一種石膏模具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種石膏模具，石膏模具基體內(nèi)縱向與橫向都均勻布置有微孔銅管并焊接成互相連通的銅管網(wǎng)架作為通氣道，通過預(yù)留于石膏模具外表面的通氣孔通以室溫的或35～100℃的空氣或壓縮空氣，對石膏模具進(jìn)行快速干燥，銅管網(wǎng)架增強(qiáng)了石膏模具的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在模具內(nèi)部構(gòu)建了順暢的通風(fēng)環(huán)境，干燥效率高；還將微孔高分子層、金屬鍍層復(fù)合在石膏表面，保持石膏模具的吸水性能，而機(jī)械強(qiáng)度提高，表面光滑、硬度大、耐磨性好，模具壽命極大提高，脫模順利，制成的坯體表面光滑，經(jīng)濟(jì)效益好。
【專利說明】
一種石膏模具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種石膏模具，尤其是一種可大批量生產(chǎn)陶瓷素坯的模具。
【背景技術(shù)】
[0002] 大批量生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品時(shí)，廣泛使用石膏模具，但由于石膏本身的特性造成普通石 膏模具存在各種弱點(diǎn)，于是人們探索了各種改進(jìn)方法。例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種加壓 干燥式石膏模具[申請?zhí)?200720061135.4]，包括由石膏材料制成的模體，在模體厚度中間 設(shè)置有多根直徑為〇 . 5~3cm的透氣管，透氣管呈網(wǎng)狀或梳狀分布，間隔為5~20cm，且之間 相接或交連;在模體中還設(shè)置有通氣管，可與壓縮空氣機(jī)的輸出管相應(yīng)連接。該模具可提高 生產(chǎn)效率，可節(jié)約大量能源消耗，降低生產(chǎn)成本，但該種模具的機(jī)械強(qiáng)度沒有大的變化，表 面光滑度沒有提高，壽命不長。又例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種金屬石膏復(fù)合模[申請?zhí)枺?201020177926.5]，包括由金屬材料制成的模具本體，在模具本體內(nèi)的型腔設(shè)有石膏填充 物，具有機(jī)械強(qiáng)度高，表面光滑度好的特點(diǎn)，重復(fù)使用次數(shù)多。但這種模具的模具本體吸水 率非常低，不能大量吸收模具內(nèi)陶瓷素坯中的水分，還需要用其他的方法進(jìn)行干燥，浪費(fèi)能 源，生產(chǎn)效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型石膏模具，石膏模具基體內(nèi)縱向與橫向都均 勻布置有微孔銅管并焊接成互相連通的銅管網(wǎng)架作為通氣道，通過預(yù)留于石膏模具外表面 的通氣孔通以室溫的或35-100°C的空氣或壓縮空氣，對石膏模具進(jìn)行快速干燥，銅管網(wǎng)架 增強(qiáng)了石膏模具的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在模具內(nèi)部構(gòu)建了順暢的通風(fēng)環(huán)境，干燥效率高;還將微孔高 分子層、金屬鍍層復(fù)合在石膏表面，保持石膏模具的吸水性能，而機(jī)械強(qiáng)度提高，表面光滑、 硬度大、耐磨性好，模具壽命極大提高，脫模順利，制成的坯體表面光滑，經(jīng)濟(jì)效益好。
[0004] 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種是石膏模具，包括石膏基體、微孔銅管網(wǎng)架、復(fù)合 層，復(fù)合層包括高分子層、金屬層;其特征在于:石膏基體是石膏制作的石膏模具，預(yù)制好的 微孔銅管網(wǎng)架放置于石膏模具基體中，銅管網(wǎng)架于模具的外表面留有出口，通以空氣，微孔 銅管網(wǎng)架整體于石膏模具中構(gòu)成通氣道，石膏基體處于底層，其上附有高分子層，金屬層覆 蓋于高分子層上，高分子層為經(jīng)過微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層，金屬層為化學(xué)鍍鎳層。
[0005] 進(jìn)一步的，所述石膏模具基體的制作材料為各種石膏及石膏復(fù)合材料的一種或幾 種。
[0006] 進(jìn)一步的，所述微孔銅管網(wǎng)架為根據(jù)石膏模具的形狀均勻布置在石膏模具基體中 的一根或若干根微孔銅管，銅管間距2~30cm，預(yù)先用錫焊的方法互相聯(lián)通，縱向微孔銅管 的中心線通過所處石膏基體位置的橫截面中心線，橫向微孔銅管的中心線通過所處石膏基 體位置的縱截面中心線。
[0007] 進(jìn)一步的，所述微孔銅管的直徑為0.1~10cm，所述微孔銅管的微孔，直徑為0.1~ 20mm 〇
[0008] 進(jìn)一步的，所述石膏模具通氣道是這樣形成的：
[0009] (1)封閉處理，將微孔銅管網(wǎng)架浸入80攝氏度以上融化的石蠟中，取出置于鋼絲網(wǎng) 板上冷卻至室溫；
[0010] (2)在翻制模具的翻箱中放置若干半干的石膏塊，石膏塊的厚度是石膏模具基體 底部部分厚度的二分之一減銅管半徑，將焊接好的微孔銅管網(wǎng)架放置在石膏塊上，調(diào)整網(wǎng) 架位置，使其距離左右及前后翻箱側(cè)板的距離相等，放置好模芯，注入石膏漿；
[0011] (3)待石膏漿凝固后，拆除模芯和翻箱，得到石膏模具基體，將其放入烘箱中，每半 小時(shí)升溫10攝氏度，至100攝氏度后保溫1小時(shí)，緩慢冷卻至室溫；
[0012] (4)在微孔銅管網(wǎng)架于石膏模具外表面所留出口中灌入除蠟水，反復(fù)沖洗若干次， 用壓縮空氣吹干，通氣道的構(gòu)造完成；
[0013] 進(jìn)一步的，所述通氣道中所通的空氣為室溫的或35-100°C熱的空氣或壓縮空氣。
[0014] 進(jìn)一步的，所述往銅管網(wǎng)架于模具外表面所留出口通入空氣時(shí)，選擇若干出口作 為進(jìn)氣口，留下若干個(gè)出口作為排氣口。
[0015] 進(jìn)一步的，所述微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層中的微孔化的對象指石膏模具的工 作面，所述微孔化環(huán)氧樹脂涂覆層的制備方法和步驟如下：
[0016] 在干燥的石膏模具工作面上刷涂或噴涂一層涂料，這種涂料的配方以重量分?jǐn)?shù)計(jì) 為:環(huán)氧樹脂100,稀釋劑20~60,固化劑5~100,填料5~50,發(fā)泡劑0.5~10,偶聯(lián)劑1~5， 接下來是這樣制作的：
[0017] A.發(fā)泡劑成分為鋁粉和NaOH飽和溶液:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入填料、鋁粉 及固化劑、偶聯(lián)劑，攪拌均勻，然后滴入NaOH飽和溶液，迅速攪拌均勻，石膏模具在室溫下放 置2小時(shí)，待發(fā)泡后放置烘箱中，每半小時(shí)升溫10攝氏度，至100攝氏度后恒溫6小時(shí)，緩慢冷 卻至室溫，微孔環(huán)氧樹脂層干燥成形；
[0018] B.發(fā)泡劑成分為小蘇打:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入填料及固化劑、偶聯(lián)劑、 小蘇打粉，攪拌均勻，將石膏模具放置烘箱中，每半小時(shí)升溫10攝氏度，至1〇〇攝氏度后恒溫 6小時(shí)，緩慢冷卻至室溫，微孔環(huán)氧樹脂層成形。
[0019] 進(jìn)一步的，所述金屬層是指微孔化環(huán)氧樹脂涂覆層上施鍍的化學(xué)鍍鎳層，所述化 學(xué)鍍鎳層是這樣的制作流程
，所述化學(xué)鍍鎳 層厚度為1~30μηι。
[0020] 進(jìn)一步的，所述填料為開孔空心玻璃微珠和硅酸鋁粉，開孔空心玻璃微珠與硅酸 鋁粉的體積比為1: 〇. 5-~10，開孔空心玻璃微珠和硅酸鋁粉顆粒的目粒度為-500目。
[0021 ]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0022] (1)通氣道由橫向及縱向微孔銅管焊接相通成網(wǎng)狀，銅管可以根據(jù)石膏模具的形 狀預(yù)先設(shè)計(jì)，較均勻地布置在石膏模具基體厚度的中間位置，石膏模具基體不同形狀的部 位受氣量較均勻，干燥效率高；網(wǎng)狀的微孔銅管骨架不必拆除，構(gòu)成石膏模具的骨架，使石 膏模具的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大提高，可重復(fù)利用，同時(shí)銅材的導(dǎo)熱系數(shù)高，通入熱空氣，對石膏模 具的干燥效率更高。
[0023] (2)在石膏模具基體上形成的微孔化復(fù)合層，發(fā)泡劑與開孔空心玻璃微珠填料的 并用，透水率高，不降低模具的吸水性能，又增加了機(jī)械強(qiáng)度；
[0024] (3)環(huán)氧樹脂涂覆層，提高了石膏模具的韌性，機(jī)械強(qiáng)度增加，耐腐蝕性能優(yōu)越；
[0025] (4)化學(xué)鍍鎳層，表面光滑，非潤滑條件下摩擦系數(shù)小，脫模迅速，出品的陶瓷素坯 外觀光潔，抗蝕性強(qiáng)，硬度大，耐磨損，提高了模具的壽命十倍以上。
【附圖說明】

[0026]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本實(shí)用新型的A放大圖。
[0028]圖3為本實(shí)用新型的B放大圖。
[0029] 附圖中標(biāo)號說明
[0030] 10.石膏基體，20.復(fù)合層，100.微孔銅管網(wǎng)架，101.出口，1001.縱向微孔銅管， 1002橫向微孔銅管，200.工作面，2011.環(huán)氧樹脂涂覆層，2012.化學(xué)鍍鎳層，202.微孔。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)的。以下結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì) 描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明的范圍，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化， 均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032] 如圖1-3所示，一種是石膏模具，包括石膏基體（10)、復(fù)合層（20)、微孔銅管網(wǎng)架 (1〇〇)，復(fù)合層(20)包括高分子層、金屬層;其特征在于:石膏基體(10)是石膏制作的石膏模 具，預(yù)制好的微孔銅管網(wǎng)架（100)放置于石膏基體(10)中，銅管網(wǎng)架于模具的外表面留有出 口（101)，通以空氣，微孔銅管網(wǎng)架（100)整體于石膏模具中構(gòu)成通氣道，石膏基體（10)處于 底層，其上附有高分子層，金屬層覆蓋于高分子層上，高分子層為經(jīng)過微孔化處理的環(huán)氧樹 脂涂覆層(2011)，金屬層為化學(xué)鍍鎳層(2012)。
[0033] 如圖1所示，本實(shí)用新型是這樣來工作和實(shí)施的，一種石膏模具中構(gòu)造通氣道的方 法，包括石膏基體（10)，于石膏基體（10)中放置預(yù)制好的微孔銅管網(wǎng)架（100)，銅管網(wǎng)架于 模具的外表面留有出口（101)，通以空氣，微孔銅管網(wǎng)架（100)整體于石膏模具中構(gòu)成通氣 道。制作過程如下：
[0034] ①根據(jù)石膏模具形狀的計(jì)算結(jié)果，縱向每隔10cm安放一根縱向微孔銅管（1001)， 橫向每隔8cm安放一根橫向微孔銅管（1002);以直徑lcm銅管彎制成其將要安放位置石霄基 體（10)縱向截面中心的形狀制成縱向銅管，以直徑lcm銅管彎制成其將要安放位置石膏模 基體（1 〇 )橫向截面中心的形狀制成橫向銅管;上鉆床均勻鉆直徑1mm的孔8排，其中縱向微 孔銅管（1001)預(yù)作出口（101)處留5cm不鉆孔;縱向微孔銅管（1001)每隔8cm鉆直徑6mm的通 孔；將橫向微孔銅管（1002)根據(jù)計(jì)算截?cái)?，每根投影長度9cm;將上述的縱向微孔銅管 (1001)和橫向微孔銅管（1002)焊接成設(shè)計(jì)好的網(wǎng)架，組成微孔銅管網(wǎng)架(100);
[0035]②將微孔銅管網(wǎng)架（100)浸入80攝氏度以上融化的石蠟中，取出置于鋼絲網(wǎng)板上 冷卻至室溫，封閉微孔；
[0036] ③在翻制模具的翻箱中放置若干半干的石膏塊，石膏塊的厚度是石膏模具基底部 部分厚度的二分之一減除銅管半徑，將焊接好的微孔銅管網(wǎng)架（1〇〇)放置在石膏塊上，調(diào)整 網(wǎng)架位置，使其距離左右及前后翻箱側(cè)板的距離相等，放置好模芯，注入石膏漿；
[0037] ④待石膏漿凝固后，拆除模芯和翻箱，得到石膏模具，將其放入烘箱中，每半小時(shí) 升溫10攝氏度，至100攝氏度后保溫1小時(shí)，緩慢冷卻至室溫；
[0038] ⑤往微孔銅管網(wǎng)架于石膏模具外表面所留出口（101)中灌入除蠟水，反復(fù)沖洗3 次，用壓縮空氣吹干，通氣道的構(gòu)造完成。
[0039] ⑥在干燥的石膏模具工作面(200)上刷涂或噴涂一層涂料，這種涂料的配方以重 量分?jǐn)?shù)計(jì)為:環(huán)氧樹脂100，丙酮40，聚酰胺15，開孔空心玻璃微珠8，硅酸鋁粉30，鋁粉0.4， NaOH飽和溶液0.5，γ -環(huán)氧化丙氧基三乙氧基硅烷(KH-560H ;這里丙酮為稀釋劑，聚酰胺 為固化劑，鋁粉與NaOH飽和溶液為發(fā)泡劑，開孔空心玻璃微珠和硅酸鋁為填料，γ -環(huán)氧化 丙氧基三乙氧基硅烷(ΚΗ-560)為偶聯(lián)劑。涂料是這樣制作的:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加 入鋁粉、開孔空心玻璃微珠、硅酸鋁粉及聚酰胺、ΚΗ-560,攪拌均勻，然后滴入NaOH飽和溶 液，迅速攪拌均勾；
[0040] ⑦石膏模具在室溫下放置2小時(shí)，待發(fā)泡后放置烘箱中，每半小時(shí)升溫10攝氏度， 至100攝氏度后恒溫6小時(shí)，緩慢冷卻至室溫，在這個(gè)過程中發(fā)泡劑發(fā)泡形成的空隙與開孔 空心玻璃微珠共同于干燥的環(huán)氧樹脂涂覆層(2011)中形成微孔(202);
[0041] ⑧對微孔環(huán)氧樹脂涂覆層(2011)施鍍化學(xué)鍍鎳層(2012)，化學(xué)鍍鎳層(2012)是這 樣的制作流程：
[0042] a.除油：將涂覆有環(huán)氧樹脂微孔層的石膏模具工作面浸入NaOH 25g/L，NaC03 30g/L, Na3P〇4 50g/L配制的45~55°C的溶液中30分鐘；
[0043] b.粗化：用透明塑料膠帶粘貼除油后的石膏模具非工作面進(jìn)行封閉，將石膏模具 浸入以NaOH 600g/L，NaN03 120 g/L，NaN02 120 g/L配制的93°C溶液中5~10分鐘；
[0044] c.活化:將經(jīng)過粗化處理的石膏模具浸入80g/L的乙酸鎳醇溶液，再緩慢倒入70g/ L的硼氫化鈉醇溶液攪拌，20~30分鐘后取出；
[0045] d.先冷水洗，再純水洗經(jīng)活化處理的石膏模具工作面；
[0046] e.將清洗后的石膏模具掛于掛具上，將石膏模具工作面浸入水浴加熱到90~95°C 的化學(xué)鍍鎳溶液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，鍍層厚度3μπι，撕除透明塑料膠帶，刮去石膏模具表面殘 留的膠體；
[0047]⑨陶瓷素坯于石膏模具中塑好形后，將2個(gè)網(wǎng)架出口（101)作為進(jìn)氣口，其余作為 排氣口，向通氣道中通入溫度為50°C左右的空氣，對石膏模具基體（10)及陶瓷素坯進(jìn)行干 燥。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種石膏模具，包括石膏基體、微孔銅管網(wǎng)架、復(fù)合層;其特征在于:石膏基體是石膏 制作的石膏模具，預(yù)制好的微孔銅管網(wǎng)架放置于石膏模具基體中，微孔銅管網(wǎng)架于模具的 外表面留有出口，通以空氣，微孔銅管網(wǎng)架整體于石膏模具中構(gòu)成通氣道，石膏基體處于底 層，其石膏基體上附有復(fù)合層，復(fù)合層包括高分子層、金屬層;金屬層覆蓋于高分子層上，高 分子層為經(jīng)過微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層，金屬層為化學(xué)鍍鎳層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述石膏基體的制作材料為各種石 膏及石膏復(fù)合材料的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述微孔銅管網(wǎng)架為根據(jù)石膏模具 的形狀均勻布置在石膏模具基體中的一根或若干根微孔銅管，銅管間距2~30cm，預(yù)先用錫 焊的方法互相聯(lián)通，縱向微孔銅管的中心線通過所處石膏基體位置的橫截面中心線，橫向 微孔銅管的中心線通過所處石膏基體位置的縱截面中心線。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種石膏模具，其特征在于:所述微孔銅管的直徑為0.1~10cm， 所述微孔銅管的微孔，直徑為0.1~20mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述通氣道中所通的空氣為室溫的 或35-100°C熱的空氣或壓縮空氣。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述往銅管網(wǎng)架于模具外表面所留 出口通入空氣時(shí)，選擇若干出口作為進(jìn)氣口，留下若干個(gè)出口作為排氣口。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層 中的微孔化的對象指石膏模具的工作面。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述金屬層是指微孔化環(huán)氧樹脂涂 覆層上施鍍的化學(xué)鍍鎳層，所述化學(xué)鍍鎳層厚度為1~30μπι。
【文檔編號】B28B7/00GK205704628SQ201620558212
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】張軍, 諶寰海, 張帆, 孫煒
【申請人】南昌航空大學(xué)