專利名稱：石膏-鋼的氣體噴涂工藝的制作方法
石膏-鋼的氣體噴涂工藝是用于制作注射成型模的，屬于模具制造領(lǐng)域。
一般通過常溫金屬噴涂來制造注射成型模的方法是，在易加工且耐熱性低的材料如木材、塑料、石膏、低熔點(diǎn)金屬制成的基體膜表面上，涂布一層以水溶性粘合劑(如水玻璃)及織物為主體的表面處理劑，再噴涂一薄層硬度高的金屬，例如鎳、鉻或其合金，接著，為了增強(qiáng)這層金屬模，要在其上再噴涂一層金屬或涂以樹脂。然后，從基體模上將噴涂模取下即可。它與傳統(tǒng)的刻制硬質(zhì)合金毛坯，切削或者以易加工的金屬為基體金屬模再電鍍硬質(zhì)合金的加工方法相比，它具有不受形狀復(fù)雜程度的限制，制作較易，工時(shí)短的優(yōu)點(diǎn)，但其涂層結(jié)構(gòu)基本上是機(jī)械結(jié)合，其噴涂層的強(qiáng)度要比冶金結(jié)合的金屬模低，易損壞，在鑄造時(shí)由于熱沖擊產(chǎn)生龜裂也會(huì)降低壽命。為解決這個(gè)問題，本發(fā)明提出了一種石膏-鋼的氣體噴涂工藝，其特征在于，它以硅溶膠作表面處理劑，在風(fēng)干后又刷一層，旋即用冷噴灑的方法噴灑一層由鎳、鉻、硼、硅為主的粉末，也可用鎳包鋁粉，然后風(fēng)干，或在120℃下烘干，為了增強(qiáng)起見，再在石膏型上噴涂一層鋼，其厚度為4～5mm，第二步再噴鋁作為填充劑，其厚度視需要而定，第三步再噴涂一層4～5mm厚的鋼。上述由鎳鉻、硼、硅為主的粉末其成份的百分比為鎳在60～75之間，鉻為10～20，硼為1.4～3，硅為2～4，鐵在10以下，碳在0.5～0.8之間，其粉末粒度為180～320目/時(shí)，粉層厚度在0.5mm以下。其鎳包鋁粉的成份百分比為鎳為60～70，鋁為40～30，其粉末粒度為180～320目/時(shí)，其余相同。由于本發(fā)明型腔面是由鎳、鉻、硼、硅為主的粉末與熱噴涂的高碳鋼涂層結(jié)合而成，鎳/硅硼/鉻在結(jié)合后可放出熱量會(huì)促使鎳鉻等向高碳鋼中擴(kuò)散，因而強(qiáng)度很高。其中除機(jī)械結(jié)合外，通過X射線衍射及電子探針分析表明，涂層界面已產(chǎn)生微冶金結(jié)合，因而型腔面具有更高的耐磨性及強(qiáng)度。其次，由于采用硅溶膠作表面處理劑，其強(qiáng)度、粘結(jié)度、耐高溫性均比水玻璃好，比起由水玻璃和織物為主組成的表面處理劑來其組成更為簡(jiǎn)單。另外，本發(fā)明采用了冷噴灑粉要比熱噴粉簡(jiǎn)便，成本也低。最后本發(fā)明的填充層是導(dǎo)熱性很好的鋁，比起用樹脂或樹脂類纖維合成物作成的補(bǔ)強(qiáng)層，其更適用于墊塑性材料，不必再埋設(shè)冷卻管子，制模工序簡(jiǎn)單，使用方便。
本發(fā)明在制作石膏型時(shí)，要先在水中加入乳膠并攪拌均勻，靜置數(shù)分鐘后去除表面泡沫，再加入石膏粉攪拌均勻，倒入型箱內(nèi)即成。其石膏粉，水和乳膠的重量百分比為55～65∶25～35∶5～15。
實(shí)施例噴涂材料高碳鋼絞絲，直徑1.6～2.0mm;
乙炔壓力0.5～1.0Kg/cm2;
壓縮空氣壓力4～6Kg/cm2;
氧氣壓力4Kg/cm2;
送絲速度鋼絲3～5m/min;
鋁絲5～7m/mln;
噴涂距離第一殼層200～400mm;
填充層100～200mm;
第二殼層100～200mm;
噴制一個(gè)兔型鋼模，約3～4小時(shí)，噴涂厚度(鋼+鋁+鋼)為15～30mm。
任意型鋼模的橫截面見圖一。其中1石膏基體膜;2噴涂模;3表面處理層;
4第一殼層;5填充層;6第二殼層。
在制作時(shí)，不用加鋼制邊框，噴涂完后只要用簡(jiǎn)單的銑或刨等機(jī)加工來制成所需形狀即可。
本發(fā)明制成的兔型鋼模，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下檢驗(yàn)強(qiáng)度15～17Kg/mm2，(用目前一般的方法做，都在14Kg/mm2以下)。
硬度HRG30～35;氣孔率6～8%;
實(shí)驗(yàn)證明用本發(fā)明制作的模具與傳統(tǒng)制模方法相比其特點(diǎn)是具有較高的強(qiáng)度及耐磨性，可以準(zhǔn)確地復(fù)制基本模的花紋，制模周期短，成本低，工序簡(jiǎn)單，尤其適合于型腔復(fù)雜，機(jī)加工或電火花加工難以實(shí)現(xiàn)的模具制造中。
參考文獻(xiàn)1、日本專利特公昭54138834。
2、日本專利特公昭55122867。
3、中國(guó)專利GN85104245A。
權(quán)利要求
1.石膏-鋼的氣體噴涂工藝，屬于模具制造領(lǐng)域，一般是以易加工且耐熱性低的材料如石膏作基體膜，再在其表面涂布一層表面處理劑，再噴涂一層鎳、鉻或其合金，接著為增強(qiáng)這層金屬模，可以再在其上噴涂一層廉價(jià)金屬，本發(fā)明的特征在于，以硅溶膠作表面處理劑，待風(fēng)干后又刷一層，再立即用冷噴灑的方法噴灑一層由鎳、鉻、硼、硅為主的粉末，也可用鎳包鋁粉，然后風(fēng)干或在120℃下烘干，再在石膏型上噴涂一層鋼，厚度為4～5mm，第二步再噴鋁作填充劑，其厚度視需要而定，第三步再噴涂一層4～5mm厚的鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氣體噴涂工藝，其中所說的由鎳、鉻、硼、硅為主的粉末其特征在于，其成份的百分比為鎳在60～75之間，鉻為10～20，硼為1.4～3，硅為2～4，鐵在10以下，碳在0.5～0.8間，其粉末粒度為180～320目/時(shí)，粉層厚度在0.5mm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的氣體噴涂工藝，其中所說的鎳包鋁粉，其特征在于，其成份百分比為鎳為60～70，鋁為40～30，其粉末粒度為180～320目/時(shí)。
全文摘要
石膏-鋼的氣體噴涂工藝，屬于模具制造領(lǐng)域。
與一般通過常溫金屬噴涂來制造注射成型模的方法相比，本發(fā)明的特征為以硅溶膠作表面處理劑，采用冷噴灑的工藝，以用由鎳、鉻、硼、硅為主的粉末與熱噴涂的高碳鋼涂層的結(jié)合物來構(gòu)成型腔面。用這種氣體噴涂工藝制成的鋼模其強(qiáng)度和耐磨性高，成本低，工序簡(jiǎn)單，制模周期短，特別適合于型腔復(fù)雜、機(jī)加工或電火花加工難以實(shí)現(xiàn)的模具制造中。
文檔編號(hào)C23C4/06GK1031043SQ8710427
公開日1989年2月15日 申請(qǐng)日期1987年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月20日
發(fā)明者胡傳炘, 章帆, 徐鋒, 王超然, 錢冠龍, 張立 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué), 北京化工機(jī)械廠