[发明专利]金属基高分子材料、高分子复合材料及其制备的模具

说明书

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种金属基高分子材料，包括：环氧树脂、改性环氧树脂、环氧稀释剂、分散剂、抗沉降助剂、聚合助剂、消泡剂、Ti、氧化铁粉、电解铁粉、还原铁粉、碳黑、Cr、Mn、Mg、Zn、Wc、Al以及陶瓷微粉。金属基高分子复合材料，包括金属基高分子材料和固化剂；一种模具，采用高分子复合材料制备而成。制备的模具强度和硬度高、收缩性小、抗沉降好。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种金属基高分子材料、高分子 复合材料及其制备的模具。

背景技术

汽车产品试制一般发生在整车企业需要推出全新车型或者对原有车型进行 改款或升级时。汽车产品试制的对象主要指样车、车身、车身局部、内外饰件 和零部件。试制样车一般有概念车、验证车和试验用车三种,概念设计更多关注 外观和造型；而验证车和试验用车设计和试制更多强调尺寸合理及质量合格等。 试制样车中各试制件以冲压成形和钣金件居多，一般是采用冷冲压成形技术成 型各金属试制样件。随着整车制造企业推出新车型周期越来越短并快速占领品 牌市场。为了减少此一阶段的开发周期与成本，提升产品的时效性与成本竞争 性，因此有快速模具技术的发展。快速模具技术(Rapid Tooling-RT)是由快速 成型技术(Rapid Prototyping-RP)发展而来的一类快速制造模具的新方法和新工艺。样车(Prototype Vehicle),就是在开发新车型过程中制造的样品车。样车 试制就是通过制造样品车，对新车型进行各种评价、性能试验和改进等。当造 型设计和车身零部件设计基本完成之后，车厂要根据设计数据进行少量的样车 试制，通过试验评价找出样车的不足然后改进设计，接着制作下一版本样车。 一般需经过几轮样车试制和试验，新车型才能定性投产。样车又分为概念车、 验证车、和试验用车三种。样车试制主要有以下几方面目的：

1、通过实际加工制造，验证和改进加工工艺，保证精度和降低成本；

2、通过试验和改进设计，保证量产车的各个部件、整车性能和可靠性；

3、通过样车展示，试探市场和消费者反应，为量产后的宣传和销售策略提 供有用参考，规避市场风险。

目前快速试制模具主要应用的材料有：灰铸铁(FC30)、普通钢、锌合金 (ZAS)、高分子合金；

灰铸铁(FC30)：铸造过程污染严重、能耗高、周期长、不易加工、综合成 本越来越高，强度、疲劳性均不高；

目前市场上高分子合金模具存在的普遍问题在于模具硬度不足，金属板材 压件的件数低于200件，无法达到经济规模；

合金材料，成本高，快速试制模具锌基合金(ZAS)是可以循环使用的模具材 料,在550℃融化回炉,铸造周期比FC30快一周左右,但硬度较低，冲压零件100 片左右就需要修模,薄板且浅拉伸的零件会采用，由于低熔点合金材料强度低 (抗拉强度只有60MPa左右),所以对于板厚超过1.5mm的板材不十分合适。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明通过采用以下几方面的技术方案来解决。

第一方面：

一种金属基高分子材料，按重量计包括以下组分：

6～8份Ti,3～8份2000目氧化铁粉、1～3份1200目氧化铁粉、3～4份 1600目电解铁粉、1～5份1600目还原铁粉、3～6份800目还原铁粉、3～4份 600目碳黑、4～7份Cr、3～7份Mn、5～7份Mg、1～5份Zn、1～5份Wc、 1.5～3.5份Al、3～8.5份陶瓷微粉；

5～10份环氧树脂、5～10份改性环氧树脂、6.6～12份环氧稀释剂、0.2～ 0.5份分散剂、0.2～0.5份抗沉降助剂、1～2份聚合助剂以及2～5份消泡剂。

进一步的，所述金属基高分子材料还包括5～10份石墨烯树脂溶液；