[发明专利]石膏-钢的气体喷涂工艺

说明书

石膏一钢的气体喷涂工艺是用于制作注射成型模的，属于模具制造领域。

一般通过常温金属喷涂来制造注射成型模的方法是，在易加工且耐热性低的材料如木材、塑料、石膏、低熔点金属制成的基体模表面上，涂布一层以水溶性粘合剂（如水玻璃）及织物为主体的表面处理剂，再喷涂一薄层硬度高的金属，例如镍、铬或其合金，接着，为了增强这层金属模，要在其上再喷涂一层金属或涂以树脂。然后，从基体模上将喷涂模取下即可。它与传统的刻制硬质合金毛坯，切削或者以易加工的金属为基体金属模再电镀硬质合金的加工方法相比，它具有不受形状复杂程度的限制，制作较易，工时短的优点，但其涂层结构基本上是机械结合，其喷涂层的强度要比冶金结合的金属模低，易损坏，在铸造时由于热冲击产生龟裂也会降低寿命。为解决这个问题，本发明提出了一种石膏-钢的气体喷涂工艺，其特征在于，它以硅溶胶作表面处理剂，在风干后又刷一层，旋即用冷喷洒的方法喷洒一层由镍、铬、硼、硅为主的粉末，也可用镍包铝粉，然后风干，或在120℃下烘干，为了增强起见，再在石膏型上喷涂一层钢，其厚度为4-5mm，第二步再喷铝作为填充剂，其厚度视需要而定，第三步再喷涂一层4-5mm厚的钢。上述由镍、铬、硼、硅为主的粉末其成份的百分比为：镍的成份为75%，铬为10-20，硼为1.4-3，硅为2-4，铁在10以下，碳在0.5-0.8之间，其粉末粒度为180-320目/时，粉层厚度在0.5mm以下。其镍包铝粉的成份百分比为：镍为60-70，铝为40-30，其粉末粒度为180-320目/时，其余相同。由于本发明型腔面是由镍、铬、硼、硅为主的粉末与热喷涂的高碳钢涂层结合而成。镍/硅/硼/铬在结合后可放出热量会促使镍、铬等向高碳钢中扩散，因而强度很高。其中除机械结合外，通过X射线衍射及电子探针分析表明，涂层界面已产生微冶金结合，因而型腔面具有更高的耐磨性及强度。其次，由于采用硅溶胶作表面处理剂，其强度、粘结度、耐高温性均比水玻璃好，比起由水玻璃和织物为主组成的表面处理剂来其组成更为简单。另外，本发明采用了冷喷洒粉要比热喷粉简便，成本也低。最后本发明的填充层是导热性很好的铝，比起用树脂或树脂类纤维合成物作成的补强层，其更适用于垫塑性材料，不必再埋设冷却管子，制模工序简单，使用方便。

本发明在制作石膏型时，要先在水中加入乳胶并搅拌均匀，静置数分钟后去除表面泡沫，再加入石膏粉搅拌均匀，倒入型箱内即成。其石膏粉，水和乳胶的重量百分比为55-65∶25-35∶5-15。

实施例：

喷涂材料：高碳钢绞丝，直径1.6-2.0mm;

乙炔压力：0.5-1.0Kg/cm²;

压缩空气压力：4-6Kg/cm²;

氧气压力：4Kg/cm²;

送丝速度：钢丝：3-5m/min;

铝丝：5-7m/min;

喷涂距离：第一壳层：200-400mm;

填充层：100-200mm;

第二壳层：100-200mm;

喷制一个兔型钢模，约3-4小时，喷涂厚度（钢+铝+钢）为15-30mm。

任意型钢模的横截面见图一。其中：1石膏基体膜;2喷涂模;3表面处理层;4第一壳层;5填充层;6第二壳层。

在制作时，不用加钢制边框，喷涂完后只要用简单的铣或刨等机加工来制成所需形状即可。

本发明制成的兔型钢模，其实验数据如下：

检验强度：15-17Kg/mm²，（用目前一般的方法做，都在14Kg/mm²以下）。

硬度：HRG30-35;气孔率：6-8%;

实验证明：用本发明制作的模具与传统制模方法相比其特点是：具有较高的强度及耐磨性，可以准确地复制基本模的花纹，制模周期短，成本低，工序简单，尤其适合于型腔复杂，机加工或电火花加工难以实现的模具制造中。

参考文献：

1、日本专利：特公昭54    138834。

2、日本专利：特公昭55    122867。

3、中国专利：GN85104245A。