[发明专利]一种面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法

权利要求书

1.一种面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）根据目标制备物的结构设计模具结构，模具结构分解为公模、母模，将模具结构抽壳3～5mm并去除一个非配合面后，使用光固化快速成形方法制造模具树脂件；在所制造的模具树脂件的内表面和内侧壁喷涂3～6mm厚的低熔点合金，再将树脂腐蚀后获得金属模具型壳；

2）根据模具结构设计其随形冷却管道，然后使用光固化快速成形方法制造随形冷却管道树脂件；在所制备的冷却管道树脂件的外壁喷涂2～4mm厚的低熔点合金，再将树脂腐蚀后获得金属形冷却管道；

3）将金属模具型壳和金属形冷却管道组装后获得组装型壳，在组装型壳空腔内填充融化的低熔点钎料和金属粉的混合材料，填满组装型壳并将表面均匀涂平；然后在常温条件下冷却固化得到金属模具，再将其表面打磨平整。

2.如权利要求1所述的面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，所述的公模、母模的内形面由树脂模具的形面反复制而来；

将公模和母模分别制备金属模后再进行组装，形成一个完整的金属模具。

3.如权利要求1所述的面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，所述的光固化快速成形方法包括：首先使用分层软件将设计好的树脂模具转化为若干薄层平面图形数据输入到光固化快速成型机中；光固化快速成形时，使用激光器逐层扫描液体树脂液面，逐层固化后的树脂构成所需要的树脂模具；常温下固化时间为6-24h，在30-35℃条件下固化时间为3-12h。

4.如权利要求3所述的面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，所述的光固化快速成形方法中所采用的光固化树脂，在液体时30℃下粘度约为240cps，密度1.1～1.2g/cm³，光固化后拉伸强度45.4～45.7MPa，弹性模量2460～2500MPa，邵氏硬度为D约为81。

5.如权利要求1所述的面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，所述的喷涂是电弧喷涂，喷涂使用的合低温金为ZnAl合金，喷涂过程中喷涂电压为28～30V，电流为50～80A，气压0.4-0.5MPa，扫描速度8m/min，喷涂距离200mm。

6.如权利要求1所述的面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，所述的低熔点合金材料的熔点低于200℃。

7.如权利要求1所述的金属模具的快速制造方法，其特征在于，所述的树脂腐蚀过程是将树脂在化学腐蚀液中腐蚀1～4h，将光固化树脂去除；所述的化学腐蚀液为用氢氧化钠或氢氧化钾的醇溶液。

8.如权利要求1所述的面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，所述的低熔点钎料的熔点温度要低于所喷涂的低熔点合金的熔点温度，混合材料中金属粉的质量比例为30～60%。

9.如权利要求1所述的面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，所述的混合材料是在180～220℃温度下填充的，低熔点钎料的熔点低于200℃；所述的金属粉为铜粉、铝粉或铁粉；在混合浆料的填充时使用振动设备辅助灌浆。

10.如权利要求1所述的面向涡轮叶片的金属模具快速制造方法，其特征在于，所述的模具尺寸精度和表面质量高于目标制备物蜡模的精度质量，同时在混合材料灌注的时候保持装配模具外形尺寸不变形；所述的金属模具被打磨后表面光滑，无气泡或者凸起。