一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法与流程

1.本发明涉及模具制备技术领域，具体涉及一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法。


背景技术：

2.模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具,模具，简单地说，就是用来成型产品或零件的工具,目前，许多的电子产品、汽车等的零件都是通过模具生产出来的，模具作为机械加工领域的重要元素，由于其在生产加工成本方面的优势，已经日益成为产品、零件加工生产的首选，工作时，需要将熔融的金属液以高压高速的方式注入模具的型腔内，这将不可避免地对模具型腔的表面进行激烈的冲击和冲刷，时间一长就会使模具受到腐蚀和磨损，所以对模具成型表面的质量要求比较高，模具铸造是铸造工装的一部分，是使铸件成型，获得所需铸件的必要装备。
3.现有的模具在制备的过程中存在污染较大、能耗较高的问题，加工余量大，模具硬度低，模面质量差，传统金属模具一旦成型，难以再设计变更，模具表面常有麻点、焊疤、橘皮纹和砂眼等缺陷，所制备的模具性能差且表面粗糙，例如申请号为cn201510219538.6公开的一种快速精密模具制备方法，该专利中没有采用金属基高分子复合材料来进行模具的制备，导致模具铸件表面聚脏，造成铸件粗糙不雅观，有大面积聚瘤状脏物或大片深浅不一的碳黑类似涂料脱落的聚集物，较浅的尚可加工掉，而较深的难以去除，影响到模具的质量而导致铸件报废。
4.因此，发明一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，以解决技术中在使用中存在污染较大、能耗较高的问题，加工余量大，模具硬度低，模面质量差，传统金属模具一旦成型，难以再设计变更，模具表面常有麻点、焊疤、橘皮纹和砂眼等缺陷，模具铸件表面聚脏，造成铸件粗糙不雅观，有大面积聚瘤状脏物或大片深浅不一的碳黑类似涂料脱落的聚集物，较浅的尚可加工掉，而较深的难以去除，影响到模具的质量而导致铸件报废的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，包括底板、底模、顶板和顶模，所述底板的上方四个拐角处固定安装有支撑柱，所述底板的上方中心处固定安装有底模，所述支撑柱的上方安装有顶板，所述顶板的下方中心位置处固定安装有顶模，所述顶模的下方固定安装有凸模，所述凸模与底模的接触位置处开设有凹模。
7.优选的，包括以下步骤：
8.步骤一：将环氧树脂中添加碳、钛、石墨烯、铁、碳化钨等20余种材料在搅拌器内进行混合搅拌，得到复合粉。
9.步骤二：将酚醛树脂倾倒于反应釜内部，使用喷粉装置，将步骤一中制备的复合粉均匀的喷至反应釜内部，同时保存反应釜内搅拌器持续工作30-60min，得到胶状复合物。
10.步骤三：将搅拌均匀的胶状复合物通过脱泡装置进行脱泡，获得流体状的金属基高分子复合材料。
11.步骤四：将流体状的金属基高分子复合材料注入模具内部进行热塑成型，得到金属基高分子复合材料的模具。
12.优选的，所述步骤一中铁包括氧化铁粉、电解铁粉和还原铁粉。
13.优选的，所述步骤二中的酚醛树脂为酚醛树脂胶水。
14.优选的，所述反应釜内温度升温至90～100摄氏度，加热过程中需进行分散搅拌，所述分散搅拌速度为300～500r/min。
15.优选的，所述底板与顶板呈矩形结构设计，所述底板与顶板之间相互平行。
16.优选的，所述支撑柱设置有4个，所述支撑柱与顶板的接触位置处开设有孔槽，所述支撑柱与孔槽之间呈一一对应。
17.优选的，所述凸模与凹模之间相配合，所述凸模的中心线与凹模的中心线相互重合。
18.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
19.本发明通过加入碳、钛、石墨烯、铁、碳化钨等20余种材料，相比于常规金属基高分子复合材料中金属的含量约为40％，本金属基高分子复合材料中金属的含量可达到87％，完美地解决了因受制于金属的比重偏析，添加的金属量偏低，而导致力学性能提高不足的问题，以此提高了金属基高分子复合材料制备模具整体放入硬度与强度，增强了整体的耐磨性加强，自身磨损率低，工作寿命长的优点；
20.本发明采用高性能金属基高分子复合材料制备的模具模面硬度高，可达到hrc≥45(邵氏d90-96)，表面细腻光洁、无缺陷，模具精准度高，生产周期短；
21.本发明采用高性能金属基高分子复合材料制备的模具可对模具进行大幅度修改，拥有专门对应设计变更用的快速修补材料基设计变更工艺，成本较低，效率高，可广泛应用于各类零配件、汽车、军工、航空航天等领域。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的底模与顶模爆炸立体结构示意图；
24.图3为本发明的凸模立体结构示意图；
25.图4为本发明的模具制备方法流程结构示意图。
26.附图标记说明：
27.1、底板；2、支撑柱；3、底模；4、顶板；5、孔槽；6、顶模；7、凸模；8、凹模。
具体实施方式
28.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发
明作进一步的详细介绍。
29.本发明提供了如图1-4所示的一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，包括底板1、底模3、顶板4和顶模6，底板1的上方四个拐角处固定安装有支撑柱2，底板1的上方中心处固定安装有底模3，支撑柱2的上方安装有顶板4，顶板4的下方中心位置处固定安装有顶模6，顶模6的下方固定安装有凸模7，凸模7与底模3的接触位置处开设有凹模8。
30.包括以下步骤：
31.步骤一：将环氧树脂中添加碳、钛、石墨烯、铁、碳化钨等20余种材料在搅拌器内进行混合搅拌，得到复合粉。
32.步骤二：将酚醛树脂倾倒于反应釜内部，使用喷粉装置，将步骤一中制备的复合粉均匀的喷至反应釜内部，同时保存反应釜内搅拌器持续工作30-60min，得到胶状复合物。
33.步骤三：将搅拌均匀的胶状复合物通过脱泡装置进行脱泡，获得流体状的金属基高分子复合材料。
34.步骤四：将流体状的金属基高分子复合材料注入模具内部进行热塑成型，得到金属基高分子复合材料的模具。
35.步骤一中铁包括氧化铁粉、电解铁粉和还原铁粉。
36.步骤二中的酚醛树脂为酚醛树脂胶水。
37.反应釜内温度升温至90～100摄氏度，加热过程中需进行分散搅拌，分散搅拌速度为300～500r/min。
38.底板1与顶板4呈矩形结构设计，底板1与顶板4之间相互平行，支撑柱2设置有4个，支撑柱2与顶板4的接触位置处开设有孔槽5，支撑柱2与孔槽5之间呈一一对应，凸模7与凹模8之间相配合，凸模7的中心线与凹模8的中心线相互重合。
39.本发明工作原理：
40.参照说明书附图1-4，在使用本装置时，首先将环氧树脂中添加碳、钛、石墨烯、铁、碳化钨等20余种材料在搅拌器内进行混合搅拌，得到复合粉，再将酚醛树脂倾倒于反应釜内部，使用喷粉装置，然后将步骤一中制备的复合粉均匀的喷至反应釜内部，同时保存反应釜内搅拌器持续工作30-60min，得到胶状复合物，并将搅拌均匀的胶状复合物通过脱泡装置进行脱泡，获得流体状的金属基高分子复合材料，最后将流体状的金属基高分子复合材料注入模具内部进行热塑成型，得到金属基高分子复合材料制备的模具；
41.参照说明书附图1-4，在使用本装置时，当得到金属基高分子复合材料的模具后，便可将支撑柱2与孔槽5对应组装，以此形成金属基高分子复合材料制备的模具，然后将需要制作的汽车零件放置在凹模8处，并通过液压设备来驱动顶模6向下下降运动，使得顶模6上的凸模7与凹模8进行合模，以此来铸造工件的形成。

技术特征：
1.一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，包括底板(1)、底模(3)、顶板(4)和顶模(6)，其特征在于：所述底板(1)的上方四个拐角处固定安装有支撑柱(2)，所述底板(1)的上方中心处固定安装有底模(3)，所述支撑柱(2)的上方安装有顶板(4)，所述顶板(4)的下方中心位置处固定安装有顶模(6)，所述顶模(6)的下方固定安装有凸模(7)，所述凸模(7)与底模(3)的接触位置处开设有凹模(8)。2.根据权利要求1所述的一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，其特征在于：所述金属基高分子复合材料的制备，包括以下步骤：步骤一：将环氧树脂中添加碳、钛、石墨烯、铁、碳化钨等20余种材料在搅拌器内进行混合搅拌，得到复合粉。步骤二：将酚醛树脂倾倒于反应釜内部，使用喷粉装置，将步骤一中制备的复合粉均匀的喷至反应釜内部，同时保存反应釜内搅拌器持续工作30-60min，得到胶状复合物。步骤三：将搅拌均匀的胶状复合物通过脱泡装置进行脱泡，获得流体状的金属基高分子复合材料。步骤四：将流体状的金属基高分子复合材料注入模具内部进行热塑成型，得到金属基高分子复合材料的模具。3.根据权利要求2所述的一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，其特征在于：所述步骤一中铁包括氧化铁粉、电解铁粉和还原铁粉。4.根据权利要求2所述的一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，其特征在于：所述步骤二中的酚醛树脂为酚醛树脂胶水。5.根据权利要求2所述的一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，其特征在于：所述反应釜内温度升温至90～100摄氏度，加热过程中需进行分散搅拌，所述分散搅拌速度为300～500r/min。6.根据权利要求1所述的一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，其特征在于：所述底板(1)与顶板(4)呈矩形结构设计，所述底板(1)与顶板(4)之间相互平行。7.根据权利要求1所述的一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，其特征在于：所述支撑柱(2)设置有4个，所述支撑柱(2)与顶板(4)的接触位置处开设有孔槽(5)，所述支撑柱(2)与孔槽(5)之间呈一一对应。8.根据权利要求1所述的一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，其特征在于：所述凸模(7)与凹模(8)之间相配合，所述凸模(7)的中心线与凹模(8)的中心线相互重合。

技术总结
本发明公开了一种金属基高分子复合材料制备的模具及其制备方法，包括底板、底模、顶板和顶模，所述底板的上方四个拐角处固定安装有支撑柱，所述底板的上方中心处固定安装有底模，所述顶模的下方固定安装有凸模，所述凸模与底模的接触位置处开设有凹模。本发明通过加入碳、钛、石墨烯、铁、碳化钨等20余种材料，相比于常规金属基高分子复合材料中金属的含量约为40％，本金属基高分子复合材料中金属的含量可达到87％，完美地解决了因受制于金属的比重偏析，添加的金属量偏低，而导致力学性能提高不足的问题，以此提高了金属基高分子复合材料制备模具整体放入硬度与强度，增强了整体的耐磨性加强，自身磨损率低，工作寿命长的优点。工作寿命长的优点。工作寿命长的优点。


技术研发人员：董万鹏
受保护的技术使用者：苏州新之铸材料科技有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/9/9