一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法技术

本发明专利技术公开一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，涉及机械设计及制造、增减材复合制造领域，包括：将一块金属块切割成与陶瓷模具的模芯尺寸相同，并将切割后的金属块作为所述模芯的基材；在所述基材上切割出所述模芯的侧表面；利用激光增材方式在所述侧表面制造耐磨层，并在所述模芯的上表面制造刃口层；切割所述耐磨层以及所述刃口层，形成所需的模芯。本发明专利技术能够提高模具表面强度以及使用寿命，降低生产成本高。生产成本高。生产成本高。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法


[0001]本专利技术涉及机械设计及制造、增减材复合制造领域，特别是涉及一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法。

技术介绍

[0002]模具被誉为“工业之母”，广泛应用于机械、汽车、航空、军工、能源等领域。模具在服役过程中因受到复杂热力循环作用，易产生磨损、裂纹、疲劳等，导致模具失效，影响产品质量，甚至导致停产，严重造成经济损失。
[0003]现有的模具制造通常采用两种方法：一种是整体采用低强度的普通钢材，刃口的使用寿命低，或者整体采用特种钢材，大大增加了生产成本；另一种是采用普通钢材作为基板，采用电弧增材的方式生成刃口，再通过减材的方式加工成最终的刃口形状，因为电弧热输入高，会导致基材受到热处理的作用，模具的表面强度会降低，同时单道熔覆的材料多，增加了减材的工作量。因此，现有的模具制造方式会出现模具表面强度以及使用寿命低，且生产成本高等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，以解决模具表面强度以及使用寿命低，且生产成本高的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，包括：
[0007]将一块金属块切割成与陶瓷模具的模芯尺寸相同，并将切割后的金属块作为所述模芯的基材；
[0008]在所述基材上切割出所述模芯的侧表面；
[0009]利用激光增材方式在所述侧表面制造耐磨层，并在所述模芯的上表面制造刃口层；r/>[0010]切割所述耐磨层以及所述刃口层，形成所需的模芯。
[0011]可选的，所述金属块为碳钢、模具钢或镍基合金钢。
[0012]可选的，所述耐磨层以及所述刃口层的耐磨材料为铁基合金、镍基合金、钴基合金或陶瓷增强复合金属材料。
[0013]可选的，所述在所述基材上切割出所述模芯的侧表面，之前还包括：
[0014]采用数控机床或者多自由度机械手臂，搭载电主轴以及刀具，对所述基材进行铣削、磨削以及抛光打磨，切割出所述模芯的侧表面。
[0015]可选的，所述利用激光增材方式在所述侧表面制造耐磨层，并在所述模芯的上表面制造刃口层，具体包括：
[0016]采用六轴机械臂搭载激光器在所述侧表面制造耐磨层，并在所述模芯的上表面制造刃口层。
[0017]可选的，激光增材时的工艺参数包括：
[0018]激光功率范围为400W
‑
1800W；送粉量范围为3g/min
‑
25g/min；送粉气流量范围为2L/min
‑
8L/min；扫描速度范围为10mm/s
‑
200mm/s；搭接率范围为30％
‑
70％。
[0019]可选的，所述切割所述耐磨层以及所述刃口层，形成所需的模芯，具体包括：
[0020]采用数控机床或者多自由度机械手臂，搭载电主轴以及刀具，切割所述耐磨层以及所述刃口层，形成所需的模芯。
[0021]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，本专利技术先通过减材方式切割模芯的侧表面，并利用激光增材方式在侧表面制造耐磨层，在模芯的上表面制造刃口层，最后再利用减材方式切割耐磨层及刃口层，形成最终所需的模芯，本专利技术在模芯的侧表面以及上表面制造耐磨层以及刃口层，使得模芯的侧表面以及上表面的硬度显著增强，使得模具模芯的耐磨性显著升高，从而能够增加模芯的使用寿命；此外，本专利技术利用激光增减材结合的方式制造陶瓷模具的模芯，加工效率高、材料利用率高、可以显著降低生产成本。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术所提供的陶瓷模具模芯激光增减材制造方法流程图；
[0024]图2为步骤101中切割完成的基材示意图；
[0025]图3为步骤102中第一次减材完成的模芯示意图；
[0026]图4为步骤103中增材完成的模芯示意图；
[0027]图5为步骤103中增材完成模芯的横截面示意图；
[0028]图6为步骤104中第二次减材精加工完成的模芯示意图；
[0029]图7为步骤104中第二次减材精加工完成的模芯横截面示意图；
[0030]图8为第一种刃口型式示意图；
[0031]图9为第一种刃口型式示意图；
[0032]图10为第一种刃口型式示意图；
[0033]图11为陶瓷模具模芯激光增减材制造过程示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]本专利技术的目的是提供一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，能够提高模具表面强度以及使用寿命，降低生产成本高。
[0036]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0037]激光增材再制造技术是当前最流行的绿色再制造技术之一，它以高能束激光为热源，具有热量输入低、稀释小、热影响区小及变形小等特点，在高附加值模具的制造领域具有广阔的应用前景。
[0038]通过激光增减材技术可以改善模具的表面硬度、提高模具的热稳定性和耐磨性，从而有效提高模具的使用寿命，降低生产成本和保证加工产品的质量。
[0039]实施例一
[0040]图1为本专利技术所提供的陶瓷模具模芯激光增减材制造方法流程图，如图1所示，本专利技术提供了一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，包括：
[0041]步骤101：将一块金属块切割成与陶瓷模具的模芯尺寸相同，并将切割后的金属块作为所述模芯的基材。图2为步骤101中切割完成的基材示意图，如图2所示。
[0042]在实际应用中，所述金属块为碳钢、模具钢或镍基合金钢。
[0043]步骤102：在所述基材上切割出所述模芯的侧表面。图3为步骤102中第一次减材完成的模芯示意图，如图3所示。
[0044]在实际应用中，所述步骤102之前还包括：采用数控机床或者多自由度机械手臂，搭载电主轴以及刀具，对所述基材进行铣削、磨削以及抛光打磨，切割出所述模芯的侧表面。
[0045]在所述步骤102减材加工的前后，还需要对加工面进行清洗，包括但不限于喷砂、超声清洗等。
[0046]步骤103：利用激光增材方式在所述侧表面制造耐磨层，并在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，其特征在于，包括：将一块金属块切割成与陶瓷模具的模芯尺寸相同，并将切割后的金属块作为所述模芯的基材；在所述基材上切割出所述模芯的侧表面；利用激光增材方式在所述侧表面制造耐磨层，并在所述模芯的上表面制造刃口层；切割所述耐磨层以及所述刃口层，形成所需的模芯。2.根据权利要求1所述的陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，其特征在于，所述金属块为碳钢、模具钢或镍基合金钢。3.根据权利要求1所述的陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，其特征在于，所述耐磨层以及所述刃口层的耐磨材料为铁基合金、镍基合金、钴基合金或陶瓷增强复合金属材料。4.根据权利要求1所述的陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，其特征在于，所述在所述基材上切割出所述模芯的侧表面，之前还包括：采用数控机床或者多自由度机械手臂，搭载电主轴以及刀具，对所述基材进行铣削、磨削以及抛光打磨，切割出所述模芯的侧表面。5.根据权利要求1所述的陶瓷模具模芯激光增减材制造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕贵军，李新生，曹立超，陈立佳，
申请(专利权)人：佛山市云生海机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：