[發明專利]一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法

有效

• 申請號: 202010620873.8
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111716084B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 楊宗輝;成家林;張旭;李曉泉
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B23P15/24
• 分類號: B23P15/24;B23K9/167;B23K9/32;B23K10/00;B22F3/11;B22D19/00;B22D19/02;B22D19/16;B33Y10/00;B33Y80/00;B23K101/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：以鋼質板材(4)為原始成形材料制備漸進成形件；

步驟2：在漸進成形件的一個表面上3D打印蜂窩結構(8)；

步驟3：在蜂窩結構(8)的蜂窩孔(12)中種植焊釘(9)；

步驟4：制備銅/鋼復合注塑模具(1)的銅基體鑄件，其中，漸進成形件打印有蜂窩結構(8)并種植了焊釘(9)的表面面向鑄造型腔，澆注后，打印有蜂窩結構并種植了焊釘的漸進成形件表面和銅基體通過鑄焊結合；

步驟5：在銅基體鑄件中加工冷卻通道(21)；

步驟6：在銅基體鑄件的鋼覆層上3D打印銅/鋼復合注塑模具(1)的鋼強化層(7)，形成銅/鋼復合注塑模具毛坯件；

步驟7：對銅/鋼復合注塑模具毛坯件進行機械加工。

2.根據權利要求1所述的一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，所述的漸進成形件以2～6mm的鋼質板材(4)為原始成形材料制備，漸進成形件凹面或凸面的曲面形狀為銅/鋼復合注塑模具(1)的凹模(2)或凸模(3)的型腔曲面(10)及分型面(11)減去鋼強化層(7)后對應的曲面形狀。

3.根據權利要求1所述的一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，所述蜂窩結構(8)的蜂窩孔(12)內切圓直徑為8～50mm，蜂窩孔(12)高5～20mm，蜂窩孔(12)壁厚2～8mm，制造銅/鋼復合注塑模具(1)的凹模(2)時，蜂窩結構(8)打印在漸進成形件的凸面，制造銅/鋼復合注塑模具(1)的凸模(3)時，蜂窩結構(8)打印在漸進成形件的凹面。

4.根據權利要求1所述的一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，所述的焊釘(9)通過螺柱焊焊接在各蜂窩孔(12)中心部位對應的漸進成形件表面。

5.根據權利要求1所述的一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，所述銅/鋼復合注塑模具(1)的銅基體鑄件的制備方法為：

1)對打印有蜂窩結構(8)并種植了焊釘(9)的漸進成形件進行清洗；

2)在清洗后的漸進成形件表面涂刷適應銅/鋼硬釬焊的硬釬劑；

3)準備鑄造型腔：銅基體鑄件的鑄造型腔由漸進成形件、砂箱(15)及壓板(16)三者圍成；

4)澆注，銅熔體澆注、凝固后獲得銅基體鑄件，同時漸進成形件與銅基體(6)通過鑄焊結合，并成為銅基體鑄件的鋼覆層。

6.根據權利要求1所述的一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，所述的鋼強化層(7)以銅基體鑄件的鋼覆層曲面為3D打印起始面，以銅/鋼復合注塑模具(1)的凹模(2)或凸模(3)的型腔曲面(10)及分型面(11)為3D打印結束面。

7.根據權利要求1或6所述的一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，所述的鋼強化層(7)以銅基體鑄件的鋼覆層為基板，采用電弧3D打印方法制備而成。

8.根據權利要求7所述的一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，所述電弧3D打印第一層的焊道熔深不超過漸進成形件厚度的三分之二。

9.根據權利要求8所述的一種蜂窩加植釘界面結構的銅/鋼復合注塑模具制造方法，其特征在于，所述電弧3D打印的焊接方法采用冷金屬過渡MIG焊或填絲TIG焊或填絲等離子弧焊，電弧3D打印過程中在銅基體鑄件的冷卻通道(21)中通冷卻水。