一种喷涂制备钢基模具的工艺制造技术

本发明专利技术是一种喷涂制备钢基模具的工艺，包括的步骤有：第一步：快速原形的制备；第二步：中间型的制备；第三步：喷涂制模。本发明专利技术所述的一种喷涂制备钢基模具的工艺，具有以下优点：利用电弧喷涂与快速原形技术相结合，成功地制备了钢基拉延模具；在喷涂制备模具的过程中，陶瓷模型的制备是最关键的技术环节。采用Al2O3陶瓷粉末，并配合适当的烧结工艺，制备出了强度和尺寸精度均能满足要求的陶瓷中间型；采用3Cr13马氏体不锈钢和65Mn，70，82B高碳钢，并通过控制沉积层的冷却速度，均获得了具有马氏体组织的喷涂沉积层，并通过马氏体相变膨胀有效地抵消了冷却时的体积收缩。

A process for the preparation of steel base mould by spraying

The invention is a process for spraying steel base molds, including steps: first step: rapid prototyping preparation; second step: intermediate type preparation; third step: spray molding. A preparation of steel mold spraying process of the process of the invention, has the following advantages: by combining with rapid prototyping technology of arc spraying, the successful preparation of steel substrates by drawing die; in the process of preparing mould spraying, ceramic model preparation is the key part of the technology. Using Al2O3 ceramic powder, and with appropriate sintering process, were prepared by the strength and dimensional accuracy can meet the requirements of the ceramic intermediate; using the 3Cr13 martensitic stainless steel and 65Mn, 70 82B, high carbon steel, and by controlling the cooling speed of the deposited layer were obtained by spraying deposition layer with martensite microstructure and, through the martensitic transformation expansion effectively offset the volume shrinkage during cooling.

【技术实现步骤摘要】
一种喷涂制备钢基模具的工艺
本专利技术涉及喷涂制备钢基模具领域，尤其涉及一种喷涂制备钢基模具的工艺。
技术介绍
1940年，美国的TAFA公司成功地使用电弧喷涂锌合金涂层制作了塑料内饰件模具，靠喷涂产生的高温粒子直接在石膏模型上沉积出模具型面，使模具制造成本和生产周期都得到大幅度降低。但直到上世纪90年代，这项技术还不能用于钢基模具的制造，这是由于钢铁材料喷涂粒子温度很高，且冷却时产生的收缩力大，极易造成母模材料的烧损和破坏，从而无法保证型面的复制性能。1993年，英国的SprayformTools&Dies，Ltd.公司开发了一种喷涂铁基材料快速制造注塑模具的新工艺，该公司采用特殊工艺制造了陶瓷母模，然后在其表面喷涂钢涂层，最终得到钢制模具，使这项制模技术得到了新的突破。该技术的另一个显著进步是其与快速原形技术(RapidPrototying，RP)的结合，可以直接将计算机数据模型通过RP原形作为形状载体，与后续的喷涂制模过程相连接，实现快速制造，使模具的生产周期缩短近50％。为此，设计一种喷涂制备钢基模具的工艺，解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术为克服以上不足，提供一种喷涂制备钢基模具的工艺，包括的步骤有：第一步：快速原形的制备：快速原形技术的制造过程如下：首先，在计算机上构成产品的三维模型，然后，根据模型各层轮廓的信息，控制材料在工作台上逐层堆积，最终形成了三维产品。在模具喷涂制备过程中，这种方法被用来传递模具的形状和尺寸信息。就是本研究所制备的汽车拉门防撞梁的数据模型，则是利用RP技术制备出的纸型。第二步：中间型的制备：在喷涂制造模具的过程中，一共需要2种中间型，分别是硅橡胶模型和陶瓷模型。硅橡胶模型的作用在于它可以在刚性的RP原形和陶瓷模型之间传递形状和尺寸；而陶瓷模型则可以直接用于喷涂。用来制作硅橡胶模型的材料为室温硫化硅橡胶，其在室温下一般为非透明体，在25℃以下时加入硬化促进剂，经24h后即可固化成弹性体。以原型为样件，采用硅橡胶浇注，可直接制作硅橡胶模型。由于硅橡胶具有良好的柔性和弹性，对于复杂、花纹精细、无拔模斜度的零件，制件浇注完成后均可直接取出。第三步：喷涂制模：采用电弧喷涂直接在陶瓷模型表面逐层喷涂，就可以获得模具的型面，经过简单的锈磨、抛光和加固，即可作为模具使用。所采用的电弧喷涂参数为：电压25V，电流200～300A，喷距150～200mm。电弧喷涂生产效率高，当喷涂电流为300A时，每小时可喷锌丝30kg，铝10kg，不锈钢15kg，是火焰线材喷涂量的3倍以上，因此可以快速制备出各种模具。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的一种喷涂制备钢基模具的工艺，具有以下优点：(1)利用电弧喷涂与快速原形技术相结合，成功地制备了钢基拉延模具；(2)在喷涂制备模具的过程中，陶瓷模型的制备是最关键的技术环节。采用Al2O3陶瓷粉末，并配合适当的烧结工艺，制备出了强度和尺寸精度均能满足要求的陶瓷中间型；(3)采用3Cr13马氏体不锈钢和65Mn，70，82B高碳钢，并通过控制沉积层的冷却速度，均获得了具有马氏体组织的喷涂沉积层，并通过马氏体相变膨胀有效地抵消了冷却时的体积收缩；(4)所获得的模具喷涂沉积层的硬度与常规的模具钢相当，耐磨性尚存在一定差距。具体实施方式以下将结合本专利技术的实施例进行详细叙述。一种喷涂制备钢基模具的工艺，包括的步骤有：第一步：快速原形的制备：快速原形技术的制造过程如下：首先，在计算机上构成产品的三维模型，然后，根据模型各层轮廓的信息，控制材料在工作台上逐层堆积，最终形成了三维产品。在模具喷涂制备过程中，这种方法被用来传递模具的形状和尺寸信息。就是本研究所制备的汽车拉门防撞梁的数据模型，则是利用RP技术制备出的纸型。第二步：中间型的制备：在喷涂制造模具的过程中，一共需要2种中间型，分别是硅橡胶模型和陶瓷模型。硅橡胶模型的作用在于它可以在刚性的RP原形和陶瓷模型之间传递形状和尺寸；而陶瓷模型则可以直接用于喷涂。用来制作硅橡胶模型的材料为室温硫化硅橡胶，其在室温下一般为非透明体，在25℃以下时加入硬化促进剂，经24h后即可固化成弹性体。以原型为样件，采用硅橡胶浇注，可直接制作硅橡胶模型。由于硅橡胶具有良好的柔性和弹性，对于复杂、花纹精细、无拔模斜度的零件，制件浇注完成后均可直接取出。第三步：喷涂制模：采用电弧喷涂直接在陶瓷模型表面逐层喷涂，就可以获得模具的型面，经过简单的锈磨、抛光和加固，即可作为模具使用。所采用的电弧喷涂参数为：电压25V，电流200～300A，喷距150～200mm。电弧喷涂生产效率高，当喷涂电流为300A时，每小时可喷锌丝30kg，铝10kg，不锈钢15kg，是火焰线材喷涂量的3倍以上，因此可以快速制备出各种模具。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷涂制备钢基模具的工艺，其特征在于，包括的步骤有：第一步：快速原形的制备：快速原形技术的制造过程如下：首先，在计算机上构成产品的三维模型，然后，根据模型各层轮廓的信息，控制材料在工作台上逐层堆积，最终形成了三维产品；在模具喷涂制备过程中，这种方法被用来传递模具的形状和尺寸信息；就是本研究所制备的汽车拉门防撞梁的数据模型，则是利用RP技术制备出的纸型；第二步：中间型的制备：在喷涂制造模具的过程中，一共需要2种中间型，分别是硅橡胶模型和陶瓷模型；硅橡胶模型的作用在于它可以在刚性的RP原形和陶瓷模型之间传递形状和尺寸；而陶瓷模型则可以直接用于喷涂；用来制作硅橡胶模型的材料为室温硫化硅橡胶，其在室温下一般为非透明体，在25℃以下时加入硬化促进剂，经24h后即可固化成弹性体；以原型为样件，采用硅橡胶浇注，可直接制作硅橡胶模型；由于硅橡胶具有良好的柔性和弹性，对于复杂、花纹精细、无拔模斜度的零件，制件浇注完成后均可直接取出；第三步：喷涂制模：采用电弧喷涂直接在陶瓷模型表面逐层喷涂，就可以获得模具的型面，经过简单的锈磨、抛光和加固，即可作为模具使用；所采用的电弧喷涂参数为：电压25V，电流200～300A，喷距150～200mm；电弧喷涂生产效率高，当喷涂电流为300A时，每小时可喷锌丝30kg，铝10kg，不锈钢15kg，是火焰线材喷涂量的3倍以上，因此可以快速制备出各种模具。...

【技术特征摘要】
1.一种喷涂制备钢基模具的工艺，其特征在于，包括的步骤有：第一步：快速原形的制备：快速原形技术的制造过程如下：首先，在计算机上构成产品的三维模型，然后，根据模型各层轮廓的信息，控制材料在工作台上逐层堆积，最终形成了三维产品；在模具喷涂制备过程中，这种方法被用来传递模具的形状和尺寸信息；就是本研究所制备的汽车拉门防撞梁的数据模型，则是利用RP技术制备出的纸型；第二步：中间型的制备：在喷涂制造模具的过程中，一共需要2种中间型，分别是硅橡胶模型和陶瓷模型；硅橡胶模型的作用在于它可以在刚性的RP原形和陶瓷模型之间传递形状和尺寸；而陶瓷模型则可以直接用于喷涂；用来制作硅橡胶模型的材料为室温硫化硅橡胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，
申请(专利权)人：天津汇友连众精密模具有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12