專利名稱：一種制作滾塑成型模具的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于模具制造領(lǐng)域，具體涉及一種制作滾塑成型模具的方法。
背景技術(shù)：
滾塑成型又稱旋塑、旋轉(zhuǎn)成型、旋轉(zhuǎn)鑄塑、回轉(zhuǎn)成型等,英文表達(dá)為“Rotational Moulding ”。滾塑成型工藝是先將塑料原料加入模具中，然后加熱模具并使之沿相互垂直的兩根軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，模內(nèi)的塑料原料在重力和熱能的作用下，逐漸均勻地涂布、熔融粘附于模腔的整個(gè)表面上，成型為所需要的形狀，再經(jīng)冷卻定型而成制品。模具是滾塑成型中不可缺少的重要裝備。在滾塑工業(yè)中，模具的制作有三種常用方法鋼板焊接、鋁合金鑄造和電鍍成型。滾塑成型對(duì)模具材質(zhì)強(qiáng)度要求不高，但必須具有良好的熱傳導(dǎo)性，并能抵擋頻繁加熱與冷卻過程中的應(yīng)力交替。一般較大型的模具采用鋼板，其厚度為2 — 4mm，模具內(nèi)壁要拋光；用于熱液體傳導(dǎo)加熱的模具，壁較厚些，一般為7. 9 12. 7mm，以保證傳熱均勻，不發(fā)生熱點(diǎn)；而熱風(fēng)循環(huán)加熱的模具，壁較薄些，一般為5 7mm?？焖僦颇＜夹g(shù)即運(yùn)用快速造型技術(shù)RPM (Rapid Prototyping Moulding)制得的原型直接或間接地加工各種金屬模具的方法，是集CAD / CAM、化工、材料和精密機(jī)械等最新成就于一身的高新技術(shù)。目前發(fā)展比較成熟的快速造型方法有激光造型法SLA、薄板層積法L0M、熔絲沉積法FDM和選擇性激光燒結(jié)法SLS等。金屬噴涂是以兩根分別接電源正負(fù)極的金屬絲作為自耗性電極，利用其端部產(chǎn)生的電弧將自身融化，處理電弧點(diǎn)正后方的噴嘴射出高速、高壓空氣使融化的金屬脫離且霧化成微粒，最后以極高速度撞擊基體表面，扁平化，從而形成光滑、致密、低氣孔率的高質(zhì)量金屬涂層。金屬噴涂制模法是將快速制模技術(shù)與熱噴涂快速凝固等方法結(jié)合的間接制模法， 其工藝就是將熔融或半溶融的金屬顆粒噴射到通過快速造型方法制造的原型上，生成金屬薄層，然后補(bǔ)強(qiáng)背襯并除去原型后得到模具產(chǎn)品。金屬噴涂的特征是工件尺寸無(wú)上限，基體受熱一般不超過200°，金屬薄層與基體間的附著力可達(dá)7兆帕，噴涂后的表面粗糙度可降到TPal. 25微米，加工后可到TPaO. 16 0. 04微米。但電弧法噴出的涂層表面較差，經(jīng)加工后可達(dá)到一般精密工件的水平。金屬噴涂制模法由于其制模法是以樣模為標(biāo)準(zhǔn)，模具型腔尺寸及精度完全取決于樣模的型腔表面，故制模速度快，制造周期短，模具壽命長(zhǎng)，成本低，目前未見這種方法被應(yīng)用于制造滾塑模具方面的詳細(xì)報(bào)道，尤其是霧化噴射法制造滾塑模具方面的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
就是針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種制作周期短、加工精度高、模具壽命長(zhǎng)的制作滾塑成型模具的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，包括以下步驟(I)母模的原型制作采用公知技術(shù)母模的樹脂原型，母模殼體按照原型的體積決定，體積大的壁厚，體積小的壁?。?br> (2 )母模模腔內(nèi)填充加固材料內(nèi)部填充物為石英砂與石蠟的混合物,按其重量百分比是石英砂40%,石臘60% ；；
(3)母模外噴涂錫合金層或鎂合金層，并打磨在母模外金屬噴涂涂錫合金層或鎂合金層，并打磨拋光到似鏡面的光潔度；
(4)錫合金層外化學(xué)鍍鎳拋光后的母模透過酸洗并去除表面油脂，在56°C、3V電壓及 O. 35A/dm2電流密度條件下預(yù)電鍍3分鐘，之后再在45°C、pH值為7. 5的鍍鎳鍍液中攪拌反應(yīng)10 50分鐘，完成后在75 °C條件下烘烤45分鐘；
(5)噴、涂、刷第一連接層第一連接層的各組分按重量組分為聚酰胺類I份、乙酸乙酯O 50份、金屬粉O 50份，其余為水，采用噴涂或涂刷方式，此連接層厚度為O. 01 2mm ；
(6)第一連接層外金屬噴涂鋅鋁合金或銅鋅合金層金屬噴漆時(shí)的壓縮空氣的壓力是
O.7MPa，壓縮空氣消耗量為I. 9m2/min,控制送絲速度為2. 5m/min,電源電壓380V，額定電流200A，金屬噴槍移動(dòng)速度與噴涂距離分別為O. 2 lm/s，155 180mm ；
(7)鋅鋁合金或銅鋅合金層外噴涂第二連接層第二連接層的各組分按重量比例為 SiC200 350份，鉻鐵礦石O 350份，粘土粉50 150份，碳黑O 100份，鈦白粉 5 15份，鋅鋇白5 15份，鋅粉5 15份，AL2O3 O 100份，有機(jī)膠150 550份， 均為350目以下的固態(tài)組分顆粒，水為余量，本涂料的涂覆方式可以采用涂刷、浸泡、輥涂或噴涂方式，此連接層厚度為O. 05 5mm;
(8)去除母模內(nèi)填充物通過烘烤程序使石蠟填充物熔化后去除；
(9)去除母模和鋅合金層或鎂合金層采用化學(xué)反應(yīng)方式，去除母模和殘留的鋅合金層或鎂合金層；
(10)后續(xù)處理工序在烷基苯磺酸鈉類表面活性劑溶液中冷卻處理或直接調(diào)試后投入生產(chǎn)中。優(yōu)選地，第一連接層的各組分按重量組分為聚酰胺類I份、乙酸乙酯30份、金屬粉50份，其余為水，采用噴涂或涂刷方式，此連接層厚度為O. 05mm ；
優(yōu)選地，第二連接層的各組分按重量比例為SiC350份，鉻鐵礦石50份，粘土粉50 份，碳黑50份，鈦白粉5份，鋅鋇白5份，鋅粉5份，AL20350份，有機(jī)膠300份，均為 350目以下的固態(tài)組分顆粒，水為余量，本涂料的涂覆方式可以采用涂刷、浸泡、輥涂或噴涂方式，此連接層厚度為2 5mm。本發(fā)明的有益效果
金屬噴涂是以兩根分別接電源正負(fù)極的金屬絲作為自耗性電極，利用其端部產(chǎn)生的電弧將自身融化，處理電弧點(diǎn)正后方的噴嘴射出高速、高壓空氣使融化的金屬脫離且霧化成微粒，最后以極高速度撞擊基體表面，扁平化，從而形成光滑、致密、低氣孔率的高質(zhì)量金屬涂層。金屬噴涂制模法由于其制模法是以樣模為標(biāo)準(zhǔn)，模具型腔尺寸及精度完全取決于樣模的型腔表面，故制模速度快，制造周期短，模具壽命長(zhǎng)，成本低。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括以下步驟(I)母模的原型制作采用公知技術(shù)母模的樹脂原型，母模殼體按照原型的體積決定，體積大的壁厚，體積小的壁??；
(2 )母模模腔內(nèi)填充加固材料內(nèi)部填充物為石英砂與石蠟的混合物,按其重量百分比是石英砂40%,石臘60% ；；
(3)母模外噴涂錫合金層或鎂合金層，并打磨在母模外金屬噴涂涂錫合金層或鎂合金層，并打磨拋光到似鏡面的光潔度；
(4)錫合金層外化學(xué)鍍鎳拋光后的母模透過酸洗并去除表面油脂，在56°C、3V電壓及
O.35A/dm2電流密度條件下預(yù)電鍍3分鐘，之后再在45°C、pH值為7. 5的鍍鎳鍍液中攪拌反應(yīng)10 50分鐘，完成后在75 °C條件下烘烤45分鐘；
(5)噴、涂、刷第一連接層第一連接層的各組分按重量組分為聚酰胺類I份、乙酸乙酯O 50份、金屬粉O 50份，其余為水，采用噴涂或涂刷方式，此連接層厚度為O. 01 2mm ；
(6)第一連接層外金屬噴涂鋅鋁合金或銅鋅合金層金屬噴漆時(shí)的壓縮空氣的壓力是 O. 7MPa，壓縮空氣消耗量為I. 9m2/min,控制送絲速度為2. 5m/min,電源電壓380V，額定電流200A，金屬噴槍移動(dòng)速度與噴涂距離分別為O. 2 lm/s，155 180mm ；
(7)鋅鋁合金或銅鋅合金層外噴涂第二連接層第二連接層的各組分按重量比例為 SiC200 350份，鉻鐵礦石O 350份，粘土粉50 150份，碳黑O 100份，鈦白粉 5 15份，鋅鋇白5 15份，鋅粉5 15份，AL2O3 O 100份，有機(jī)膠150 550份， 均為350目以下的固態(tài)組分顆粒，水為余量，本涂料的涂覆方式可以采用涂刷、浸泡、輥涂或噴涂方式，此連接層厚度為O. 05 5mm;
(8)去除母模內(nèi)填充物通過烘烤程序使石蠟填充物熔化后去除；
(9)去除母模和鋅合金層或鎂合金層采用化學(xué)反應(yīng)方式，去除母模和殘留的鋅合金層或鎂合金層；
(10)后續(xù)處理工序在烷基苯磺酸鈉類表面活性劑溶液中冷卻處理或直接調(diào)試后投入生產(chǎn)中。進(jìn)一步的優(yōu)化實(shí)施例是所述的第一連接層的各組分按重量組分為聚酰胺類I 份、乙酸乙酯30份、金屬粉50份，其余為水，采用噴涂或涂刷方式，此連接層厚度為O. 05mm ； 此連接層可增強(qiáng)鍍鎳層與鋅鋁合金層或銅鋅合金層之間的連接力度，使其不會(huì)出現(xiàn)鍍鎳層斷裂暴露鋅鋁合金層或銅鋅合金層，從而提高模具的抗力，延長(zhǎng)模具的使用壽命。另外，鍍鎳層也可保證模腔內(nèi)的抗輻射性能和抗氧化性能，從而保證模具生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。進(jìn)一步的優(yōu)化實(shí)施例是第二連接層的各組分按重量比例為SiC350份，鉻鐵礦石50份，粘土粉50份，碳黑50份，鈦白粉5份，鋅鋇白5份，鋅粉5份，AL20350份， 有機(jī)膠300份，均為350目以下的固態(tài)組分顆粒，水為余量，本涂料的涂覆方式可以采用涂刷、浸泡、輥涂或噴涂方式，此連接層厚度為2 5mm ;此連接層可增強(qiáng)模具的熱傳導(dǎo)性能和強(qiáng)度，可使模具快速均勻受熱及快速傳導(dǎo)受熱，提高模具生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種制作滾塑成型模具的方法，其特征在于包括以下步驟(I)母模的原型制作采用公知技術(shù)母模的樹脂原型，母模殼體按照原型的體積決定，體積大的壁厚，體積小的壁薄；(2 )母模模腔內(nèi)填充加固材料內(nèi)部填充物為石英砂與石蠟的混合物,按其重量百分比是石英砂40%,石臘60% ；；母模外噴涂錫合金層或鎂合金層，并打磨在母模外金屬噴涂涂錫合金層或鎂合金層， 并打磨拋光到似鏡面的光潔度；錫合金層外化學(xué)鍍鎳拋光后的母模透過酸洗并去除表面油脂，在56°C、3V電壓及O.35A/dm2電流密度條件下預(yù)電鍍3分鐘，之后再在45°C、pH值為7. 5的鍍鎳鍍液中攪拌反應(yīng)10 50分鐘，完成后在75 °C條件下烘烤45分鐘；噴、涂、刷第一連接層第一連接層的各組分按重量組分為聚酰胺類I份、乙酸乙酯 O 50份、金屬粉O 50份，其余為水，采用噴涂或涂刷方式，此連接層厚度為O. 01 2mm ;第一連接層外金屬噴涂鋅鋁合金或銅鋅合金層金屬噴漆時(shí)的壓縮空氣的壓力是O.7MPa，壓縮空氣消耗量為I. 9m2/min,控制送絲速度為2. 5m/min,電源電壓380V，額定電流200A，金屬噴槍移動(dòng)速度與噴涂距離分別為O. 2 lm/s，155 180mm ；(7)鋅鋁合金或銅鋅合金層外噴涂第二連接層第二連接層的各組分按重量比例為 SiC200 350份，鉻鐵礦石O 350份，粘土粉50 150份，碳黑O 100份，鈦白粉 5 15份，鋅鋇白5 15份，鋅粉5 15份，AL2O3 O 100份，有機(jī)膠150 550份， 均為350目以下的固態(tài)組分顆粒，水為余量，本涂料的涂覆方式可以采用涂刷、浸泡、輥涂或噴涂方式，此連接層厚度為O. 05 5mm;去除母模內(nèi)填充物通過烘烤程序使石蠟填充物熔化后去除；去除母模和鋅合金層或鎂合金層采用化學(xué)反應(yīng)方式，去除母模和殘留的鋅合金層或鎂合金層；后續(xù)處理工序在烷基苯磺酸鈉類表面活性劑溶液中冷卻處理或直接調(diào)試后投入生產(chǎn)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于第一連接層的各組分按重量組分為聚酰胺類I份、乙酸乙酯30份、金屬粉50份，其余為水，采用噴涂或涂刷方式，此連接層厚度為O.05mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于第二連接層的各組分按重量比例為 SiC350份，鉻鐵礦石50份，粘土粉50份，碳黑50份，鈦白粉5份，鋅鋇白5份，鋅粉 5份，AL20350份，有機(jī)膠300份，均為350目以下的固態(tài)組分顆粒，水為余量，本涂料的涂覆方式可以采用涂刷、浸泡、輥涂或噴涂方式，此連接層厚度為2 5mm。
全文摘要
一種制作滾塑成型模具的方法屬于模具制造領(lǐng)域，具體涉及一種制作滾塑成型模具的方法。本發(fā)明提供一種制作周期短、加工精度高、模具壽命長(zhǎng)的制作滾塑成型模具的方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，包括以下步驟母模的原型制作；母模模腔內(nèi)填充加固材料；母模外噴涂錫合金層或鎂合金層，并打磨；錫合金層外化學(xué)鍍鎳；噴、涂、刷第一連接層；第一連接層外金屬噴涂鋅鋁合金或銅鋅合金層；鋅鋁合金或銅鋅合金層外噴涂第二連接層；去除母模內(nèi)填充物；去除母模和鋅合金層或鎂合金層；后續(xù)處理工序故制模速度快，制造周期短，模具壽命長(zhǎng)，成本低。
文檔編號(hào)B29C33/38GK102581992SQ20121005002
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者王振芳 申請(qǐng)人:常熟市方園紡織器材廠