一种高效热交换成型模具及其应用方法与流程

本发明涉及一种高效热交换成型模具及其应用方法。

背景技术：

在常规的注塑成型中，需要把熔融的树脂或金属浇铸到模具型腔中,在填充模具型腔的过程中，熔融的材料逐渐冷却定型。但是在成型的过程中材料的冷却是一个由高速到低速的过程。在填充的初始阶段，材料温度迅速下降，粘度上升，流动性变差。造成与模具接触的产品表面材料存在各种缺陷，如表面应力，冷料，气斑，浮纤等外观和功能问题。

常规的模具为了保证产品的外观和功能，通过在模具中加热来提高模具型腔温度。达到降低材料注塑过程中冷却速度的目的，但是这样会造成能源浪费和延长生产周期。同时市场上还有一些模具，为了成型出高光泽的产品，通过在模具型腔中先通入高温液体是模具升温到接近材料熔点，再进行注塑填充，充满后再通入冷水是模具降温。这样可以成型外观光亮的产品。但是此方法需要先把整个模具加热，再使之温度降低。此过程浪费大量的能源。

技术实现要素：

本发明对上述问题进行了改进，即本发明所要解决的问题是现有的模具保温效果较差需要加热提高模具型腔温度，造成能源浪费和生产周期的延长。

本发明的具体实施方案是：

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：一种高效热交换成型模具,包括具有成型型腔的模具基体，所述模具基体内型腔的外表层为为具有高导热系数使得成型材料与膜层的温差减少的超导热膜层，所述超导热膜层与模具基体之间还设有隔热膜层。

进一步的，所述隔热膜层材料包括氧化钛，氧化锆，氧化铬，氮化钛，氮化锆中的一种或多种形成的陶瓷膜层。

进一步的，所述超导热膜层为类金刚石膜。

进一步的，所述超导热膜层与隔热膜层之间、隔热膜层与模具基体之间设有粘结层。

进一步的，所述超导热膜层与隔热膜层之间设有粘结层，所述粘结层材料包括碳化钨，碳化锆，碳化钛中的一种或多种金属，粘结层厚度为100～500纳米。

进一步的，所述隔热膜层与模具基体之间的粘结层为金属粘结层，所述金属粘结层包括钨、钛、锆、铬中的一种或多种金属，所述金属粘结层厚度为200～1000纳米。

进一步的，所述隔热膜层厚度为1～20微米。

进一步的，所述超导热膜层厚度为500～1000纳米。

本发明还包括一种高效热交换成型模具应用方法，利用上述高效热交换成型模具,包括以下步骤：

（1）使用时，首先注塑熔融材料；

（2）熔融材料把模具表层超导热膜层加热；模具中的隔热膜层拦截热量；

（3）注塑机保压；

（4）模具内的冷却水道通入冷却液体降低模具温度后开模取产品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明采用物理沉积镀膜，通过多层功能性镀膜 ，使得在成型过程中熔融材料的热量迅速使模具表层的膜层温度上升到接近材料温度，因为只需要把膜层加热，所以不需要太多的热量，不需要外接加热。节约了加热模具的能源。

（2）本发明最外层沉积超导热膜层，同时中间沉积隔热膜层，使得在注塑过程中热量被截留在超导热膜层内，减少了模具和填充材料的温差，使得材料具有良好的流动性，可以成型高光，无冷料和浮纤的高品质产品,尤其适合热传导速度快的金属材料的热加工。

（3）本发明采用程控间隙式通入冷却液体来使模具冷却，并且在整个注塑或压铸过程中，热量只有熔融材料的热量，相对现有把整个模具加热后再冷却的技术。热量较小，冷却液体可以迅速把热量带走，缩短了成型周期。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。

图2为本发明应用方法步骤意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例中，一种高效热交换成型模具,在模具100的型腔表面利用物理沉积镀膜方式由内向外依次形成金属粘结层200，具有隔热功能的隔热膜层300、粘结层400及具有高导热系数的超导热膜层500。

本实施例中，所述金属粘结层200包括钨、钛、锆、铬中的一种或多种金属，所述金属粘结层100厚度为200～1000纳米。

本实施例中，金属粘结层200厚度为800纳米。

本实施例中，所述隔热膜层300材料包括氧化钛，氧化锆，氧化铬，氮化钛，氮化锆中的一种或多种形成的陶瓷膜层，所述隔热膜层300膜层厚度为1～20微米。

本实施例中，隔热膜层300厚度为3微米，上述氧化钛，氧化锆，氧化铬，氮化钛，氮化锆等材质具有良好的隔热效果，实际应用中还可以采用其他氮化物或复合隔热材料。

本实施例中，所述粘结层400材料包括碳化钨，碳化锆，碳化钛的一种或多种金属，粘结层400膜层厚度为100～500纳米，本实施例中，粘结层400厚度为350纳米。

本实施例中，所述超导热膜层500为类金刚石膜，超导热膜层500厚度为500～1000纳米。超导热膜层具有很高的硬度、高导热性、高绝缘性、良好的化学稳定性。

如图2所示，使用时，首先注塑熔融材料，熔融材料把模具表层超导热膜层500加热；模具中的隔热膜层300拦截热量；注塑机保压；模具内的冷却水道通入冷却液体降低模具温度；开模取产品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。