[发明专利]一种注塑模具随形冷却结构的3D精密成型方法

摘要

一种注塑模具随形冷却结构的3D精密成型方法，针对注塑模具型腔面轮廓，基于传热计算，建立高效热交换的随形冷却流道三维模型，对随形冷却流道的三维模型进行层结构划分，采用机械加工、激光或化学刻蚀的方法加工出相应的各层结构，将各层结构按照对应的次序叠放、定位，随后采用添加中间层的扩散焊方法，对层结构进行焊接，实现随形冷却流道的3D精密成型，最后采用机械加工方法在扩散焊实体表面加工模具型腔，完成注塑模具随形冷却结构的3D精密成型,采用该方法能够极大地拓展设计空间，可以制造任意复杂形状的随形冷却结构；保证随形冷却结构的高强度和高精度，且生产成本低，生产效率较高，可满足批量化工业生产的需要。

主权项

一种注塑模具随形冷却结构的3D精密成型方法，其特征在于，包括以下步骤：1）首先针对注塑模具型腔面轮廓，基于传热计算，建立高效热交换的随形冷却流道三维模型；2）基于易于加工的基本原则，对随形冷却流道的三维模型进行层结构划分，采用机械加工、激光或化学刻蚀的方法加工出相应的各层结构，将各层结构按照对应的次序叠放、定位；3）随后采用添加中间层的扩散焊方法，在一定的焊接工艺参数下对层结构进行焊接，选取Cu、Au、Mn、Sn或Zn其中某一纯金属作为中间层，实现随形冷却流道的3D精密成型；所述的焊接工艺参数，焊接真空度不低于10^‑2Pa,温度高于中间层金属熔点或者Fe‑中间层金属二元相图共晶点30～100℃，压力为0.1～1MPa，保温时间为0.5～1.5h；以下为以金属Cu、Au、Mn、Sn或Zn其中某一纯金属作为中间层的焊接工艺：a、采用金属Cu作为中间层，焊接真空度不低于10^‑2Pa，随后将焊接温度升高至1113～1183℃，加压0.1～1MPa，保温时长0.5～1.5h；b、采用金属Au作为中间层，焊接真空度不低于10^‑2Pa，随后将焊接温度升高至1094～1164℃，加压0.1～1MPa，保温时长0.5～1.5h；c、采用金属Mn作为中间层，焊接真空度不低于10^‑2Pa，在抽真空结束后向真空扩散焊炉体内通入1000Pa氩气，防止Mn的挥发损失，随后升高焊接温度至1276～1346℃，加压0.1～1MPa，保温0.5～1.5h；d、采用金属Sn作为中间层，焊接真空度不低于10^‑2Pa，随后升高焊接温度至1160～1230℃，加压0.1～1MPa，保温0.5～1.5h；e、采用金属Zn作为中间层，焊接真空度不低于10^‑2Pa，在抽真空结束后向真空扩散焊炉体内通入1000Pa氩气，防止Zn的挥发损失，随后升高焊接温度至812～882℃，加压0.1～1MPa，保温0.5～1.5h；4）最后采用机械加工方法在扩散焊实体表面加工模具型腔，完成注塑模具随形冷却结构的3D精密成型。