[发明专利]一种用于低熔点金属电弧喷涂模具的母模制备及脱模方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及低熔点金属电弧喷涂快速模具制造技术，特别涉及一种用于低熔点金属电弧喷涂模具的母模制备及脱模方法。

【背景技术】

随着全球经济的进一步一体化，制造业竞争显得越发激烈。如何缩短生产周期并降低成本，成了制造商首要考虑的问题。多品种小批量时代的逐步来临使得企业要求模具制造能保证新产品快速占领市场，开发快速经济模具越来越引起人们的重视，例如用环氧、聚脂或其中混入金属、陶瓷、玻璃等增强材料制作的快速软模，可用于上百件注塑成形以及汽车覆盖件试制。其主要特点是制造工艺简单、生产周期短、价格便宜。但由于材料的导热性和机械性能不高，这种模具难以用于高频率的批量注塑成形以及金属拉延件批量成形。近年来出现了一种快速制造模具的新工艺，它不同于过去所提的简易模，而是一种全新的方法。快速模具制造技术（Rapid Tooling，简称RT）就是指用快速成型工艺及相应的后续加工，来快速制作模具。快速模具制造技术一般可以分为直接快速制模技术与间接快速制模技术两大类。电弧喷涂快速模具即属于间接快速模具的一种。

热喷涂技术（Thermal Spraying Technology）在1909年由瑞士的M.U.Shoop先生发明，是表面工程学的重要组成部分。作为热喷涂方法的一种，电弧喷涂技术就是将两根金属丝材作为自耗性电极，利用两根金属丝端部短路产生的电弧使丝材熔化，同时使用压缩气体将已熔化的金属雾化成微熔滴，并使其加速，以很高的速度沉积到基体表面从而形成涂层的一种工艺。相对其它热喷涂方法，电弧喷涂技术具有喷涂工艺灵活、热能利用率高、寿命长、效率高、可以方便的制备伪合金涂层、安全性好等优点。其应用主要体现在长效防腐、维修和表面改性、快速制模等方面。

金属电弧喷涂快速制模技术是一种基于“复制”的制模技术，它以一个实物模型(或称为原型)作为母模，用电弧喷涂的方法在母模表面沉积形成一定厚度的致密金属涂层，即模具型壳。模具型壳精确拷贝了原型的形状，获得了所需的模具型腔，在完成补强、脱模、抛光等后处理工艺后，即可完成模具的快速制造。从产品图纸到产品生产，中间包括模具结构设计、制造、检测、装配、试模等环节。电弧喷涂快速模具制模工艺具体流程为：通过模具结构设计得到模具结构图，从模具结构图提出模具型面图，根据喷涂工艺需要添加工艺补充面和工艺结构得到样式图，根据样式图制备基体母模并表面处理，通过电弧喷涂的方法在基体表面沉积一定厚度模具型壳，型壳精确复制基体外形，在型壳背面添加围框结构并填充背衬材料，待背衬材料凝固后，去除母模并清理模具型面，在后处理后即可获得简易快速模具，与钢结构装配组装后，即可试模。与传统的钢模具制造相比，金属电弧喷涂制模技术具有制模速度快、生产周期短、制造成本低等优点，同时还拥有一定的模具寿命，成为新产品开发及小批量生产的重要途径。

由于电弧喷涂快速模具的型腔尺寸、几何精度等完全取决于母模，喷涂层的质量与母模也有密切的关系。理想情况下，喷涂模具将与母模具有完全相同的形状和精度，并且母模易于清理和去除，最好是可以达到重复循环利用的环保效果。因此，母模制作在电弧喷涂快速制模工艺过程中具有重要的地位和作用，是制模的前提和基础。

对于低熔点金属电弧喷涂制模技术，如喷涂铝、锌、锌铝合金等，可采用的母模材料种类较多，目前主要有快速原型树脂件、石膏材料及中密度板等，但树脂件易变形，需进行额外支撑加固，工艺较复杂，成本较高；石膏材料及中密度板成本较低，均由切削加工获得最后型面，但石膏对机床金属具有腐蚀性，严重威胁机床的使用寿命；同时，由于模具型面复杂，喷涂型壳的固化收缩使得目前这三类材料都存在脱模困难的问题，且均属于破坏性脱模，母模材料不能重复利用。人工去除母模费时费力，操作不当时还易伤及型面，因此，研究适合于低熔点金属电弧喷涂快速模具便捷脱模的母模制备及脱模方法是提高金属电弧喷涂快速制模效率，降低成本，实现环保性亟须解决的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种用于低熔点金属电弧喷涂模具的母模制备及脱模方法，该方法可实现低熔点金属电弧喷涂模具的便捷脱模，且其环保并可循环利用。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种用于低熔点金属电弧喷涂模具的母模制备及脱模方法，包括如下步骤：

1）按质量百分比为0.5～20%的硬脂酸或聚乙烯、不大于2%的短切玻璃丝以及其余为中温石蜡，分别称取硬脂酸或聚乙烯、短切玻璃丝和中温石蜡，备用，其中，短切玻璃丝的长度为3～5mm；