一种复合材料模具及其制备方法技术

技术编号:15629841 阅读:215 留言:0更新日期:2017-06-14 13:55
本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料模具及其制备方法
本专利技术涉及模具的
,特别涉及一种复合材料模具及其制备方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。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。在一些实施方式中,石墨为粉末状,其颗粒大小为5-500微米。在一些实施方式中,石墨为石墨烯颗粒。优选的石墨烯颗粒,由于其单层分子结构,其柔性好的同时强度也高,能增强复合模具的强度。一种复合材料模具的制备方法,包括以下步骤:S1、将石墨粉末置于砂模中;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;S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。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。具体实施方式下面通过实施方式对本专利技术进行进一步详细的说明。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。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。优选的,石墨为粉末状,其颗粒大小为5-500微米。优选的,石墨为石墨烯颗粒。一种复合材料模具的制备方法,包括以下步骤:S1、将石墨粉末置于砂模中;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;S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。实施案例1:S1、将500g、粒径为5微米的石墨颗粒粉末置于砂模中;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;S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。实施案例2:S1、将1000g、粒径为500微米的石墨颗粒粉末置于砂模中;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;S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。实施案例3:S1、将700g、粒径为200微米的石墨烯颗粒粉末置于砂模中;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;S3、冷却至室温后,将模料进行切削,得到所需的型腔。本专利技术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。以上表述仅为本专利技术的优选方式,应当指出,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些也应视为本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。2.根据权利要求1所述的一种复合材料模具,其特征在于,所述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。3.根据权利要求1所述的一种复合材料模具,其特征在于,所述的石墨为粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员:羌晓曜
申请(专利权)人:南通多邦机械有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1