一种用消失模铸造工艺生产汽车模具的方法技术

本发明专利技术提供一种用消失模铸造工艺生产汽车模具的方法，具体涉及汽车模具制造技术领域。本发明专利技术采用消失模铸造法制备汽车模具，将泡沫模型涂上涂料后，进行骤冷烘干，使涂料均匀稳固地附着于模型上，随后通过砂箱的翻转加砂振实法，使石英砂填充饱满、不易坍塌和粘砂，方法简单易操作、参数可控，适于规模化生产。本发明专利技术制备得到的汽车模具有两种类型，一种由上下模组成，另一种由凹、凸模和压边圈组成，硬度达310HB以上、抗拉强度达370MPa以上，均具有较高的耐磨和抗形变性能。

A method of producing automobile mould by EPC Process

【技术实现步骤摘要】
一种用消失模铸造工艺生产汽车模具的方法
本专利技术涉及汽车模具制造
，具体涉及一种用消失模铸造工艺生产汽车模具的方法。
技术介绍
汽车模具是指应用于汽车领域的模具，被誉为"汽车工业之母"，汽车生产中90％以上的零部件需要依靠模具成形。当一辆汽车呈现在眼前时，占有面积最大的车身成为汽车的标志性总成，是每款汽车的形象特征。包括车身在内的很多数金属覆盖件的制造基本都是用冲压模具冲压而成，因此冲压模具的质量好坏直接影响到汽车的装配效率和汽车流水线生产效率。随着我国汽车模具行业产业结构的不断优化和技术的不断进步，高档汽车冲压模具产品占整个行业的比重有逐年提升的趋势，这就要求冲压模具在铸造工艺上精益求精。汽车冲压模具在生产汽车过程中需长期高负荷的承受冲击力，要求高的耐磨性和抗变形性才能经久耐用，这需要对模具的铸造工艺进行改进，增强模具的硬度和抗拉强度，才能满足经久耐用的需求。当前对汽车冲压模具的改进主要是从结构设计和铸造成型后的热处理方面着手，对于铸造工艺上的研究极少。模具结构的改进只能提高生产出来的产品的精度，却不能提高模具耐用性。而模具热处理不当容易出现变形，形变的发生与模具热处理前的初始硬度和抗拉强度存在相关性，模具铸造工艺不精，则硬度和抗拉强度低，影响热处理效果，无法从根本上解决模具的耐用性问题。因此，促进大型汽车模具加工业的发展，有效提升模具加工的质量和效率，有必要开发一种用消失模铸造工艺生产汽车模具的方法。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对汽车冲压模具耐磨性和抗变形性不够高而影响使用的问题，提供一种消失模铸造工艺生产汽车模具的方法。本专利技术制备得到的汽车模具有两种类型，一种由上下模组成，另一种由凹、凸模和压边圈组成，硬度达310HB以上、抗拉强度达370MPa以上，均具有较高的耐磨和抗形变性能。本专利技术方法简单易操作、参数可控，适于规模化生产。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种用消失模铸造工艺生产汽车模具的方法，至少包括以下步骤：a.模型制作：按模具图纸要求的尺寸，取泡沫板用数控机床雕刻成型，得泡沫模型；b.模型烘干：取泡沫模型在45-50℃下烘烤45-55小时，得干燥模型；c.模型上涂料：取干燥模型上涂料使形成2-4mm厚的涂层，上涂料的次数为2-3次，每次上完涂料后进行烘烤，第一次上完涂料后在45-50℃下烘烤20-30小时，后续上完涂料后在45-50℃下烘烤45-55小时，得覆膜模型；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉50-70份、鳞片石墨粉5-15份、膨润土5-15份、锆英粉4-16份、聚苯乙烯1-10份和铝矾土1-10份。d.模型装箱：取覆膜模型置于型板上进行浇道组合，然后用树脂砂填充覆膜模型的各处死角，接着将砂箱罩在型板上，用锁扣将平板锁紧固定在砂箱上；所述砂箱为无底面和顶面的矩形框，所述型板为表面平整的平板；e.加砂振实：加入石英砂进行填充、振实，填满砂箱后刮平，盖上底板，用锁扣将底板锁紧固定在砂箱上，然后将砂箱翻转180°使型板的那一面朝上，打开固定型板的锁扣取出型板，接着加入石英砂再次振实，填满砂箱后刮平；所述底板为表面平整的平板；f.抽真空、浇注：在填满的砂箱上放入负压板，将砂箱表面覆盖薄膜进行密封，然后抽真空砂箱内形成0.4-0.6MPa的负压，用1350-1450℃的铁水进行浇注；所述负压板为表面设有通气孔的平板；g.开箱取件：浇注完成后，解除真空恢复常压，然后静置12小时以上取出负压板，倒出铸件，进行清砂和打磨，得汽车模具。优化的，所述涂料还包括以下重量份比的原料：氟化钙5-13份、熟石膏粉13-23份、青蒿蜡3-7份、海藻糖1-5份和氧化锌晶须7-19份。进一步优化的，所述涂料的制备方法为：按重量份比，取聚苯乙烯，按料液比1:3-5加入水，加热使聚苯乙烯熔化，然后加入石英砂粉、鳞片石墨粉、膨润土、锆英粉和铝矾土，保温搅拌10-20分钟，接着加入氟化钙，保温搅拌均匀后，降温至室温，加水调节波美度至55-65，随后加入熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖，在50-70MPa下进行均质，再加入氧化锌晶须，搅拌均匀，接着加水调节波美度至55-65，得涂料。更进一步优化的，所述石英砂粉的粒径为200-300目。再更进一步优化的，步骤e中所述石英砂填充前经过预处理，所述预处理方法为：按重量份比，取石英砂33-45份、炭气凝胶15-23份，混合均匀，按料液比1:5-7加入乙醇浸泡20-36分钟，然后加入大豆蛋白3-9份和环烯烃共聚物5-13份，在120-140℃下搅拌45-65分钟，接着过滤，得到的沉淀在350-450℃下加热90-160分钟。再更进一步优化的，步骤c中干燥模型每次上完涂料后立即喷洒干冰粉末。再更进一步优化的，所述铁水包括以下重量份比的原料：废钢70-80份、回炉料15-25份、增碳剂1.5-2.5份、碳1.5-3份、硅1-1.5份、锰0.7-1.5份、磷0.03-0.09份和硫0.04-0.1份，用所述铁水浇注得到的汽车模具为上模和下模。使用上模和下模对板料进行冲切或使板料受压形成深度低于10mm的凹腔，要求模具硬度为230HB以上。再更进一步优化的，所述铁水包括以下重量份比的原料：废钢70-80份、回炉料15-25份、增碳剂1.5-2.5份、碳1.5-3份、硅1-1.5份、锰0.7-1.5份、磷0.03-0.09份、硫0.04-0.1份、钼0.1-1份和铬0.15-0.35份，用所述铁水浇注得到的汽车模具为凸模、压边圈和凹模。需要用凸模把板料冲挤入凹模，形成深度大于10mm的凹腔，要求模具的硬度为270HB以上。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术采用消失模铸造法制备汽车模具，将泡沫模型涂上涂料后，进行骤冷烘干，使涂料均匀稳固地附着于模型上，随后通过砂箱的翻转加砂振实法，使石英砂填充饱满、不易坍塌和粘砂，方法简单易操作、参数可控，适于规模化生产。本专利技术制备得到的汽车模具有两种类型，一种由上下模组成，另一种由凹、凸模和压边圈组成，硬度达310HB以上、抗拉强度达370MPa以上，均具有较高的耐磨和抗形变性能。2.本专利技术中的涂料除了具有良好的透气性外，还具有耐磨特性，并能有效防止模具出现粘砂、缩松、气孔缺陷，同时使铁水在无杂质干扰的环境中凝固，从而提高了模具的硬度和抗拉强度。本专利技术在涂料中加入聚苯乙烯，与所用的泡沫模型材质理化性质相近，能增强涂料对模型的附着能力，避免浇注过程中涂料脱落造成模具的粘砂缺陷。本专利技术还在涂料中加入了氟化钙、熟石膏粉、青蒿蜡、海藻糖和氧化锌晶须，能够使涂料均匀分布在干燥后的泡沫模型上、不起皱，并能防止形成的涂层出现开裂、脱落，有效避免了模具出现粘砂、缩松、气孔缺陷。当铁水接边缘接触到砂箱中石英砂，在热传导作用下出现温度骤降时，极易发生局部凝固而出现缩松和气孔，并导致内部结构的变化，使模具的硬度和抗拉强度下降。当涂料中加入氟化钙后，其能在浇注时进入铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用消失模铸造工艺生产汽车模具的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：/na.模型制作：按模具图纸要求的尺寸，取泡沫板用数控机床雕刻成型，得泡沫模型；/nb.模型烘干：取泡沫模型在45-50℃下烘烤45-55小时，得干燥模型；/nc.模型上涂料：取干燥模型上涂料使形成2-4mm厚的涂层，上涂料的次数为2-3次，，每次上完涂料后进行烘烤，第一次上完涂料后在45-50℃下烘烤20-30小时，后续上完涂料后在45-50℃下烘烤45-55小时，得覆膜模型；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉50-70份、鳞片石墨粉5-15份、膨润土5-15份、锆英粉4-16份、聚苯乙烯1-10份和铝矾土1-10份。/nd.模型装箱：取覆膜模型置于型板上进行浇道组合，然后用树脂砂填充覆膜模型的各处死角，接着将砂箱罩在型板上，用锁扣将平板锁紧固定在砂箱上；所述砂箱为无底面和顶面的矩形框，所述型板为表面平整的平板；/ne.加砂振实：加入石英砂进行填充、振实，填满砂箱后刮平，盖上底板，用锁扣将底板锁紧固定在砂箱上，然后将砂箱翻转180°使型板的那一面朝上，打开固定型板的锁扣取出型板，接着加入石英砂再次振实，填满砂箱后刮平；所述底板为表面平整的平板；/nf.抽真空、浇注：在填满的砂箱上放入负压板，将砂箱表面覆盖薄膜进行密封，然后抽真空砂箱内形成0.4-0.6MPa的负压，用1350-1450℃的铁水进行浇注；所述负压板为表面设有通气孔的平板；/ng.开箱取件：浇注完成后，解除真空恢复常压，然后静置12小时以上取出负压板，倒出铸件，进行清砂和打磨，得汽车模具。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用消失模铸造工艺生产汽车模具的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
a.模型制作：按模具图纸要求的尺寸，取泡沫板用数控机床雕刻成型，得泡沫模型；
b.模型烘干：取泡沫模型在45-50℃下烘烤45-55小时，得干燥模型；
c.模型上涂料：取干燥模型上涂料使形成2-4mm厚的涂层，上涂料的次数为2-3次，，每次上完涂料后进行烘烤，第一次上完涂料后在45-50℃下烘烤20-30小时，后续上完涂料后在45-50℃下烘烤45-55小时，得覆膜模型；所述涂料包括以下重量份比的原料：石英砂粉50-70份、鳞片石墨粉5-15份、膨润土5-15份、锆英粉4-16份、聚苯乙烯1-10份和铝矾土1-10份。
d.模型装箱：取覆膜模型置于型板上进行浇道组合，然后用树脂砂填充覆膜模型的各处死角，接着将砂箱罩在型板上，用锁扣将平板锁紧固定在砂箱上；所述砂箱为无底面和顶面的矩形框，所述型板为表面平整的平板；
e.加砂振实：加入石英砂进行填充、振实，填满砂箱后刮平，盖上底板，用锁扣将底板锁紧固定在砂箱上，然后将砂箱翻转180°使型板的那一面朝上，打开固定型板的锁扣取出型板，接着加入石英砂再次振实，填满砂箱后刮平；所述底板为表面平整的平板；
f.抽真空、浇注：在填满的砂箱上放入负压板，将砂箱表面覆盖薄膜进行密封，然后抽真空砂箱内形成0.4-0.6MPa的负压，用1350-1450℃的铁水进行浇注；所述负压板为表面设有通气孔的平板；
g.开箱取件：浇注完成后，解除真空恢复常压，然后静置12小时以上取出负压板，倒出铸件，进行清砂和打磨，得汽车模具。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杜厚枢，覃诱硬，杜勇卫，
申请(专利权)人：柳州市顺昇机械有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45