[發明專利]一種改善泡沫鋁模具熱變形的模具

無效

• 申請號: 201210488076.4
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102935504A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 趙學剛;楊屹;葉斌;楊剛;魏家飛;李子劍;曹勇
• 申請（專利權）人: 四川廣元博銳精工科技有限公司;四川大學
• 主分類號: B22D21/04
• 分類號: B22D21/04;C22C1/08;C22C21/00
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及屬于泡沫鋁設備制造技術領域，具體涉及一種超大規格泡沫鋁板材模具設計中改善泡沫鋁模具熱變形的模具。

背景技術

泡沫鋁是一種在鋁基體中分布無數氣泡的類似泡沫狀的輕型金屬材料，一般孔隙率為40％-98％，它同時兼有氣泡和金屬的特征，是一種新型的功能和結構一體化的工程材料。泡沫鋁擁有孔隙率高、密度低和比表面積大等特點，因而具有吸音、隔熱、吸能、緩震和電磁屏蔽等特性。這種材料具有廣泛的應用前景，可以被應用于交通、建筑、冶金、機械、通訊、化工和航天工程等領域，近年來已逐漸成為中國、日本和歐美等國家在材料研究上的熱門課題之一。

由于世界范圍內對未來材料的新要求，加上國內對環保、節能等領域的不斷重視，促進了泡沫鋁行業在國內的發展，但是目前國內對于泡沫鋁行業的研究大多局限于成型工藝方法方面，而對于泡沫鋁模具方面的研究甚少，尤其是用于生產特大型泡沫鋁的模具。在目前的泡沫鋁生產行業，泡沫鋁在成型之后的冷卻方式一般是隨著模具強制水冷，由熱力學知識可以知道，相同材料的模具，尺寸規格越大，模具中的填充的高溫液態金屬越多，其蓄熱量就越多，那么在冷卻尤其是噴水激冷過程中所受的內應力就越大，如果沒有對模具進行很好的保護，則會產生巨大的變形，不僅會導致成型后的泡沫鋁產品無法順利從模具取出，而且會降低模具的使用壽命，其產生的直接經濟后果是生產成本的增加，因此如何有效減少模具在反復的受冷和受熱的過程中所產生的變形一直阻礙著泡沫鋁模具行業的發展。目前中船重工725所率先在國內實現了泡沫鋁實用制造技術的開發，并最早制備出了可工程應用的1500mm×500mm標準規格的泡沫鋁的模具且獲得應用，而大多數公司所生產的泡沫鋁一般都停留在600mm×600mm或500mm×500mm水平，國外目前最多為800mm×800mm，之所以會出現這種情況，其中因素之一便是受制于泡沫鋁模具的開發與應用。

發明內容

本發明的目的是針對目前在生產大型泡沫鋁板材過程中所存在的模具變形大的問題，提供了一種可有效避免模具變形問題的新工藝、新方法。采用本工藝加工而成的模具，生產出的泡沫鋁最大尺寸可以達到2600mm×1000mm×600mm，而且形狀完整，模具變形小，便于脫模。

本發明采用如下技術方案：

1)在模具材質的選擇方面，采用塑料模具鋼3Cr₂Mo，3Cr₂Mo綜合力學性能好，淬透性高，可以使較大截面的鋼材獲得較均勻的硬度，并具有很好的拋光性能，模具表面光潔度高。通過實驗表明使用該鋼材制造模具時，既保證模具的使用性能，又避免在反復的受熱和冷卻過程中所引起的模具變形。

2)對模具的表面進行加工處理，模具的底板和四周均加工成一個個保持一定間距的溝狀圓環，這些圓環就構成了一個個孤立的區域。

在模具的加工方面，目前大多數模具廠家均是采用安裝加強筋的方式來阻止模具的變形，既增加了模具的重量，又增加了泡沫鋁的生產成本。實踐表明，本發明的這一改進完全適用于生產過程，因為這些“孤島區域”在模具受熱膨脹和冷卻收縮的過程中能夠有效地阻止材料中內應力的傳遞過程，減少模具所受到的應力作用，延長了模具的使用壽命，降低了生產成本；同時這一改進還增大了模具與冷卻介質(空氣、水、油等)的接觸面積，使產品能夠快速冷卻，提高了生產效率。

附圖說明

圖1為本發明的模具中溝狀圓環的結構示意圖，圖2為其剖面圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。

1、本發明實施例所采用的材質為3Cr₂Mo模具鋼，化學成分如下表所示：

3Cr₂Mo鋼的化學成分(GB/T1299-2000)w/％