[发明专利]一种复合材料模具的制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料模具及其制造工艺，属于铸造工装设备领域。

背景技术

水冷金属型离心铸造生产气缸套具有效率高、铸件组织致密等优点，而在气缸套生产企业多采用套筒式复合材料模具，传统套筒式复合材料模具的形成过程，直接将内模具装配于外模具中，离心铸造气缸套开始时，对模具进行400-450℃预热，模具加热膨胀，由于内模具加热膨胀较大，在预热过程中，内模与外模产生一定的过盈量，然而由于外模内壁、内模外壁在加工过程中圆度及直线度误差问题，常常使内模具与外模具之间的贴合面不可能全部过盈，而在局部产生一定的间隙（空气），因此，在水冷金属型离心铸造生产气缸套时，这些局部间隙为热的不良导体，常使气缸套毛坯局部冷却慢，从而造成毛坯整体质量不一致，同时造成铸造废品、机加工变形废品等的提高。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种导热性均匀、结构简单、生产毛坯质量稳定、废品率低的复合材料模具。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种复合材料模具及其制造工艺，所述的复合材料模具包括内模具和外模具，所述的内模具和外模具之间设有一层石墨层。

进一步，作为一种优选方案，所述的外模具材质为HT250,所述的内模具的材质为21CrMo10钢。

进一步，作为一种优选方案，所述的石墨层的厚度为0.02～0.1mm。

一种复合材料模具的制造工艺，步骤如下：

1）、制造出用离心方法铸造气缸套的内模具和与之配合的外模具；

2）、在内模具外壁涂一层0.1～0.5mm厚的石墨浆料，将内模具装配于外模具中；

3）、对模具进行预热，预热温度为400～450℃，模具加热膨胀，挤压石墨浆料；

4、石墨浆料在预热和挤压过程中进一步烧结形成石墨层。

进一步，作为一种优选方案，所述的石墨浆料为纯净水、粘结剂和石墨粉混合搅拌形成的混合物。

进一步，作为一种优选方案，所述的石墨层的厚度为0.02～0.1mm。

与现有技术相比，本发明结构简单、实施成本低，效果明显。利用复合材料模具的外模具和内模具在预热时候内模具膨胀比外模具大，在内模外壁涂抹石墨浆料，在预热挤压的时候，石墨浆料可以填满内、外模具之间的间隙，并进一步烧结形成石墨层，使外模具和内模具之间贴合更加紧密，由于石墨层良好的导热率，是内、外模具之间导热均匀，进而使生产出来的毛坯整体质量一致，因冷却不均导致的废品率和变形率明显降低。

附图说明

图1是本发明的结构及生产过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1所示，一种复合材料模具，所述的复合材料模具包括内模具2和外模具1，所述的内模具2和外模具1之间设有一层厚度为0.02～0.1mm石墨层3。外模具1材质为HT250,所述的内模具2的材质为21CrMo10钢。

一种复合材料模具的制造工艺，步骤如下：

1）、制造出用离心方法铸造气缸套的内模具2和与之配合的外模具1；

2）、在内模具2外壁涂一层0.1～0.5mm厚的石墨浆料，石墨浆料为纯净水、粘结剂和石墨粉混合搅拌形成的混合物，将内模具2装配于外模具1中；

3）、对模具进行预热，预热温度为400～450℃，模具加热膨胀，挤压石墨浆料；

4）、石墨浆料在预热和挤压过程中进一步烧结形成石墨层3。

在实际生产中，离心铸造气缸套毛坯生产前，先在内模具2外壁涂一层0.1～0.5mm厚的石墨浆料，再将内模具2装配于外模具1中，然后对模具进行预热，预热温度400～450℃，模具加热膨胀，由于内模具2加热膨胀较大，因此对石墨浆料进行挤压，并在预热过程中进一步烧结，在内模具2与外模具1之间形成一层0.02～0.1mm厚的石墨层3；离心铸造生产时，将熔炼好的高温铁液转入浇注杯4中，再由浇注杯倒入浇注槽5，铁水经过浇注槽5进入高速旋转的内模具2，铁液在离心力的作用下形成气缸套毛坯，再由激水管6对外模具1进行冷却，由于热传导作用将毛坯的热量通过内模具2传导至中间石墨层3进一步传导至外模具1，由激水管6喷出的冷却水带走，最后，铸造毛坯由推缸盘推出模具。在此过程中，热传导的均匀性直接影响着气缸套毛坯整体质量的一致性以及铸造废品率及机加工废品率。