本發(fā)明涉及高溫成型模具領(lǐng)域，更準(zhǔn)確的說涉及一種電極帽高溫成型模具及方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)汽車相關(guān)焊接工藝的要求也日漸提高?，F(xiàn)有的汽車焊接工藝中電阻點(diǎn)焊工藝應(yīng)用廣泛，其具有操作快捷、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是白車身制造的主要焊接工藝，也是當(dāng)前汽車用高強(qiáng)鋼的主要焊接方法。在汽車制造過程中，白車身約有4000到5000個(gè)焊點(diǎn)，電極帽屬于點(diǎn)焊過程中的消耗部件，因此如何快捷高效地加工電極帽是當(dāng)今汽車生產(chǎn)領(lǐng)域一項(xiàng)十分重要的問題。目前電極帽的制造工藝主要包括冷擠壓成型和熱壓鑄成型兩種。其中冷擠壓成型技術(shù)在應(yīng)用中對(duì)模具要求比較高，并且需要大噸位的壓力機(jī)。冷擠壓時(shí)電極帽毛坯在模具中受三向壓應(yīng)力而使變形抗力顯著增大，這使得模具所受的應(yīng)力遠(yuǎn)比一般沖壓模大，冷擠壓模具的壽命遠(yuǎn)低于沖壓模。由于冷擠壓的模具成本高，一般只適用于大批量生產(chǎn)的零件，它適宜的最小批量是5～10萬件。經(jīng)過冷擠壓成型的電極帽殘余應(yīng)力較大，這會(huì)引起電極帽的變形和耐腐蝕性的降低。熱壓鑄成型在澆注時(shí)，金屬液對(duì)金屬型工作表面有劇烈的熱沖擊作用，使金屬型溫度迅速升高，強(qiáng)度降低。有時(shí)受金屬液侵蝕的表面會(huì)與鑄件粘合在一起，強(qiáng)力取出鑄件時(shí)會(huì)損壞金屬型工作表面。且金屬型無退讓性，取出鑄件時(shí)會(huì)與包住鑄件的金屬型產(chǎn)生較大的表面接觸摩擦，從而引起破壞。金屬型在預(yù)熱低，排氣不暢的情況下，金屬液中的微小氣泡在凝固過程中來不及排出就極易產(chǎn)生氣孔缺陷，這對(duì)致密度要求嚴(yán)格的導(dǎo)電電極帽來說無疑是致命的。以上兩種電極帽制造工藝只適合大批量生產(chǎn)，且模具成本較高，使用壽命也有待進(jìn)一步提高。綜上，現(xiàn)有的電極帽生產(chǎn)工藝受限于模具，無法實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)且安全系數(shù)較低，因此如何改進(jìn)模具是電極帽生產(chǎn)領(lǐng)域急需解決的一個(gè)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種電極帽高溫成型模具，所述電極帽高溫成型模具采用模塊化設(shè)計(jì)，且模塊可拓展，利用定位銷固定連接各個(gè)模塊，拆裝速度快，模塊均采用碳化硅材料，耐腐蝕，耐高溫，所述電極帽高溫成型模具適用于制造小批量電極帽，且制造出的電極帽使用性能好。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電極帽高溫成型方法，所述電極帽高溫成型方法基于所述電極帽高溫成型模具，先將所述電極帽高溫成型模塊組裝密封好后，向模具型腔中加入適量的銅合金粉末，再將盛有銅合金粉末的模具放入中頻箱式電阻爐中進(jìn)行加溫，待加熱到一定溫度銅合金粉末完全融化后，將型芯插入到融化的銅合金金屬液中，型芯端面與金屬液面持平后固定模具降溫凝固，最后，按順序拆卸模具模塊，取出成形的電極帽即可。制造工藝簡單，適用于小批量生產(chǎn)，一次成型。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種電極帽高溫成型模具，包括：

一第一模塊，所述第一模塊具有至少三個(gè)第一定位孔，且所述第一定位孔均勻分布于所述第一模塊；

一第二模塊，所述第二模塊設(shè)置于所述第一模塊上，所述第二模塊具有一凹坑和至少三個(gè)第二定位孔，所述凹坑位于所述第二模塊中部，所述第二定位孔環(huán)繞所述凹坑均勻分布，且所述第二定位孔與所述第一定位孔的位置相同且一一對(duì)應(yīng)；

一第三模塊，所述第三模塊設(shè)置于所述第二模塊上，所述第三模塊具有一第三通孔和至少三個(gè)第三定位孔，所述第三通孔位于所述第三模塊中部，所述第三定位孔環(huán)繞所述第三通孔均勻分布，且所述第三定位孔與所述第二定位孔的位置相同且一一對(duì)應(yīng)；

一第四模塊，所述第四模塊設(shè)置于所述第三模塊上，所述第四模塊具有一第四通孔和至少三個(gè)第四定位孔，所述第四通孔位于所述第四模塊中部，所述第四定位孔環(huán)繞所述第四通孔均勻分布，且所述第四定位孔與所述第三定位孔的位置相同且一一對(duì)應(yīng)；

至少三個(gè)定位銷釘，所述定位銷釘依次旋轉(zhuǎn)穿過所述第四定位孔，所述第三定位孔，所述第二定位孔以及所述第一定位孔對(duì)所述第四模塊，所述第三模塊，所述第二模塊以及所述第一模塊進(jìn)行限位固定。

一型腔，所述型腔由所述凹坑，所述第三通孔以及所述第四通孔共同組成；

一型芯，所述型芯在鑄造電極帽時(shí)插入所述型腔。

優(yōu)選地，所述第一模塊，所述第二模塊，所述第三模塊以及所述第四模塊采用碳化硅材料。

本發(fā)明還提供一種電極帽高溫成型方法，基于權(quán)利要求1或2的電極帽高溫成型模具，其特征在于，包括步驟：

組裝電極帽高溫成型模具；

使用電極帽高溫成型模具進(jìn)行電極帽冶煉成型；

拆卸電極帽高溫成型模具并取出電極帽。

優(yōu)選地，所述步驟(A)具體為：從下到上按照第一模塊，第二模塊，第三模塊，第四模塊的順序依次疊加排列，并將第一定位孔，第二定位孔，第三定位孔，第四定位孔一一對(duì)齊，之后將定位銷釘依次插入第一定位孔，第二定位孔，第三定位孔以及第四定位孔，對(duì)第一模塊，第二模塊，第三模塊以及第四模塊進(jìn)行固定限位。

優(yōu)選地，所述步驟(B)具體包括：

(B1)在電極帽高溫成型模具的型腔內(nèi)壁和型芯外壁上涂一層脫模碳粉；

(B2)在電極帽高溫成型模具的型腔內(nèi)加入銅合金粉末；

(B3)對(duì)電極帽高溫成型模具進(jìn)行升溫，待銅合金粉末完全熔化后保持溫度穩(wěn)定，將型芯放入金屬液中制造電極帽的內(nèi)腔，當(dāng)金屬液面與型芯上端面平齊時(shí)，對(duì)型芯進(jìn)行固定，之后降溫至室溫凝固成型。

優(yōu)選地，所述步驟(B1)具體為：采用點(diǎn)燃的蠟燭對(duì)模具腔壁和型芯進(jìn)行熏燎的方式在電極帽高溫成型模具的型腔內(nèi)壁和型芯外壁上涂一層脫模碳粉。

優(yōu)選地，所述步驟(B3)中采用中頻箱式電阻爐對(duì)所述電極帽高溫成型模具按照8℃/min的速率進(jìn)行緩慢升溫。

優(yōu)選地，所述步驟(C)具體包括：

(C1)將定位銷釘和型芯按順序取出電極帽高溫成型模具；

(C2)將第一模塊、第二模塊、第三模塊固定，旋轉(zhuǎn)第四模塊至脫模，并取出第四模塊；

(C3)將第一模塊和第二模塊固定，旋轉(zhuǎn)第三模塊至脫模，取出第三模塊；

(C4)將第一模塊固定，旋轉(zhuǎn)第二模塊至脫模，取出第二模塊；

(C5)取出電極帽。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的一種電極帽高溫成型模具即方法的優(yōu)點(diǎn)在于：模塊化模具便于拆裝，采用碳化硅材料使得模具更加耐腐蝕和耐高溫，使用所述電極帽高溫成型模具生產(chǎn)電極帽工藝簡單，一次成型，安全系數(shù)高，材料利用率高，生產(chǎn)的電極帽使用性能良好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

如圖1所示為本發(fā)明的一種電極帽高溫成型模具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示為本發(fā)明的一種電極帽高溫成型模具的側(cè)面剖視圖。

如圖3所示為本發(fā)明的一種電極帽高溫成型方法的流程圖。

如圖4所示為本發(fā)明的一種電極帽高溫成型方法步驟(B)的流程圖。

如圖5所述為本發(fā)明的一種電極帽高溫成型方法步驟(C)的流程圖

具體實(shí)施方式

如圖1所示為本發(fā)明的一種電極帽高溫成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖，所述電極帽高溫成型模具包括一第一模塊11，一第二模塊12，一第三模塊13，一第四模塊14以及三個(gè)定位銷釘20。所述第一模塊11為底座，且所述第一模塊11具有三個(gè)第一定位孔111，三個(gè)所述第一定位孔111均勻分布于所述第一模塊11。所述第二模塊12設(shè)置于所述第一模塊11上，所述第二模塊12具有一凹坑121，所述凹坑121位于所述第二模塊12中部，所述第二模塊12還具有三個(gè)第二定位孔122，三個(gè)所述第二定位孔122環(huán)繞所述凹坑121均勻分布，且三個(gè)所述第二定位孔122與三個(gè)所述第一定位孔111的位置一一對(duì)應(yīng)。所述第三模塊13設(shè)置于所述第二模塊12上，所述第三模塊13具有一第三通孔131，所述第三通孔131與所述凹坑12位置對(duì)應(yīng)，所述第三模塊13還具有三個(gè)第三定位孔132，三個(gè)所述第三定位孔132環(huán)繞所述第三通孔131均勻分布，且三個(gè)所述第三定位孔132與三個(gè)所述第二定位孔122的位置一一對(duì)應(yīng)。所述第四模塊14設(shè)置于所述第三模塊13上，所述第四模塊14具有一第四通孔141，所述第四通孔141與所述第三通孔131位置對(duì)應(yīng)，所述第四模塊14還具有三個(gè)第四定位孔142，三個(gè)所述第四定位孔142環(huán)繞所述第四通孔141均勻分布，且三個(gè)所述第四定位孔142與三個(gè)所述第三定位孔132的位置一一對(duì)應(yīng)。所述定位銷釘20依次旋轉(zhuǎn)穿過所述第四定位孔142，所述第三定位孔132，所述第二定位孔122以及所述第一定位孔111，通過三個(gè)所述定位銷釘20固定所述第四模塊14，所述第三模塊13，所述第二模塊12以及所述第一模塊11。所述定位銷釘20完全旋入定位孔的狀態(tài)下，所述定位銷釘20的頂端高于所述第四模塊14的頂面，便于旋出所述定位銷釘20。所述電極帽高溫成型模具中各模塊的通孔或凹坑形狀可以根據(jù)需要制造的電極帽進(jìn)行調(diào)整，模塊化設(shè)計(jì)便于拆裝，尤其是在鑄造過程后便于鑄件的取出。所述電極帽高溫成型模具可以根據(jù)所需制造電極帽的長度增加或減少模塊數(shù)量。

值得注意的是，所述電極帽高溫成型模具的所述第一模塊11，第二模塊12，第三模塊13以及第四模塊14均采用碳化硅材料制成。碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、抗沖擊、耐磨性能好，用以制成的高級(jí)耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強(qiáng)度高，節(jié)能效果好。因其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度(約2700℃)，碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達(dá)到的壓力下，它都不會(huì)熔化，且具有相當(dāng)?shù)偷幕瘜W(xué)活性。所述電極帽高溫成型模具的各模塊采用碳化硅材料制成，能夠有效地提高模具的性能，適用于高溫高腐蝕的環(huán)境。

如圖2所示為所述電極帽高溫成型模具的側(cè)面剖視圖。所述電極帽高溫成型模具具有一型腔40，所述型腔40由所述凹坑12，所述第三通孔131以及所述第四通孔141共同組成。所述電極帽高溫成型模具還包括一型芯30，所述型芯30在使用時(shí)插入由各模組組合形成的所述型腔40中，以制造電極帽的內(nèi)腔。所述型芯30的形狀依據(jù)所需制造的電極帽的內(nèi)腔形狀進(jìn)行選擇。

如圖3所示為本發(fā)明的一種電極帽高溫成型方法的流程圖，所述電極帽高溫成型方法基于所述電極帽高溫成型模具，包括如下步驟：

(A)組裝電極帽高溫成型模具；

(B)使用電極帽高溫成型模具進(jìn)行電極帽冶煉成型；

(C)拆卸電極帽高溫成型模具并取出電極帽。

上述步驟(A)具體為：從下到上按照所述第一模塊11，所述第二模塊12，所述第三模塊13，所述第四模塊14的順序依次疊加排列，并將所述第一定位孔111，所述第二定位孔122，所述第三定位孔132，所述第四定位孔142一一對(duì)齊，之后將所述定位銷釘20依次插入所述第一定位孔111，所述第二定位孔122，所述第三定位孔132以及所述第四定位孔142，對(duì)所述第一模塊11，所述第二模塊12，所述第三模塊13以及所述第四模塊14進(jìn)行固定限位。

上述步驟(B)具體包括步驟：

(B1)在電極帽高溫成型模具的型腔內(nèi)壁和型芯外壁上涂一層脫模碳粉；

(B2)在電極帽高溫成型模具的型腔內(nèi)加入銅合金粉末；

(B3)對(duì)電極帽高溫成型模具進(jìn)行升溫，待銅合金粉末完全熔化后保持溫度穩(wěn)定，將型芯放入金屬液中制造電極帽的內(nèi)腔，當(dāng)金屬液面與型芯上端面平齊時(shí)，對(duì)型芯進(jìn)行固定，之后降溫至室溫凝固成型。

上述步驟(B1)中所述型腔40外壁和所述型芯3的外壁上的脫模碳粉層采用點(diǎn)燃的蠟燭對(duì)模具腔壁和型芯進(jìn)行熏燎的方式，使未充分燃燒的碳均勻地敷貼在上面，以形成一層碳粉膜，來防止金屬液與碳化硅模具發(fā)生粘連。上述步驟(B3)中采用中頻箱式電阻爐對(duì)所述電極帽高溫成型模具按照8℃/min的速率進(jìn)行緩慢升溫，并在后期按照8℃/min的速率進(jìn)行緩慢降溫至室溫凝固成型。

上述步驟(C)具體為：

(C1)將定位銷釘和型芯按順序取出電極帽高溫成型模具；

(C2)將第一模塊、第二模塊、第三模塊固定，旋轉(zhuǎn)第四模塊至脫模，并取出第四模塊；

(C3)將第一模塊和第二模塊固定，旋轉(zhuǎn)第三模塊至脫模，取出第三模塊；

(C4)將第一模塊固定，旋轉(zhuǎn)第二模塊至脫模，取出第二模塊；

(C5)取出電極帽。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。