[发明专利]一种改善泡沫铝模具热变形的模具

说明书

技术领域

本发明涉及属于泡沫铝设备制造技术领域，具体涉及一种超大规格泡沫铝板材模具设计中改善泡沫铝模具热变形的模具。

背景技术

泡沫铝是一种在铝基体中分布无数气泡的类似泡沫状的轻型金属材料，一般孔隙率为40％-98％，它同时兼有气泡和金属的特征，是一种新型的功能和结构一体化的工程材料。泡沫铝拥有孔隙率高、密度低和比表面积大等特点，因而具有吸音、隔热、吸能、缓震和电磁屏蔽等特性。这种材料具有广泛的应用前景，可以被应用于交通、建筑、冶金、机械、通讯、化工和航天工程等领域，近年来已逐渐成为中国、日本和欧美等国家在材料研究上的热门课题之一。

由于世界范围内对未来材料的新要求，加上国内对环保、节能等领域的不断重视，促进了泡沫铝行业在国内的发展，但是目前国内对于泡沫铝行业的研究大多局限于成型工艺方法方面，而对于泡沫铝模具方面的研究甚少，尤其是用于生产特大型泡沫铝的模具。在目前的泡沫铝生产行业，泡沫铝在成型之后的冷却方式一般是随着模具强制水冷，由热力学知识可以知道，相同材料的模具，尺寸规格越大，模具中的填充的高温液态金属越多，其蓄热量就越多，那么在冷却尤其是喷水激冷过程中所受的内应力就越大，如果没有对模具进行很好的保护，则会产生巨大的变形，不仅会导致成型后的泡沫铝产品无法顺利从模具取出，而且会降低模具的使用寿命，其产生的直接经济后果是生产成本的增加，因此如何有效减少模具在反复的受冷和受热的过程中所产生的变形一直阻碍着泡沫铝模具行业的发展。目前中船重工725所率先在国内实现了泡沫铝实用制造技术的开发，并最早制备出了可工程应用的1500mm×500mm标准规格的泡沫铝的模具且获得应用，而大多数公司所生产的泡沫铝一般都停留在600mm×600mm或500mm×500mm水平，国外目前最多为800mm×800mm，之所以会出现这种情况，其中因素之一便是受制于泡沫铝模具的开发与应用。

发明内容

本发明的目的是针对目前在生产大型泡沫铝板材过程中所存在的模具变形大的问题，提供了一种可有效避免模具变形问题的新工艺、新方法。采用本工艺加工而成的模具，生产出的泡沫铝最大尺寸可以达到2600mm×1000mm×600mm，而且形状完整，模具变形小，便于脱模。

本发明采用如下技术方案：

1)在模具材质的选择方面，采用塑料模具钢3Cr₂Mo，3Cr₂Mo综合力学性能好，淬透性高，可以使较大截面的钢材获得较均匀的硬度，并具有很好的抛光性能，模具表面光洁度高。通过实验表明使用该钢材制造模具时，既保证模具的使用性能，又避免在反复的受热和冷却过程中所引起的模具变形。

2)对模具的表面进行加工处理，模具的底板和四周均加工成一个个保持一定间距的沟状圆环，这些圆环就构成了一个个孤立的区域。

在模具的加工方面，目前大多数模具厂家均是采用安装加强筋的方式来阻止模具的变形，既增加了模具的重量，又增加了泡沫铝的生产成本。实践表明，本发明的这一改进完全适用于生产过程，因为这些“孤岛区域”在模具受热膨胀和冷却收缩的过程中能够有效地阻止材料中内应力的传递过程，减少模具所受到的应力作用，延长了模具的使用寿命，降低了生产成本；同时这一改进还增大了模具与冷却介质(空气、水、油等)的接触面积，使产品能够快速冷却，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的模具中沟状圆环的结构示意图，图2为其剖面图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

1、本发明实施例所采用的材质为3Cr₂Mo模具钢，化学成分如下表所示：

3Cr₂Mo钢的化学成分(GB/T1299-2000)w/％