一种复合材料模具及其制备方法 |
|||||||
申请号 | CN201710161582.5 | 申请日 | 2017-03-17 | 公开(公告)号 | CN106834903A | 公开(公告)日 | 2017-06-13 |
申请人 | 南通多邦机械有限公司; | 发明人 | 羌晓曜; | ||||
摘要 | 本 发明 公开一种 复合材料 模具,由 石墨 和 铸 铁 构成,其中石墨为模芯材料, 铸铁 为模框材料,石墨与铸铁的重量比为4:1‑2:1。该石墨‑铸铁复合材料模具,模具没有 相变 ,尺寸精准,出模方便不粘模。而且石墨比较软切削容易,制作模具的速度大大提高。 | ||||||
权利要求 | 1.一种复合材料模具,其特征在于,由石墨和铸铁构成,所述石墨为模芯材料,所述铸铁为模框材料,所述石墨与铸铁的质量比为4:1-2:1。 |
||||||
说明书全文 | 一种复合材料模具及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及模具的技术领域,特别涉及一种复合材料模具及其制备方法。 背景技术[0002] 目前常规用的模具材料是铬镐铜或是灰铁材料,使用铜的材料,因铜的热传导效率高,模具的温度能有效控制使用寿命长可以达到2万模次,但价格非常昂贵。灰铁材料价格便宜,但寿命短,易产生热疲劳,型腔多次使用很快有龟裂的现象,一般寿命在1000-2000次。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种复合材料模具及其制备方法,解决上述现有技术问题中的一个或者多个。 [0004] 本发明提供的一种复合材料模具,由石墨和铸铁构成,石墨为模芯材料,铸铁为模框材料,石墨与铸铁的质量比为4:1-2:1。石墨(graphite)是一种结晶形碳,硬度1.5,熔点3652℃,沸点4827℃,质软,有滑腻感,可导电,化学性质不活泼,耐腐蚀,与酸、碱等不易反应,导热率129W/M-K是铸铁的3倍。因此,用石墨材料做模芯,能耐高温,耐腐蚀,当铁水注入模具后能够快速传导热量,而且石墨是非金属,和金属不浸润,形成天然的脱模作用,模具的寿命大大增加。铸铁作为模框材料,主要用于合模时增加模具强度。石墨与铸铁的重量比为大量实验总结出的最佳比例,使得其在增加了模具强度的同时,最大限度的发挥石墨在模具中的作用。 [0005] 在一些实施方式中,铸铁的成分以质量比计包括碳2.7%-4.0%,硅1.0-3.0%,磷小于0.1%,硫小于0.025%,其余为铁。本技术方案为优选的铸铁材料,其与石墨材料能更好的复合,不容易脱落。 [0006] 在一些实施方式中,石墨为粉末状,其颗粒大小为5-500微米。 [0008] 一种复合材料模具的制备方法,包括以下步骤: [0009] S1、将石墨粉末置于砂模中; [0010] S2、将铸铁在1400-1500℃下熔化,将1350-1380℃的铁水注入砂模,包覆石墨材料,形成模料; [0011] S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。 [0012] 由于石墨的熔点为3652℃,因此在1350-1380℃浇铸时,石墨不会出现粘膜的现象,而且由于石墨的质软,因此冷却后能进行切削获得所需的型腔,而铸铁作为模框材料能增强模具的强度,增加模具的寿命。 具体实施方式[0013] 下面通过实施方式对本发明进行进一步详细的说明。 [0014] 一种复合材料模具,由石墨和铸铁构成,石墨为模芯材料,铸铁为模框材料,石墨与铸铁的质量比为4:1-2:1。 [0015] 优选的,铸铁的成分以质量比计包括碳2.7%-4.0%,硅1.0-3.0%,磷小于0.1%,硫小于0.025%,其余为铁。 [0016] 优选的,石墨为粉末状,其颗粒大小为5-500微米。 [0017] 优选的,石墨为石墨烯颗粒。 [0018] 一种复合材料模具的制备方法,包括以下步骤: [0019] S1、将石墨粉末置于砂模中; [0020] S2、将铸铁在1400-1500℃下熔化,将1350-1380℃的铁水注入砂模,包覆石墨材料,形成模料; [0021] S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。 [0022] 实施案例1: [0023] S1、将500g、粒径为5微米的石墨颗粒粉末置于砂模中; [0024] S2、将250g铸铁在1400℃下熔化,其中铸铁的成分按重量比计包括碳2.7%,硅1.0%,磷0.01%,硫0.015%,其余为铁,将1350℃的铁水注入砂模,包覆石墨材料,形成模料; [0025] S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。 [0026] 实施案例2: [0027] S1、将1000g、粒径为500微米的石墨颗粒粉末置于砂模中; [0028] S2、将250g铸铁在1500℃下熔化,其中铸铁的成分按重量比计包括碳4%,硅3.0%,磷0.02%,硫0.005%,其余为铁,将1380℃的铁水注入砂模,包覆石墨材料,形成模料; [0029] S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。 [0030] 实施案例3: [0031] S1、将700g、粒径为200微米的石墨烯颗粒粉末置于砂模中; [0032] S2、将250g铸铁在1350℃下熔化,其中铸铁的成分按重量比计包括碳3%,硅2.0%,磷0.001%,硫0.0015%,其余为铁,将1370℃的铁水注入砂模,包覆石墨材料,形成模料; [0033] S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。 [0034] 本发明提供的实施方案中的石墨-铸铁复合材料模具,模具没有相变,尺寸精准,出模方便不粘模。而且石墨比较软切削容易,制作模具的速度大大提高。 [0035] 以上表述仅为本发明的优选方式,应当指出,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围之内。 |