专利名称：一种加速冷却的硅胶模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加速冷却的硅胶模具，用于改善硅胶模具散热性，属于有色金属硅胶模离心铸造领域。
背景技术：
金属的凝固过程是晶核的产生和晶核的长大过程，而且这两个过程同时进行。在有限的时间和空间里，晶核产生的越多，晶粒就会越加的细小，晶粒的细化程度直接影响到铸件的塑性和韧性。过冷度是影响液相向固相转变的相变驱动力的决定因素，过冷度越大，凝固相变驱动力就越大，从而形核率就越高。因此，增加熔体的过冷度，是细化晶粒、提高铸件质量行之有效的办法。实际金属结晶时常常依附在液体中的外来固体表面上形核，这种形核方式称为非均匀形核。外来固体表面和熔体中的微小杂质，可作为非均匀形核的基底，形核基底的数量决定了形核的数量。对于非均匀形核过程而言，析出固相与外来质点的接触角是决定形核速率的最关键因素。因此，当形核基底表面凹凸不平，存在大量凹角时形核效率将提高。在使用硅胶模进行低熔点合金离心铸造时，由于硅胶模的温度梯度小，使得金属熔体不易形核，造成晶粒的粗大，降低了合金的塑韧性，严重影响铸件的质量，也影响了硅胶模的寿命。专利公开号为CN101066552A的专利提出了一种“金属饰品成型用硅橡胶模具材料及其应用”，公开了 一种金属饰品成型用硅胶模具材料的成分，使其具有良好的导热性和耐热性，可降低模具材料的升温及由此引发的降解，延长硅胶模的使用寿命。但是依然没有解决硅胶模温度梯度小，造成铸件晶粒粗大这一缺点。目前国内外的研究中，也没有关于控制硅胶模温度梯度的相关报道。因此，本实用新型使用物理方法增加硅胶模冷却速度，增加形核率，可以在提高铸件性能的同时，有效避免化学细化方法带入合金杂质的不利影响，获得更好的铸件力学性能。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有硅胶模具散热性差，合金浇注时硅胶模具温度过高，铸件晶粒粗大，力学性能差，成品率低的问题。本实用新型的目的是通过如下方式来实现的:包括上模3、下模2、上模流道6和型腔4，且上模3安装在下模2上，上模3和/或下模2上安装冷却装置I。所述冷却装置I可以为冷却介质或者散热片。所述硅胶模具的上模3的中心处开有上下贯通的上模流道6，上模3和下模2开有型腔4，下模2上有连通型腔4的下模流道5。所述在硅胶模具的下模安装冷却装置I时，冷却装置I安装在下模2的中心处。所述冷却装置I为冷却介质时，冷却介质可以为铁、铜、锌、铝或镁材料，冷却介质安装在下模2时，是镶嵌在下模2的下模流道5表面并位于下模2的中心处，冷却介质表面分布不同纹路，增加粗糙度，提高曲率过冷。所述散热片为铝合金、铜合金或锌合金等材料冲裁而成，散热片镶嵌在上模、下模或者同时镶嵌在上模和下模。由于制作娃胶模具的娃胶热导率较金属材料小，只有0.16W/(m.K)，而铜的热导率为393.56ff/(m.K)，铝的热导率为217.71 ff/(m.K)，硅胶的热导率只是金属材料的几百分之一甚至几千分之一。如附图1所示，通过在硅胶模具下模中嵌入一块金属材料制作的散热装置，可改善硅胶模具的导热性，加速硅胶模具散热，使浇注合金凝固时释放的热量快速传导到外界，降低硅胶模具温度，增加铸件过冷度，细化晶粒，提高铸件力学性能的作用。虽然硅胶的比热容为1700J/(kg.V)，比金属的大，但硅胶的密度为1.2g/cm3,较铜、铝、钢铁等金属的小很多，相同体积的硅胶和金属材料相比，金属材料吸热能力更强，所以在硅胶模具下模中嵌入一块金属材料的散热装置，可增强整个模具的吸热能力，降低浇注合金使模具温度升高的程度，有效控制硅胶模具的温度。散热装置为一种金属材料，选用铝合金材料制作散热装置可有效降低模具的重量，选用铜合金材料制作散热装置可显著提高模具的散热性。根据硅胶模具和铸件的大小，可选择不同形状和尺寸的散热装置。如附图2所示，散热装置在直浇道处制作一个凸台，减小散热装置与直浇道的距离，可进一步改善传热效果O当热量流过两个相接触的固体交界面时，界面本身对热流呈现出明显的热阻，称之为接触热阻。如果硅胶和散热片之间不能很好的接触，反而会增加热阻，使传热困难，所以可通过硅胶模热固化工艺连接硅胶模具与散热装置，使硅胶模具和散热装置紧密接触，一方面增加连接牢固度，另一方面增大接触面、减小热阻。本实用新型的使用方法:硅胶模具采用过盈配合将上模卡入下模中，使其成为一个整体。上下模合模，放入离心机中进行。本实用新型的优点和积极效果: 采用上述方法在硅胶模具中嵌入一块金属材料散热装置，可加快硅胶模具散热速度，使硅胶模具快速冷却，减少硅胶模具烧模现象的发生，延长模具使用寿命，降低生产成本，提闻经济效益。传统硅胶模具受原材料的限制，在加工饰品、玩具及工艺礼品时，不能改变硅胶模具的散热性，通过在硅胶模具中嵌入散热片的方式，使模具制作人员摆脱了硅胶的束缚，可自行开发设计不同散热性的硅胶模具，增强了工艺的灵活性。当硅胶模具不再使用或者报废后，可将散热片拆下嵌入到其他硅胶模具中，多次重复使用，达到循环利用的目的。
图1为本实用新型硅胶模具上模安装散热片示意图；图2为本实用新型硅胶模具下模安装散热片示意图；图3为本实用新型硅胶模具上模和下模同时安装散热片示意图；图4为本实用新型硅胶模具下模安装冷却介质示意图。图中各标号为:1_冷却装置，2-下模，3-上模，4-型腔，5-下模流道，6-上模流道。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型做进一步描述，但本实用新型不限于以下所述范围。实施例1:如图1所示，本实施例的加速冷却的硅胶模具结构为:包括上模3和下模2，上模3安装在下模2上，在上模3安装有冷却装置1，硅胶模具的上模3的中心处开上下贯通有上模流道6，上模3和下模2开有型腔4，下模2上有连通型腔4的下模流道5。冷却装置I为散热片，为招合金材料冲裁而成。实施例2:如图2所示，本实施例的加速冷却的硅胶模具结构为:包括上模3和下模2，上模3安装在下模2上，在下模2安装有冷却装置1，硅胶模具的上模3的中心处开有上下贯通的下模流道5，上模3和下模2开有型腔4，下模2上有连通型腔4的下模流道5。冷却装置I安装在下模2的中心处。冷却装置I为散热片，为铜合金材料冲裁而成。实施例3:如图3所示，本实施例的加速冷却的硅胶模具结构为:包括上模3和下模2，上模3和下模2上有流道和型腔4，上模3安装在下模2上，在上模3和下模2安装有冷却装置I，硅胶模具的上模3的中心处开有上下贯通的上模流道6，上模3和下模2开有型腔4，下模2上有连通型腔4的下模流道5。冷却装置I安装在上模3和下模2的中心处，冷却装置I为散热片，为锌合金等材料冲裁而成。实施例4:如图4所示，本实施例的加速冷却的硅胶模具结构为:包括上模3和下模2，上模3和下模2上有流道和型腔4，上模3安装在下模2上，上模3的中心处开有上下贯通的上模流道6，上模3和下模2开有型腔4，下模2上有连通型腔4的下模流道5。冷却装置I为冷却介质时，冷却介质可以为铁、铜、锌、铝或镁材料，冷却介质安装在下模2时，是镶嵌在下模2的下模流道5表面并位于下模2的中心处，冷却介质表面分布辊压横竖交叉的网格式纹路，网格的间距为2 3mm，深度0.2mm。
权利要求1.一种加速冷却的娃胶模具，包括上模(3)、下模(2)、上模流道(6)和型腔(4),且上模(3 )安装在下模(2 )上，其特征在于:所述上模(3 )和/或下模(2 )上安装冷却装置(I)。
2.根据权利要求1所述的加速冷却的硅胶模具，其特征在于:所述冷却装置(I)为冷却介质或者散热片。
3.根据权利要求1所述的加速冷却的硅胶模具，其特征在于:所述硅胶模具的上模(3)的中心处开有上下贯通的上模流道(6 )，上模(3 )和下模(2 )上开有型腔(4)，下模(2 )上有连通型腔(4)的下模流道(5)。
4.根据权利要求1所述的加速冷却的硅胶模具，其特征在于:所述在硅胶模具的下模(2)安装冷却装置(I)时，冷却装置(I)安装在下模(2)的中心处。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的加速冷却的娃胶模具,其特征在于:所述冷却装置(I)为冷却介质并安装在下模(2)时，是镶嵌在下模(2)的下模流道(5)表面并位于下模(2)的中心处，冷却介质表面分布不同纹路。
专利摘要本实用新型涉及一种加速冷却的硅胶模具，用于改善硅胶模具散热性，属于有色金属硅胶模离心铸造领域。加速冷却的硅胶模具，包括上模、下模、流道和型腔，且上模安装在下模上，上模和/或下模上安装冷却装置。冷却装置可以为冷却介质或者散热片。本装置可加快硅胶模具散热速度，使硅胶模具快速冷却，减少硅胶模具烧模现象的发生，延长模具使用寿命，降低生产成本，提高经济效益。
文档编号B22C1/00GK203155942SQ20132003645
公开日2013年8月28日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者王璐, 起华荣, 史庆南, 王效琪, 赵启淞 申请人:昆明理工大学