[发明专利]一种自调温模具及其使用方法

权利要求书

1.一种自调温模具，包括模具本体(1)和模具外套(2)，其特征在于：所述模具本体(1)的内部开有形成工件(3)的模具腔(4)，模具本体(1)的外表面上设置导热涂料层(5)，模具本体(1)的外侧设有模具外套(2)，模具外套(2)的内壁上设有若干支撑柱(6)，支撑柱(6)的端部均抵靠在模具本体(1)的外壁上，模具外套(2)的内壁上以及支撑柱(6)的外壁上均设置隔热涂料层(7)，模具外套(2)和模具本体(1)之间形成的调温腔(8)内填充调温金属，调温腔(8)顶部的模具外套(2)上设有封闭塞(9)。

2.根据权利要求1所述的自调温模具及其使用方法，其特征在于：所述模具本体(1)采用铜合金或热作模具钢制成，模具本体(1)的壁厚为20-50mm。

3.根据权利要求1或2所述的自调温模具及其使用方法，其特征在于：所述隔热涂料层(7)的厚度为0.1～0.3mm。

4.根据权利要求3所述的自调温模具及其使用方法，其特征在于：所述调温金属为凝固温度100～280℃，熔化热40～150J/kg的金属或合金，合金采用锡、锂、锡铋合金或锡锌合金。

5.一种自调温模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选择调温金属：根据模具要求的工作温度范围和材质选择调温金属；要求调温金属无毒，不与模具材料发生反应，还要求调温金属的固相线温度Ts≥模具最低工作温度T1，且其液相线温度TL≤模具最高工作温度T2；

2)组装模具：将内层涂有隔热涂料层的模具外套和外层涂有导热涂料层的模具本体组装在一起并固定和密封牢固，形成容积为模腔体积2～8倍的调温腔；

3)配制和灌注调温金属；将步骤1)选定的调温金属熔化并过热至TL温度以上10～100℃后，注满模具外套与模具本体之间的调温腔内，并用封闭塞封闭；

4)调整模具温度；灌入模具调温腔的调温金属液受模具的冷却，发生凝固，放出热量，传给模具本体，使模具本体温度升至要求的工作温度T1，模具开始工作；当模具工作中受热，使模具本体升温时，模具本体将热量传给调温金属，调温金属受热升温达到固相线温度Ts时开始熔化，吸收大量的热，抑制了模具本体温度的持续升高；当高温工件离开模具腔后，模具本体的温度开始下降，相应地调温金属温度也下降，当调温金属温度降至其液相线温度TL时，调温金属再次开始凝固放热，使模具温度停止下降；如此反复，在模具整个使用过程中，模具本体的温度稳定在要求的工作温度范围内。

6.根据权利要求5所述的自调温模具的使用方法中，其特征在于：所述调温金属为凝固温度100～280℃，熔化热40～150J/kg的金属或合金，合金采用锡、锂、锡铋合金或锡锌合金。

7.根据权利要求5所述的自调温模具的使用方法中，其特征在于：所述隔热涂料层由以下重量份数的原料制成：硅藻土100，水玻璃10，水150-300；隔热涂料层的厚度为0.1～0.3mm；隔热涂料层可以显著减小调温金属与模具外套间的热交换，还可以防止调温金属对模具外套的热侵蚀。

8.根据权利要求5所述的自调温模具的使用方法中，其特征在于：所述导热涂料层由以下重量份数的原料制成：石墨粉100，水玻璃20，水300-400；导热涂料层既保护了调温金属对模具本体材料的热侵蚀，又不妨碍调温金属与模具本体间的热传递。