专利名称：金属电弧喷涂制作钢基模具方法
技术领域：
本发明涉及一种模具制造方法，特别是金属电弧喷涂制作钢基模具方法。
背景技术：
快速制模技术大都是依据快速成型制作的实体模型即样模(母模)采用拷贝 方式如金属喷涂、电镀、复合材料浇注，精铸等来快速制造模具主要工作零件凸、凹模或模 腔，模芯的，其制造周期短，仅为传统数控切削方法的1/5-1/10，成本仅为其1/3-1/5。
金属喷涂制模法是将快速原型与热喷涂快速凝固等方法相结合的间接制模法，其工艺是 将熔融或半熔融的金属颗粒喷射到通过SLA、 SLS或LOM方法制造的原型上，生成金属薄层， 然后补强背衬并除去原型后得到模具产品，目前有两种形式即雾化喷射法，即快速凝固工艺 RSP，喷涂法；金属喷涂制模法是以样模为标准，模具型腔尺寸，几何精度完全取决于样模型 腔表面及其精细花纹一次同时成形，故制模速度快，制造周期短，模具寿命长，成本低；这
种方法已见报道应用于汽车覆盖件冲压模具制造领域，但未见日常生活产品的模具制造及制 作钢基塑料模，橡胶模，陶瓷模等，如花盒底座注塑模，鞋底模，陶瓷胚料压制模等。
发明内容
本发明内容就是要提供一种电弧喷涂制作钢基模具方法，它是利用电弧喷涂 法制作钢基塑料模，橡胶模，陶瓷模是基于金属喷涂制模法的注射成型模，压铸模，板料压 延模，陶瓷板料成型压模的快速制造。
本发明的技术方案是这样来实现，包括模型准备，金属电弧喷涂模型，制作模具框架， 浇注模具填充材料，脱模及电刷镀模具型腔表面抛光处理，模具零件组装试模，所述金属电
弧喷涂模型过程中，控制所述压縮空气的消耗量为1.6~2m3/min，控制自耗性电极金属丝的送 丝速度为0.1~4.8m/min。
所述的金属电弧喷涂制作钢基模具方法按下述步骤进行
模型准备确定模具分型面，并喷涂脱膜剂；
实行二次金属喷涂模型即分别对凹、凸模壳体进行喷涂，每次喷涂时控制压縮空气消耗 量在1.8 2m3/min，自耗性电极金属丝的送丝速度2~3m/min;浇注模具填充材料分别制备凹、凸模壳体，壳体找平并安装，凹、凸模框架对其浇注 填充加实，再对壳体支撑加固，凝固后组装镶嵌金属体；
凝固后按分型面将凹凸模分开，即完成模具型腔电弧喷涂成型，模具组装合模加工， 连接模板装注射嘴，上机注射成形。
所述电弧喷涂用丝材采用普通碳钢或不锈钢高熔点材料。
所述的模具为带有填充材料框架结构，所述填充材料具有25W/m.'C以上热导率和7 . 5 X 1 0—6以下凝固收縮率以及5 0 OmPa抗压强度和耐磨性能。
本发明电弧喷涂制作钢基模具的方法，具有金属喷涂制造模具的特点，工艺简单，制模 周期短，成本低，适用于新产品开发和小批量多品种生产，特别是制作钢基塑料模，橡胶模， 陶瓷模，通过有效控制金属喷涂过程中的工艺参数电弧电压、电弧电流，压縮雾化空气压力， 压縮空气消耗量，自耗性电极金属丝的送丝速度等，同时使用高熔点金属丝作喷涂材料，使 模具承受的工作压力及耐磨性大大提高，使用寿命长，也提高产品开发效率和生产周期，特 别是象日常生活制品，更新速度快的，如鞋底模，花盆模，音响制品等的模具开发，本发明 具有制模精度高，对产品表面花纹复制性好，模具使用寿命长，大大提高生产效率等特点。
具体实施例方式本发明电弧喷涂制作钢基模具方法，包括模型母模准备 及基材处理，金属电弧喷涂模腔，制作模具框架，浇注模具填充材料，脱模及电刷镀模具型 腔表面抛光处理，模具零件组装试模等工艺步骤；
所谓金属电弧喷涂是以两根分别接电源正负极的金属丝作自耗性电极，利用其端部产生的 电弧将自身熔化，处于电弧点正后方的喷嘴射出高速、高压空气使熔化的金属脱离且雾化成 微粒，最后以极高速度撞击基体表面，扁平化，形成光滑、致密、低气孔率的高质量金属涂 层，在金属喷涂模型工艺中，影响喷涂的因素有电源电压及电流，压縮气体系统中的压縮空 气压力及压縮空气的消耗量，送丝机构的送丝速度，即自耗性电极金属丝的送丝速度，喷枪 移动速度，喷涂距离等，本发明控制压縮空气的压力为0.6MPa，压縮空气的消耗量为1.6~2m2 /min，最佳压縮空气消耗量为1.8 2mVmin，控制送丝速度在0. 1~4.8 m/min，最佳送丝速度为2~3m/min;电源电压380V，额定电流200A，而喷枪移动速度与喷涂距离与现有技术相同分别 为0.2 0.5m/s， 150~200mm。本发明电弧喷涂制作钢基模具方法特别适合制作钢基塑料模， 橡胶模，陶瓷模等。 实施例1
下面以PVC塑料女鞋底注塑模具为例对本发明电弧喷涂成形过程进行说明 鞋底模的工艺过程直接用鞋底实物或样模翻制硅胶模，然后再制作陶瓷喷涂基体，在 基体上喷涂模具型腔面，制作金属框，金属颗粒与环氧树脂混合物填充，凹、凸模分离与模 具表面清理抛光，机加工模具零件，最后组装试模。
以PVC塑料女鞋底注塑模具为例进行详细说明，样模以市场上比较流行的PVC塑料女 鞋底原件为样模；根据产品要求确定模具分型面，并涂刷离型剂和脱模剂；离型剂和脱模剂 应涂刷均匀，每次涂刷应在上次涂刷干燥后再进行；待离型剂，脱模剂干燥后进行第一次电 弧金属喷涂，制成金属喷涂凹模壳体；每次电弧金属喷涂时控制金属喷涂工艺参数电源电压 380V，额定电流200A，压縮空气压力0.6MPa，压縮空气消耗量1.6-2 mVmin，送丝机构即自 耗性电极金属丝的送丝速度O. l~4.8m/min，最佳送丝速度为2~3m/min，本实施例选用3m/min， 所述自耗性金属为2Cr13不锈钢线或采用普通碳钢丝，本实施例选用不锈钢丝，形成金属 喷涂的凹模壳体；将壳体按要求找平，安装凹模框架，并浇注材料填充加实，对壳体进行支 撑和加固；凝固后翻转，在分型面样模上涂刷离型剂和脱模剂，并在相应部位上组装镶嵌金 属件；干燥后进行第二次喷涂，控制金属喷涂工艺参数与第一次相同，形成金属喷涂的凸模 壳体；安装凸模框架，并浇注填充凸模基体填充材料，填充凸凹模所用填充材料为具有25W/m。 'C以上热导率和7.5 X 1 0—6以下凝固收縮率以及5 0 0 mPa抗压强度和耐磨性能；注意 周边封闭；凝固后，按分型面将凸凹模分开，取出样模，即完成模具的电弧喷涂成形；合模 加工上下平面，保证模具平行，连接上下模板，组装注射嘴等钢件；上机注射成形，鞋底模 即完成；采用上述方法，大大縮短了模具制作周期， 一般三天左右，明显降低制作成本，对 鞋底花纹有非常好的复制性，可大大提高模具加工效率。
权利要求
1、一种金属电弧喷涂制作钢基模具方法，包括模型准备，金属电弧喷涂模型，制作模具框架，浇注模具填充材料，脱模及电刷度模具型腔表面抛光处理，模具零件组装试模，其特征是所述金属电弧喷涂模型过程中，控制所述压缩空气的消耗量为1.6～2m3/min，控制自耗性电极金属丝的送丝速度为0.1～4.8m/min。
2、 依据权利要求1所述的金属电弧喷涂制作钢基模具方法，其特征是所述的方法按下 述步骤进行模型准备确定模具分型面，并喷涂脱膜剂；实行二次金属喷涂模型即分别对凹、凸模壳体进行喷涂，每次喷涂时控制压縮空气消耗 量在1.8~2m3/min，自耗性电极金属丝的送丝速度2~3m/min;浇注模具填充材料分别制备凹、凸模壳体，壳体找平并安装，凹、凸模框架对其浇注 填充加实，再对壳体支撑加固，组装镶嵌金属体；凝固后按分型面将凹凸模分开，即完成模具型腔电弧喷涂成型;模具组装合模加工， 连接模板装注射嘴，上机注射成形。
3、 依据权利要求1或2所述的金属电弧喷涂制作钢基模具方法，其特征是所述电弧喷 涂用丝材采用普通碳钢或不锈钢高熔点材料。
4、 依据权利要求1或2所述的金属电弧喷涂制作钢基模具方法，其特征是所述的模具 为带有填充材料框架结构，所述填充材料具有25W/m.'C以上热导率和7.5 X 1 0"以下凝 固收縮率以及5 0 OmPa抗压强度和耐磨性能。
全文摘要
本发明公开了金属电弧喷涂制作钢基模具方法，包括模型准备，金属电弧喷涂模型，制作模具框架，浇注模具填充材料，脱模及电刷度模具型腔表面抛光处理，模具零件组装试模，所述金属电弧喷涂模型过程中，控制所述压缩空气的消耗量为1.6~2m<sup>3</sup>/min，控制自耗性电极金属丝的送丝速度为0.1~4.8m/min；本发明制模精高，对产品表面花纹复制性好，大大提高生产效率，适用于新产品开发和小批量多品种生产，特别是制作钢基塑料模，橡胶模，陶瓷模。
文档编号C23C4/12GK101343722SQ200810107029
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月22日 优先权日2008年8月22日
发明者勇 刘, 军 曾, 王建民 申请人:刘 勇;王建民;曾 军