咖以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出砌塊行業(yè) 國際標(biāo)準(zhǔn)；
2. 帶有微裂紋的金屬復(fù)合內(nèi)腔，由于微裂紋的存在，使用前已經(jīng)全部 消除了內(nèi)應(yīng)力，大幅度提高了模具壽命。復(fù)合內(nèi)腔壽命超過20萬次，可以 大幅度降低砌塊廠模具成本。


圖1為本實用新型的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合 模具一個單元的立體示意圖。
圖2是本實用新型的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合 模具的復(fù)合襯板剖面圖。
圖3是本實用新型的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶冇微裂紋的復(fù)合 模具的一邊復(fù)合襯板平面圖。
圖4是本實用新型的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合 模具的另一邊復(fù)合襯板平面圖。
具體實施方式
個'面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)A詳細(xì)說明
本實用新型的一種用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合 模具，包括構(gòu)成模具的型腔，型腔由金屬材質(zhì)的模具側(cè)壁以及致密配合在 模具側(cè)壁內(nèi)側(cè)的金屬內(nèi)襯層構(gòu)成的復(fù)合襯板組成，所述的金屬內(nèi)襯層的表 面具有多條明顯的微裂紋。
所述致密配合是通過焊接方法實現(xiàn)的。
所述焊接通過機(jī)器人或人工來實現(xiàn)。
所述焊接加工是釆用①乙炔火焰；②金屬極電??；③鎢極氬弧；④埋 弧焊⑤電渣焊；⑥溶化極氬弧焊；⑦C02氣體保護(hù)焊；⑧等離子焰；⑨電 子束或⑩激光束來進(jìn)行的。
所述模具側(cè)壁為碳素鋼或合金鋼中的一種。
所述碳素鋼是可焊接的低碳鋼。
所述金屬內(nèi)襯層是金屬焊層。
所述金屬焊層材料選自合金焊條或焊絲中的一種。
所述金屬內(nèi)襯層的硬度HRc二5o—70，成份中含冇寬想:rr分比為C=2%-
6%; Cr=15%—墨。
所述金屬內(nèi)襯層優(yōu)選的硬度為HRC=60—65,優(yōu)化的主要化學(xué)成份 C=4%~5%; Cr=20%—25%。
所述金屬內(nèi)襯層表面微裂紋方向是上下方向、左右方向或不規(guī)則方向， 在整個內(nèi)襯層上是貫通的或不貫通的，微裂紋深度是透到模具側(cè)壁表面或
只存在內(nèi)襯層內(nèi)，微裂紋的數(shù)目在單位平方厘米內(nèi)至少一條。
所述金屬內(nèi)襯層表面微裂紋的寬度在0.1 mm lmm范圍內(nèi)，金屬內(nèi)襯 層的厚度在lmm 5ram之間。
所述表面微裂紋的優(yōu)化的微裂紋寬度在0. lmm 0. 5mm范闈內(nèi)。金屬內(nèi) 襯層的厚度在lmm 2mm之間。
一種用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合模具的制造方 法，包括以下步驟a)將金屬模具側(cè)壁的內(nèi)側(cè)加工成清潔無氧化層的表面；
b) 將合金焊條或焊絲焊接到模具側(cè)壁己處理過的表面，形成復(fù)合金屬襯板；
c) 將焊接后的金屬復(fù)合襯板通過銑削或磨削處理成光滑表面，其中所述焊 層厚度在lmm 5mm之間；d)將三個以上所述復(fù)合襯板組合形成復(fù)合型腔。
所述型腔是呈陣列排布的。
所述型腔的形狀選自正方形、矩形、相互倒置的梯形、三角形、或其 它規(guī)則排布或不規(guī)則排布的形狀。
所述金屬復(fù)合襯板的組裝是通過焊接方法形成型腔的。 所述金屬復(fù)合襯板的組裝是通過緊固件形成型腔的。 所述金屬復(fù)合襯板的組裝是通過榫結(jié)構(gòu)形成型腔的。 本實用新型的金屬模具側(cè)壁材料包括碳素鋼和合金鋼。碳素鋼包括 碳素結(jié)構(gòu)鋼，如Q195、 Q215、 Q235、 Q255、 Q275鋼等;優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼， 如50tt鋼、45tt鋼、40tt鋼、35tt鋼、30#鋼、25ft鋼、20ft鋼等；碳素工具鋼， 如T7、 T8、 T8Mn、 T9、 T10鋼等。合金鋼包括低合金鋼，如12Mn、 12MnV、 15MnV、 15MnTi、馳鋼等；合金結(jié)構(gòu)鋼，如30Cr、 35Cr、 40Cr、 45Cr、 50Cr、 38CrMoAL、 20CrMnSi、 20CrMnTi鋼等；模具鋼，如5Cr4Mo3Si、 Crl2、 Crl2MolVl、 Crl2MoV鋼等。優(yōu)選的是可焊接的低碳鋼。
本實用新型實現(xiàn)模具側(cè)壁的低碳鋼內(nèi)襯表面焊接金屬內(nèi)襯層，以提高 壽命的工藝方法可采用①乙炔火焰；②金屬極電?、坫^極氬??； 埋 弧焊；⑤電渣焊；⑥溶化極氬弧焊；⑦C02氣體保護(hù)焊；⑧等離子焰；⑨電 子束；⑩激光束來進(jìn)行的。合金焊條要求耐磨，焊后硬度HRC》50。優(yōu)選的 是焊條電弧焊、熔化極氣體保護(hù)電弧堆焊和鎢極氬弧焊。
以下將根據(jù)附圖對本實用新型的具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其只是用 來舉例說明，而不是用來限制本實用新型的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明了，
本實用新型可以有多種改進(jìn)、變化及等同替換，上述所有內(nèi)容都應(yīng)涵蓋在 本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
如圖l、 2所示，以由4塊復(fù)合襯板，分別為由兩塊相對設(shè)置的復(fù)合襯 板10—1和10—2的內(nèi)側(cè)面共同構(gòu)成的帶有微裂紋的金屬復(fù)合型腔10為例， 說明該復(fù)合型腔的制造過程，該復(fù)合襯板10—1和10—2的內(nèi)側(cè)面工作面 由金屬材料焊層2組成。
實施例1:生產(chǎn)300ramX300mmX60nnn振動成型地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合 模具的制造
一. 復(fù)合襯板10—1的制造
1. 通過銑削的方法將圖3中由金屬材料構(gòu)成的襯板IO—I的低碳鋼底 板1加工至322mmX71mmX10mm;
2. 采用鎢極氬弧焊500安培直流堆焊焊機(jī)，工作電流確定為280安培， 選用含0=2.5%—3.3%; Cr二2596—3196的直徑為6毫米的HS101堆焊焊絲，在 底板1內(nèi)側(cè)面堆焊CrC合金焊層形成的內(nèi)襯層2，尺寸為280ramX50im，焊 道厚度》5mm:得到的金屬內(nèi)襯層的硬度HRC=50_60，金屬內(nèi)襯層表面形成 上下方向、左右方向或不規(guī)則方向的微裂紋5,微裂紋5的寬度在0.1 mm l咖范圍內(nèi)，微裂紋在整個內(nèi)襯層上是貫通或不貫通，微裂紋深度是透到模 具側(cè)壁表面或只存在內(nèi)襯層內(nèi)，微裂紋的數(shù)目在單位平方厘米內(nèi)至少--條。
3. 用銑削或磨削方法將步驟2)中得到的焊接襯板兩大面加工光滑平
整
4. 用平面磨床加工步驟3)中得到的襯板四面至320mmX70士0. 05皿nX10 士0.05mm，要求焊材厚度在3mm左右。
5. 用線切割設(shè)備加工出步驟4)中得到的襯板的兩側(cè)鍵3;
二. 復(fù)合襯板10—2的制造
1. 通過銑削的方法將圖4中的低碳鋼底板1加工至322ramX71mmX10腿;
2. 采用鎢極氬弧焊500安培直流堆焊焊機(jī)，工作電流確定為280安培， 選用含C=2. 5%—3. 3%; &=25%~31%的直徑為6毫米的HS101堆焊焊絲，在 底板1內(nèi)側(cè)面堆焊CrC合金焊層形成的內(nèi)襯層2,尺寸為280nunX50mm，焊 道厚度》5mm;得到的金屬內(nèi)襯層的硬度}1^=50_60,金屬內(nèi)襯層表面形成
上下方向、左右方向或不規(guī)則方向的微裂紋5，微裂紋5的寬度在0.1mm lmm范圍內(nèi)，微裂紋在整個內(nèi)襯層上是貫通或不貫通，微裂紋深度是透到模 具側(cè)壁表面或只存在內(nèi)襯層內(nèi)，微裂紋的數(shù)目在單位平方厘米內(nèi)至少一條。
3. 用銑削或磨削方法將步驟2)中得到的焊接襯板兩大面加工光滑平
整；
4. 用平面磨床加工步驟3)中得到的襯板四面至320mmX70士0. 05mmX10 士0.05mm，要求焊材厚度在3mm左右；
5. 用線切割設(shè)備加工出步驟4)中得到的襯板的兩側(cè)鍵槽4;
三. 復(fù)合型型腔10的制造將2塊復(fù)合襯板10—1和2塊復(fù)合襯板10 一2通過鍵與鍵槽的配合裝配在一起，構(gòu)成復(fù)合型腔10，然后在型腔10的 外圍通過機(jī)械或焊接的方法加以緊固。
四、 復(fù)合型腔10的排列將以上述方法制造的復(fù)合型腔10以陣列的 方式排列，形成由多個復(fù)合型腔組成的振動成型地磚模具帶有微裂紋的金 屬復(fù)合內(nèi)腔整體。
實施例2:生產(chǎn)100mmX200MiX60咖振動成型地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合 模具的制造
一.復(fù)合襯板10 — 1的制造
1. 通過刨削的方法將圖2中由金屬材料構(gòu)成的襯板IO—I的低碳鋼底 銜l加工至122咖X71mmX10mm;
2. 采用鎢極氬弧焊500安培直流堆焊焊機(jī)，工作電流確定為280安培， 選用含C=3. 0%—4. 0%; Cr=25%—3296的直徑為6毫米HS103堆焊焊絲，在底 板l內(nèi)側(cè)面堆焊CrC合金焊層形成的內(nèi)襯層2，焊道厚度》5tnm;得到的金 屬內(nèi)襯層的硬度服0=60~65，金屬內(nèi)襯層表面形成上下方向、左右方向或 不規(guī)則方向的微裂紋5，微裂紋5的寬度在0.1mm 0.5nmi范圍內(nèi)，微裂紋 在整個內(nèi)襯層上是貫通或不貫通，微裂紋深度是透到模具側(cè)壁表面或只存 在內(nèi)襯層內(nèi)，微裂紋的數(shù)目在單位平方厘米內(nèi)至少一條。
3. 用銑削或磨削方法將步驟2)中得到的焊接襯板兩大面加工光滑平
整；
4. 用平面磨床加工步驟3)中得到的襯板四面至120nimX70士0.05mmX10
士0.05mm，要求焊材厚度^3mm;
5.用線切割設(shè)備加工出步驟4)中得到的襯板的兩側(cè)鍵3; 二二復(fù)合襯板10—2的制造
1. 通過刨削的方法的低碳鋼底板1加工至122mmX71mmX10mm;
2. 采用鎢極氬弧焊500安培直流堆焊焊機(jī)，工作電流確定為280安培， 選用含03.0%—-4. 0%; Cr:259b—329fe的直徑為6毫米的HS103堆焊焊絲，在 底板l內(nèi)側(cè)面堆焊CrC合金焊層形成的內(nèi)襯層2，焊道厚度》5mra;得到的 金屬內(nèi)襯層的硬度HRC=60~65，金屬內(nèi)襯層表面形成上下方向、左右方向 或不規(guī)則方向的微裂紋5，微裂紋5的寬度在0.1mm 0.5mm范圍內(nèi)，微裂 紋在整個內(nèi)襯層上是貫通或不貫通，微裂紋深度是透到模具側(cè)壁表面或只 存在內(nèi)襯層內(nèi)，微裂紋的數(shù)目在單位平方厘米內(nèi)至少一條。
3. 用銑削或磨削方法將步驟2)中得到的焊接襯板兩大面加工光滑平
整
4. 用平面磨床加工步驟3)中得到的襯板四面至120mmX70土0. 05mraX10 士0.05mm，要求焊材厚度在3mm左右；
5. 用線切割設(shè)備加工出步驟4)中得到的襯板的兩側(cè)鍵槽4;
三. 復(fù)合型腔10的制造將2塊復(fù)合襯板IO—I和2塊復(fù)合襯板10 一2通過鍵與鍵槽的配合裝配在一起，構(gòu)成復(fù)合型腔IO，然后在型腔10的 外圍通過機(jī)械或焊接的方法加以緊固。
四、 復(fù)合型腔10的排列將以上述方法制造的復(fù)合型腔10以陣列的 方式排列，形成由多個復(fù)合內(nèi)腔組成的振動成型地磚模具帶有微裂紋的金 屬復(fù)合內(nèi)腔整體。
上述實施例僅用振動成型地磚模具為例進(jìn)行的說明，對于振動成型砌 塊也是相同的道理，在此不再敘述。
上述實施例中金屬內(nèi)襯層的微裂紋是通過焊接過程形成的，當(dāng)然，金 屬內(nèi)襯層上的微裂紋也可以是直接焊接帶有微裂紋的符合要求的金屬板， 或者通過機(jī)械加工無裂紋的金屬內(nèi)襯層，得到達(dá)到要求的帶有微裂紋的金 屬內(nèi)襯層。總而言之，只要是達(dá)到所需硬度，帶有微裂紋的金屬內(nèi)襯層， 可以消除髙速振動時的內(nèi)應(yīng)力即可。
上述實施例是以--個模具單元為例說明的，對于一個整體模具，含有
多個上述的模具單元，只需在模具側(cè)壁的兩面均結(jié)合有金屬內(nèi)襯層，即保 證每個模具單元的內(nèi)腔帶有微裂紋即可，這是本專業(yè)人可以做到的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不偏離本實用新型的前提下，可以對本 實用新型進(jìn)行多種改進(jìn)、變化和等同變換。因此，應(yīng)當(dāng)清楚，本實用新型 的具體實施方式
僅是說明性的而不用來限制本實用新型的范l韋l。
權(quán)利要求1、一種用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合模具，包括構(gòu)成模具的型腔，型腔由金屬材質(zhì)的模具側(cè)壁以及致密配合在模具側(cè)壁內(nèi)側(cè)的金屬內(nèi)襯層構(gòu)成的復(fù)合襯板組成，其特征在于，所述的金屬內(nèi)襯層的表面具有多條明顯的微裂紋。
2、 據(jù)權(quán)利要求1所述的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的 復(fù)合模具,其特征在于，所述致密配合是通過焊接方法實現(xiàn)的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋 的復(fù)合模具，其特征在于，所述模具側(cè)壁為碳素鋼或合金鋼中的一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋 的復(fù)合模具，其特征在于，所述碳素鋼是可焊接的低碳鋼。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋 的復(fù)合模具，其特征在于，所述金屬內(nèi)襯層是金屬焊層。
6、 據(jù)權(quán)利要求5所述的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的 復(fù)合模具，其特征在于，所述金屬焊層材料選自合金焊條或焊絲中的一種。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋 的復(fù)合模具，其特征在于，所述金屬內(nèi)襯層表面微裂紋方向是上下方向、 左右方向或不規(guī)則方向，在整個內(nèi)襯層上是貫通的或不貫通的，微裂紋深 度是透到模具側(cè)壁表面或只存在內(nèi)襯層內(nèi)，微裂紋的數(shù)目在單位平方厘米 內(nèi)至少一條。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋 的復(fù)合模具，其特征在于，所述金屬內(nèi)襯層表面微裂紋的寬度在0.1 mm lmm范圍內(nèi)，金屬內(nèi)襯層的厚度在lmm 5mm之間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的 復(fù)合模具，其特征在于，所述型腔是呈陣列排布的，型腔的形狀選自正方 形、矩形、相互倒置的梯形、三角形、或其它規(guī)則排布或不規(guī)則排布的形 狀。
專利摘要本實用新型公開了一種用于振動成型砌塊/地磚的內(nèi)腔帶有微裂紋的復(fù)合模具，包括構(gòu)成模具的型腔，型腔由金屬材質(zhì)的模具側(cè)壁以及致密配合在模具側(cè)壁內(nèi)側(cè)的金屬內(nèi)襯層構(gòu)成的復(fù)合襯板組成，所述的金屬內(nèi)襯層的表面具有多條明顯的微裂紋。帶有微裂紋的金屬復(fù)合內(nèi)腔，提高了通過模具生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。由于內(nèi)腔帶有微裂紋，復(fù)合內(nèi)腔內(nèi)應(yīng)力在使用前已經(jīng)全部消失，模具采用分體結(jié)構(gòu)，由于模具型腔內(nèi)襯層金屬取消了熱處理工藝，精度完全取決于機(jī)械加工精度，腔與腔尺寸誤差可以控制在±0.2mm以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出砌塊行業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)合內(nèi)腔壽命超過20萬次，大幅度提高了模具壽命，可以大幅度降低砌塊廠模具成本。
文檔編號B28B1/08GK201009347SQ200620151570
公開日2008年1月23日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者霍玉杰 申請人:霍玉杰