專利名稱：用于生產(chǎn)含水沖壓件的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)含水沖壓件，例如，用粘土、陶土或類似材料生產(chǎn)屋頂用磚瓦的模具。
壓制形式的屋頂用磚瓦通常是用具有確定含水量的粘土、陶土或類似材料生產(chǎn)的;將一定量的粘土或陶土材料放在一個(gè)置于金屬框中由石膏制成且作為下模的母模上，并借助于壓力機(jī)中的一個(gè)同樣置于金屬框架中由石膏制成且作為上模的母模將上述粘土或陶土材料壓成所需形狀的磚瓦坯。由此，起下模作用的石膏模的上側(cè)制出了所要生產(chǎn)的磚瓦的下表面，而下面所說的起上模作用的石膏母模的上側(cè)與確定的磚瓦外表面相一致。
通過施加高壓使受壓材料保持的水份在壓力下被下模的石膏吸收并從石膏的下側(cè)排出。
在每次沖壓時(shí)，作為上、下模使用的石膏母模都要遭受很大的磨損，因此在大致上已知的次數(shù)不太多的沖壓之后，由于磨損而使得特別是在作為上模的石膏母模上產(chǎn)生如此大的損耗，以致于使制成的磚瓦不符合預(yù)定的公差范圍特別是所允許的最小厚度。因此，特別是作為上模的石膏模在沖壓大約600-800塊磚，充其量沖壓1000塊磚之后必須準(zhǔn)備更換新的上模。
為此，根據(jù)所用的沖壓材料，在進(jìn)行半小時(shí)至最遲1小時(shí)沖壓之后必須更換新的、未經(jīng)使用的石膏模，其中更換過程平均持續(xù)5-10分鐘。在10小時(shí)工作中，僅僅更換作為上模的石膏模就需要1-1.5小時(shí)，所以每班在沖壓磚的過程中需停工的時(shí)間為10-15%。
此外，每班一般需要3個(gè)工人忙于準(zhǔn)備和制作新的石膏模以及用新的石膏模替換舊的報(bào)廢的石膏模。
所以，總的來說準(zhǔn)備和提供新的和完好的石膏模以及更換受損的石膏模不僅非常費(fèi)時(shí)和昂貴，而且用于更換報(bào)廢的模具和要裝新的模具所需的總停工時(shí)間以及所需的模具數(shù)量和噴出石膏模用過的水都是導(dǎo)致高成本的因素。其它的成本因素取決于購(gòu)買或不購(gòu)買大量的石膏。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于生產(chǎn)含水沖壓件例如用粘土、陶土或類似材料生產(chǎn)屋頂用磚瓦的模具，該模具具有高的耐磨性和耐久性。根據(jù)本發(fā)明，其中用于生產(chǎn)含水沖壓件，例如用粘土、陶土或類似材料制造瓦的模具是這樣得到的，即用微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料制成模具1上與受壓材料相接觸的層10，而用大孔發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥構(gòu)成層10下面的層11。用該模具在真空或非真空下沖壓泥釉或金屬涂層。本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下這些特征中，即，微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料的孔隙率在10 (10×10-10m)至30μm數(shù)量級(jí)。根據(jù)所用的沖壓材料，孔隙量在5-60%之間。微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層由金屬砂、莫來石、碳化硅、氮化硅或二氧化鋯等構(gòu)成。在層10的微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層由金剛、莫來石、碳化硅、氮化硅或二氧化鈷等添加物。由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的層10的表面是金屬化層。由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的層10的表面是氧化層。為了提高導(dǎo)電性而在微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料中加入金屬離子。層10的厚度為1.5毫米數(shù)量級(jí)。為了增加強(qiáng)度而在層10中設(shè)置了不銹鋼網(wǎng)。用不銹鋼網(wǎng)20加固呈條形或橋形相互平行延伸的且從層10向外突出的突起100。大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層11由碳化硅或金剛砂構(gòu)成，而且該層具有比微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層10的孔隙率大3至20倍的孔隙率。在由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層10演變的大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層或發(fā)泡水泥層11的區(qū)域中設(shè)有多個(gè)用于排出液體的管形通道110。在由大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥構(gòu)成的層11上設(shè)有帶中間支承橋112的空腔111。層11中的空腔截面為100mm2數(shù)量級(jí)而中間支承橋體(112)的厚度為4-15mm數(shù)量級(jí)。為了增加粘合力而在微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層10和大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層11之間設(shè)置了多孔連接層。
本發(fā)明模具的另一個(gè)實(shí)施例是，用于和受壓材料相接觸的層10的一個(gè)金屬板30，該金屬板由大量細(xì)小的孔300貫通，位于層10下面的層11由大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥構(gòu)成?？?00的直徑在10μm-400μm之間?？?00在金屬板30中呈錐形?？?00相對(duì)于金屬表面30a基本上垂直延伸?？?00在不同的區(qū)域中具有不同的分布密度和/或不同的直徑?？?00是用激光或電子輻射工藝加工的。
在本發(fā)明的模具中，與受壓材料相接觸的層是由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的，而在該層下面的一層是大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥。
在此，微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料的孔隙率為10
(10×10-10m)至30微米數(shù)量級(jí)而孔隙量根據(jù)受壓材料的不同為5-60%。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可以在微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料中摻入金剛砂、莫來石、碳化硅、氮化硅或二氧化鋯等添加物。此外，微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料由金剛砂、莫來石、碳化硅、氮化硅或二氧化鋯構(gòu)成。由于二氧化鋯是導(dǎo)電的，所以在二氧化鋯和微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料的混合物上很容易脫?；蛘咄ㄟ^直流電沖擊來極大地降低模具和受壓材料之間的粘著力。通過使微孔燒結(jié)或發(fā)泡材料層金屬化或氧化也能達(dá)到同樣的效果。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，為了提高導(dǎo)電性可以在微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料中加入金屬離子。
此外，燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層的厚度最好為0.1-2mm。為了增強(qiáng)微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料薄層的強(qiáng)度，而在該層中設(shè)置了不銹鋼網(wǎng)。特別是，這種由不銹鋼制成的鋼網(wǎng)在與已制成的磚瓦上的迷宮式密封體相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中設(shè)置在沿磚瓦縱向延伸的條形或橋形突起中，該突起從微孔陶瓷材料層向外伸出;由此，條形或橋式突起的間隔在微孔發(fā)泡材料層中逐漸減小。
由于微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料的高耐磨性，而使其在沖壓時(shí)比通常所用的石膏模具的損耗小，因此，根據(jù)生產(chǎn)瓦時(shí)所使用的材料，本發(fā)明模具的壽命可達(dá)半年至一年甚至更久。通過使用本發(fā)明的模具而取消了每天因卸下舊的石膏模和更換新的備用石膏模所需的1-1.65小時(shí)的被迫停工時(shí)間。因此不再需要從事制作、準(zhǔn)備和噴制新的石膏模的工人，并且還降低了用于購(gòu)置石膏的總成本。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例所述的模具，大孔燒結(jié)或發(fā)泡材料層最好由碳化硅或金剛砂構(gòu)成，而且為了使溶劑或水回流還設(shè)有孔隙，該孔隙比微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層的孔隙大3-20倍。此外，在本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例中，在從微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層延伸出的位于其下部的大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層延伸出的位于其下部的大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層或發(fā)泡水泥層的區(qū)域上最好設(shè)置用于排出水型液體的多個(gè)管形通道。
根據(jù)本發(fā)明模具的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在大孔陶瓷材料或發(fā)泡混凝土層中留有相互隔開的豎向空腔，其構(gòu)成中間支承橋。大孔發(fā)泡陶瓷材料層中的空腔截面為100mm2，而中間支承橋的厚度為4-5mm。
通過在大孔材料層中設(shè)置空腔結(jié)構(gòu)而節(jié)約了大量材料，同時(shí)大大縮短了加工材料壓出水型液體所需的距離和時(shí)間，從而在大孔發(fā)泡陶瓷材料層中多個(gè)空腔的上方得到較薄的層厚。到達(dá)空腔的液體可以通過橫向延伸的管形通道排出或者如迄今通用的通過負(fù)壓吸出。
此外，為了提高粘合力可以在微孔發(fā)泡陶瓷材料層和大孔發(fā)泡陶瓷材料層之間設(shè)置多孔連接層。
在優(yōu)選的方式中，本發(fā)明的模具也可以用于在真空或非真空條件下沖壓泥釉和金屬涂層。
根據(jù)本發(fā)明的變型實(shí)施例，在模具中與受壓材料相接觸的層是一個(gè)金屬板，該金屬板由大量微孔穿通，在金屬板的下面設(shè)置大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層或發(fā)泡水泥層。
金屬板中的孔相對(duì)于其下部的大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層或發(fā)泡水泥層呈錐形延伸，因此，從粘土中壓出的水可以很快到達(dá)位于下面的發(fā)泡水泥層或大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層。
在此，向大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層或發(fā)泡水泥層錐形伸延的孔相對(duì)于金屬板的表面基本上垂直延伸。如果需要的話，可以根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，使孔在不同的區(qū)域中具的不同的分布密度和/或不同的直徑。錐形延伸的孔可用例如激光或電輻射工藝進(jìn)行加工。
下面將對(duì)照附圖分別描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。其中

圖1是表示本發(fā)明模具有放大的且不接比例描繪的局部截面圖;
圖2是根據(jù)圖1的實(shí)施例，以同樣方式示意性的且不按比例表示另一個(gè)局部區(qū)域的截面圖;
圖3同樣是示意性的且不按比例表示本發(fā)明模具的一個(gè)變換實(shí)施例的局部截面圖。
圖1中示意性的和不按比例的描述了本發(fā)明所述模具1的第一實(shí)施例。圖1中的上層10由微孔燒結(jié)或發(fā)泡的陶瓷材料構(gòu)成，而在其下部的另一層11則由大孔燒結(jié)或發(fā)泡的陶瓷材料或發(fā)泡水泥構(gòu)成。在圖1中層11的下部區(qū)域中設(shè)有管形結(jié)構(gòu)的通道110，生產(chǎn)壓制瓦過程中產(chǎn)生的從粘土、陶土或類似材料中壓出的水型液體可以通過該通道110排出。
層10的厚度最好為1.5毫米。此外最好將層10和11全部染色，從而僅通過位于下部的層11提供的顏色就可以指示出由微孔燒結(jié)或發(fā)泡的陶瓷材料所構(gòu)成的層10。
圖2與圖1所示的不同點(diǎn)在于，在由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的層10的截面上部具有向外(在圖2中為向上)突出的凸起100，凸起100在所示平面中的垂直方向上為板條形或橋式相互平行延伸的凸起結(jié)構(gòu)，該凸起在母模中相當(dāng)于每片瓦側(cè)區(qū)上預(yù)設(shè)的迷宮式密封體。
為了提高由微孔發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的凸起100的抗斷性或基本上消除斷裂，而在凸起100的區(qū)域中設(shè)置了最好由不銹鋼制成的鋼網(wǎng)20，該鋼網(wǎng)在圖1和圖2所示的截面圖中僅用點(diǎn)來表示。如圖1所示，也可以用合適的方式將鋼網(wǎng)20設(shè)置在由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的整個(gè)層上。
如圖2所示，在由大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶材料或發(fā)泡水泥構(gòu)成的層11中設(shè)有空腔111，在空腔之間留有支承橋112?？涨?11具有100平方毫米數(shù)量級(jí)的橫截面，支承橋112之間的厚度最好是4-5毫米數(shù)量級(jí)。通過在層11中設(shè)置空腔111可以節(jié)省大量的材料，并且使層10中通常以水的形式出現(xiàn)的液體僅僅通過各空腔上方的薄層?？涨恢谐霈F(xiàn)的液體可以通過例如與圖1中的管形通道相當(dāng)?shù)耐ǖ琅懦?，或者采用例如至今在生產(chǎn)磚瓦時(shí)通用的方式，借助于低壓吸出。
圖3表示本發(fā)明的一個(gè)變型模具1'。該實(shí)例中，在由大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥構(gòu)成的層11的上方設(shè)有鋼板30，該鋼板由大量的孔300貫穿。在圖3中以截面形式描述的孔300相對(duì)于預(yù)先設(shè)置的由發(fā)泡水泥或大孔燒結(jié)或發(fā)泡的陶瓷材料構(gòu)成的層11呈錐狀延伸。在此，在各孔300中用點(diǎn)劃線表示其各自的中軸線。錐形孔的直徑為10微米至400微米。
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)含水壓制件，例如用粘土、陶土或類似材料制成的瓦的模具，其特征在于，模具(1)上與受壓材料相接觸的層(10)由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成，而位于層(10)下方的層(11)是大孔發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥。
2.如權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料的孔隙率在10
(10×10-10m)至30μm數(shù)量級(jí)。
3.如權(quán)利要求1和2所述的模具，其特征在于，根據(jù)所用的壓制材料，孔隙量在5-60%之間。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的模具，其特征在于，微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層(10)由金剛砂、莫來石、碳化硅、氮化硅或二氧化鋯構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的模具，其特征在于，在層(10)的微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料中摻入金剛砂、莫來石、碳化硅、氮化硅或二氧化鋯等添加物。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的模具，其特征在于，由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的層(10)的表面是金屬化層。
7.如權(quán)利要求1-5之一所述的模具，其特征在于，由微孔燒結(jié)或發(fā)泡材料構(gòu)成的層(10)的表面是氧化層。
8.如權(quán)利要求1-5之一所述的模具，其特征在于，為了提高導(dǎo)電性而在微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料中加入金屬離子。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的模具，其特征在于，由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的層(10)的厚度為1.5毫米數(shù)量級(jí)。
10.如上述權(quán)利要求之一所述的模具，其特征在于，為了增加強(qiáng)度而在由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的薄層(10)中設(shè)置了不銹鋼網(wǎng)。
11.如權(quán)利要求10所述的模具，其特征在于，用由不銹鋼制成的鋼網(wǎng)(20)加固特別是呈條形或橋形相互平行延伸的并且從由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成的層(10)向外突出的突起(100)。
12.如權(quán)利要求1-11之一所述的模具，其特征在于，大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層(11)由碳化硅或金剛砂構(gòu)成而且其具有比微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層(10)的孔隙率大3至20倍的孔隙率。
13.如上述權(quán)利要求之一所述的模具，其特征在于，在由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層(10)演變的大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層或發(fā)泡水泥層(11)的區(qū)域中設(shè)有多個(gè)用于排出液體的管形通道(110)。
14.如上述權(quán)利要求之一所述的模具，其特征在于，在由大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥構(gòu)成的層(11)上設(shè)有帶中間支承橋(112)的空腔(11)。
15.如果權(quán)利要求14所述的模具，其特征在于，層(111)中的空腔截面為100mm2數(shù)量級(jí)而中間支承橋(112)的厚度為4-5mm數(shù)量級(jí)。
16.如權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，為了增強(qiáng)粘合力而在微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層(10)和大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料層(11)之間設(shè)置了多孔連接層。
17.在真空或非真空下沖壓泥釉或金屬涂層時(shí)使用權(quán)利要求1-6的模具。
18.用于生產(chǎn)含水沖制件，例如用粘土、陶土或類似材料制成的瓦的模具，其特征在于，模具(1)上用于和受壓材料相接觸的層(10)是一個(gè)金屬板(30)，該金屬板由大量細(xì)小的孔(300)貫通，而且位于層(10)下面的層(11)是大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥。
19.如權(quán)利要求18所述的模具，其特征在于，孔(300)的直徑在10μm-400μm之間。
20.如權(quán)利要求18或19所述的模具，其特征在于，孔(300)在金屬板(30)中是錐形的。
21.如權(quán)利要求18-20之一所述的模具，其特征在于，孔(300)相對(duì)于金屬板表面(30a)基本上是垂直延伸的。
22.如權(quán)利要求18-21之一所述的模具，其特征在于，孔(300)在不同的區(qū)域中具有不同的分布密度和/或不同的直徑。
23.如權(quán)利要求18-22之一所述的模具，其特征在于，孔(300)是用激光或電子輻射工藝加工的。
全文摘要
一種用于生產(chǎn)含水壓制件，例如用粘土、陶土或類似材料制成的瓦的模具，其包括兩層，其中與受壓材料相接觸的層由微孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料構(gòu)成，而在該層下部所設(shè)的另一層是大孔燒結(jié)或發(fā)泡陶瓷材料或發(fā)泡水泥。由于使用了具有不同尺寸的孔的發(fā)泡陶瓷材料而獲得了所說的耐磨損和耐久性的模具，這種模具的壽命比目前在壓制瓦時(shí)所用的石膏模具高出許多倍。
文檔編號(hào)B28B7/36GK1088150SQ9311764
公開日1994年6月22日 申請(qǐng)日期1993年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月31日
發(fā)明者韋利·羅思 申請(qǐng)人:韋利·羅思