專利名稱:制造模具的方法以及由這方法制得的模具的制作方法
本項發(fā)明是有關(guān)用于拉伸，彎曲、修邊以及其他壓力加工中的模具制造工藝。
制作拉伸、修邊，彎曲等加工所用模具的習(xí)慣作法是用鑄鐵鑄成一個模坯以及用合成樹脂，石膏之類材料制備一個模型。仿照模型研磨模坯形成工作面，將工作面磨成與模型一致。之后，再用相配件修整工作面。此外，在局部工作面上加上襯墊金屬，金屬襯墊要有高強度和高耐壓性。
然而，仿形研磨金屬使工時增加。用相配件磨光和修整也需要更長的時間和許多步驟，操作時缺少金屬襯墊還將使模具的成本增加。
本發(fā)明以設(shè)法解決上述問題為目的。
本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟地制造模具的操作工藝，用這種工藝可能生產(chǎn)一個容易制作，尺寸精度好，即修整精度好的模具，并提供用這種工藝制成的一個模具。
上述目的通過提供制作具有用金屬燒結(jié)材料組成工作面的模具的工藝過程來達到，其包含有第一步，在模具上粘結(jié)用燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏和而成的塑性材料;第二步，把塑性材料壓入工作面;第三步，加熱分解塑性材料中的合成樹脂基粘合劑，燒結(jié)塑性材料中的金屬粉末，生成金屬燒結(jié)材料。
按照本項發(fā)明，還提供另一種具有用金屬燒結(jié)材料組成工作面的模具制作工藝，包括第一步，在模具上粘結(jié)用金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏和而成的塑性材料;第二步，把塑性材料壓入工作面內(nèi);第三步，加熱分解塑性材料中的合成樹脂基粘合劑，燒結(jié)其中的金屬粉末，生成金屬燒結(jié)材料;第四步，將所得到的金屬燒結(jié)材料作滲入處理。
按照本項發(fā)明，另外提供一種具有用金屬燒結(jié)材料組成工作面的，一對包括凸模和凹模的模具制作工藝，制造其中一個模具的工序為在模具上粘結(jié)用燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏和而成的塑性材料;將塑性材料壓入工作面;加熱分解塑性材料中的合成樹脂基粘合劑并燒結(jié)金屬粉末生成金屬燒結(jié)材料，另一個模具的制作工藝包括在模具上粘結(jié)塑性材料;用已加工完成的模具，經(jīng)過與待加工工件厚度相同的柔性薄片，把塑性材料壓入工作面;加熱分解塑性材料中的合成樹脂基粘合劑并燒結(jié)其中的金屬粉末，生成金屬燒結(jié)材料。
按照本發(fā)明，更進一步地提供一種具有用金屬燒結(jié)材料組成工作面的，一對包括凸模和凹模的模具制造工藝，制造其中一個模具的工序，其包括以下步驟在模具上粘結(jié)用燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏和而成的塑性材料;把塑性材料壓入工作面;加熱分解塑性材料中的合成樹脂基粘合劑并燒結(jié)其中的金屬粉末，生成金屬燒結(jié)材料;將所得到的金屬燒結(jié)材料作滲入處理，另一個模具的制作工藝包括以下步驟在模具上粘結(jié)塑性材料，用已加工完成的模具，經(jīng)過與待加工件厚度相同的柔性薄片，把塑性材料壓入工作面;加熱分解塑性材料中的合成樹脂基粘合劑并燒結(jié)其中的金屬粉末，生成金屬燒結(jié)材料;把所得到的金屬燒結(jié)材料作滲入處理。
按照本項發(fā)明，所提供的模具，具有一個金屬燒結(jié)材料組成的工作面，其中一部份要求高強度和高耐壓性能的工作面，是從含有超硬合金的第一類塑性材料中取得的金屬燒結(jié)材料組成，剩余部份從含有燒結(jié)金屬粉末的第二類塑性材料中取得的金屬燒結(jié)材料所組成。
按照本項發(fā)明，所提供的模具，具有一個粘結(jié)在模具上的工作面來加工工件，其中一部份要求高強度和高耐壓性能的工作面，是從含有超硬金屬粉末的第一類塑性材料中取得的金屬燒結(jié)材料組成，其余部份是由第二類塑性材料的固化材料所組成。
如上所述，塑性材料是粘在模具上的，并被壓入到工作面上的，所以壓制工序是簡單的;由于工作面最后是由金屬燒結(jié)材料組成，所以完成工作面所需時間和步驟可以減少。因此，可以在短時間內(nèi)制成尺寸精度高的模具，生產(chǎn)成本也大幅度下降。
而且，燒結(jié)金屬材料的滲入處理，會顯著地提高硬度，而使燒結(jié)金屬材料具有很大的抗彎強度。
由于采用其中一個已加工完成的模具作為沖壓模型，通過插入在模具之間的柔性薄片，把用作生成燒結(jié)金屬材料的塑性材料壓入工作面，所以，在校正時，可保證兩個模具都有非常好的精度。
此外，由于工作面是由從第一類塑性材料得到的金屬燒結(jié)材料和從第二類塑性材料得到的金屬燒結(jié)材料或固化材料所組成，而第一和第二類塑性材料可用相配件壓成工作面的形狀。工作面的尺寸精度因此而提高，取消了用相配件磨光和修整，這就使得制造成本和工序大幅度地下降。
最后，要求高強度和高耐壓性的局部工作面是由金屬燒結(jié)材料組成，因此可以充分發(fā)揮其作用并可提高耐用性。
從下述的較好實施例并結(jié)合附圖，將使我們看出本項發(fā)明上述的和其他的目的，特性和優(yōu)點。
圖1至4，根據(jù)本項發(fā)明第一個實施例圖，其中圖1 拉伸模具剖面圖;
圖2 制作凸模的操作工藝圖解;
圖3 燒結(jié)工序中的溫度-時間曲線;
圖4 制作凹模的操作工藝;
圖5至6，根據(jù)本項發(fā)明第二個實施例圖，其中
圖5 制作凸模的操作工藝;
圖6 制作凹模的操作工藝;
圖7 第三個實施例中的凹模制作工藝;
圖8至9，根據(jù)本項發(fā)明的第四個實施例圖，其中圖8 修邊裝置剖面圖;
圖9 制作修邊模的操作工藝;
圖10至11，根據(jù)本項發(fā)明第五個實施例圖，其中圖10 修邊裝置剖面圖;
圖11 制作修邊模的操作工藝;
圖12 根據(jù)本項發(fā)明第六個實施例-彎邊裝置;
圖13 根據(jù)本項發(fā)明第七個實施例-拉伸裝置;
根據(jù)本發(fā)明的工藝得出的拉伸模具1，如圖1所示。模具1包括一個可垂直移動的凸模2和一個與凸模2配合沖壓工件W的固定凹模3。分別表示凸模2和凹模3工作面的2a和3a是由下述工序制成的金屬燒結(jié)材料組成。
先敘述塑性材料的生產(chǎn)。
80份自熔鎳合金粉末和20份鉬粉放入V形攪拌器中充分混合，形成混合粉末。
四氟乙烯樹脂乳膠和聚丙烯樹脂按1∶1的比例混合成合成粘合劑。
3份合成粘合劑加入到100份混合紛末中，用小型混捏器充分混捏。把混捏成的材料加熱到100～150℃，使合成粘合劑中的水份蒸發(fā)。生成用合成粘合劑粘固的無數(shù)塊狀材料。
把捏和材料加溫到80～100℃，用滾壓機滾壓數(shù)次得到片狀塑性材料。因此若將滾壓機的滾筒加熱到與捏和材料的溫度相同，則薄片成形工序是容易實現(xiàn)的。得出的塑性材料具有適度的柔性和抗撕裂強度。
其次敘述用上面所講的片狀塑性材料制作凸模2。
如圖2(a)所示，凸模件20是用鑄鐵(日本工業(yè)標準FC30鑄成的模具體，組成凸模20的工作面2a的基面4比完成后的凸模2的工作面2a的外表面(如圖虛線所示)低5～20毫米，凸模20是鑄造件，基面4上有一黑色表層是清理后，涂上的一層聚丙烯樹脂粘膠。
如圖2(b)所示，將片狀塑性材料P粘結(jié)在基面上，作成與工作面2a的形狀大致相同。此時，為了得到予定的厚度，可以把片狀塑性材料層疊起來。此外，為了保證基面4和片狀塑性材料P之間牢固粘結(jié)可用錘子之類物體錘擊片狀塑性材料P的外層表面。若在此時將凸模體20加熱到80～100℃，則片狀塑性材料P的粘結(jié)和夯實操作是很易實現(xiàn)的。
合成樹脂，例如聚丙烯樹脂，在常溫下固結(jié)，100～130℃或以上為其熱塑溫度，并溶解于三氯乙烯，乙基甲基酮等有機溶劑中，配制固體含量達10～40%的聚丙烯樹脂溶液。用涂刷或涂敷等方法把聚丙稀樹脂溶液涂在塑性材料P上，使它滲透到自熔鎳合金鉬粉末粒子的孔隙之中，以提高保持形狀的性能。
如圖2(C)所示，塑性材料從常溫加熱到有機溶液的汽化溫度，并被半硬化，所得到的半硬化塑性材料P，是由自熔鎳合金鉬粉，合成粘合劑中的四氟化乙烯樹脂和聚丙烯樹脂，和樹脂溶液中的聚丙稀樹脂組成，在常溫下表面凝固，且具有良好的保持形狀的性能。這種半硬化塑性材料極易用磨石、銼、砂紙之類物品進行研磨。
然后，把半硬化塑性材料研磨成工作面2a的厚度與形狀。
如圖2(d)所示，圍繞塑性材料P的周邊，把殼體5附裝在凸模體20上。用陶瓷粉末和放入陶瓷粉末中直徑為0.75毫米的鋼珠6做支撐體，覆蓋住塑性材料P。支撐體起抑制尺寸變化的作用，既利用鋼珠6的重力作用，抑制自熔鎳合金鉬粉末燒結(jié)時(下面將談到)金屬燒結(jié)材料S的膨脹。
然后，把凸模體20放置在真空燒結(jié)爐7中，在如圖3所示加熱和冷卻條件下，使有機材料分解，使金屬粉末燒結(jié)。用氮氣或強還原氫氣作為載運氣體。
A＞第一加熱區(qū)(圖3中A)A加熱區(qū)的溫度從常溫上升到650℃，升溫速率為10～20℃/分鐘在這一加熱區(qū)A，水份首先汽化，隨后，合成樹脂粘合劑中的四氟化乙稀樹脂和聚丙稀樹脂，以及后來浸滲的聚丙稀樹脂分解汽化。雖然，這些合成樹脂當(dāng)溫度達到300～400℃被汽化，但從熱傳導(dǎo)考慮，應(yīng)保持600～650℃達90分鐘，以排除最大量有機材料，剩下自熔鎳合金鉬粉。用真空燒結(jié)爐7內(nèi)真空度的變化，來說明有機材料的汽化作用，常溫下，真空度是1乇(Torr)，但當(dāng)合成樹脂加熱并保持在650℃達90分鐘時，真空度降低到2乇(Torr)。這主要是由于有機材料氣體分解所致。90分鐘之后，真空度又增長到1乇，這表示分解氣體已經(jīng)從真空燒結(jié)爐7內(nèi)逸出。
B＞第二加熱區(qū)(圖3中B)B加熱區(qū)處于900～1000℃溫度范圍。在此區(qū)域內(nèi)，自熔鎳合金鉬粉團塊保持低于自熔鎳合金固相線(1010～10′20℃)溫度例如，950℃，達30分鐘，經(jīng)固相燒結(jié)處理作暫時燒結(jié)。根據(jù)第一加熱區(qū)A，溫度上升速率為10～20℃/分鐘。
在真空燒結(jié)爐7中的自熔鎳合金鉬粉末團塊，從表面開始升溫，因此，要求一個予先確定的加熱時間，使全部粉末團塊達到相同的溫度，若粉末團塊突然加熱到燒結(jié)溫度1000到1200℃，那末表層自熔鎳合金鉬粉末團塊和與基面4接觸的自熔鎳合金鉬粉末團塊之間將產(chǎn)生溫度差異，因此而導(dǎo)致孔隙增多。不僅不能形成均勻的金屬燒結(jié)材料，而且使生成的金屬燒結(jié)材料出現(xiàn)裂縫等缺陷。
在第二加熱區(qū)B中，未分解的有機材料完全被氣化并逸出。由于這種氣化作用或類似的原因，使真空燒結(jié)爐7中的真空度暫時降到4乇，30分鐘之后，真空度恢復(fù)到1乇。
C＞第三加熱區(qū)(圖3中C)加熱區(qū)C中的溫度從略微低于自熔鎳合金固相線(1010～1020℃)到超過液相線(1075～1085℃)，即處于1000～1200℃范圍內(nèi)。在此區(qū)域內(nèi)，自熔鎳合金鉬暫時燒結(jié)材料保持固定，例如，溫度為1100～1180℃超過液相線，最好保持在1120℃，維持120分鐘，作液相燒結(jié)處理，通過熔化了的自熔鎳合金形成金屬燒結(jié)材料S。此時，由于鉬的存在阻止了自熔鎳合金流動，而保持良好的形狀。根據(jù)第二加熱區(qū)B，溫度上升率為15～20℃/分鐘，而溫度上升到加熱區(qū)C的時間很短，因為自熔鎳合金鉬暫時燒結(jié)材料已經(jīng)因第二加熱區(qū)B中上升的溫度而加熱。如果在第三加熱區(qū)C中，沒有充足的停留時間，燒結(jié)就不能完全生效，從而導(dǎo)致在金屬燒結(jié)材料中形成缺陷。上面提到要將燒結(jié)溫度置于1120℃的原因，是因為1120℃低于鑄鐵制成的凸模體20的共晶溫度。若凸模體20由鋼，例如鑄鋼做成燒結(jié)溫度可為1160℃。由于下列缺點當(dāng)燒結(jié)溫度增加到1200℃左右時，金屬燒結(jié)材料的尺寸變化增大，爐子溫度不易控制，爐內(nèi)的溫度分布更不易控制。為了消除這些缺點，適宜的工作溫度為1160℃。
D＞冷卻區(qū)(圖3中D)冷卻區(qū)D劃分成三個冷卻區(qū)初步冷卻區(qū)D1溫度按照前述燒結(jié)溫度到800℃左右，第二冷卻區(qū)D2溫度從800℃左右到400℃左右，第三冷卻區(qū)D3，溫度從400℃左右到環(huán)境溫度。
初步冷卻區(qū)D1是一個穩(wěn)定區(qū)，金屬燒結(jié)材料在其內(nèi)保持高溫狀態(tài)。在冷卻區(qū)D1內(nèi)，為了盡量避免驟冷，并同時考慮冷卻效率，金屬燒結(jié)材料S以2℃/分鐘緩慢冷卻，在冷卻區(qū)D1內(nèi)驟冷，將會在金屬燒結(jié)材料S內(nèi)形成許多裂縫。
在第二冷卻區(qū)D2，為了減少凸模體20的線性膨脹(12.5×10-6/℃)和Ar1變形的尺寸變化，金屬燒結(jié)材料以3℃/分鐘的速率緩慢冷卻，在這種情況下，金屬燒結(jié)材料S的線性收縮量為14.6×10-6/℃，但是因為多孔性，金屬燒結(jié)材料S隨凸模20收縮，如果在冷卻區(qū)D2內(nèi)驟冷，金屬燒結(jié)材料S會出現(xiàn)許多裂縫。
在第三冷卻區(qū)D3中，用氣體冷卻(包括空氣冷卻)而不是用水或油的液體冷卻方法，使金屬燒結(jié)材料S和凸模體20冷卻到環(huán)境溫度。
如圖2(e)所示，通過上述加熱-冷卻處理，得到凸模2，其工作面2a是由自熔鎳合金鉬組成的金屬燒結(jié)材料。
金屬燒結(jié)材料S很好地附著在凸模體20上，無裂縫之類的缺陷。另外，具有很好的精度，尺寸偏差在±0～+2毫米范圍內(nèi)，因此，通過簡單的研磨處理，直接可用于拉延操作。
從上述步驟得到的凸模2上的金屬燒結(jié)材料的表面硬度，為洛氏硬度B級20度，材料具有如此硬度，則在通常拉延操作中，不會出現(xiàn)任何問題。然而，根據(jù)工作零件，可能使部份金屬燒結(jié)材料受到很大的壓力，在這種情況下，由于多孔性，承受高壓作用的部份有折斷的危險。
因此，本發(fā)明中，用低熔金屬，例如自熔銅或鎳合金，滲入到承受高壓作用的金屬燒結(jié)材料的孔隙中，以提高抗彎強度。
具體地說，在金屬燒結(jié)材料的高壓作用部份，放置一銅片，銅的體積大致與這部份孔隙度的38～40%相等;將放有銅片的金屬燒結(jié)材料放在真空爐中，加熱到11001120℃，利用毛細作用，使熔化的銅進入高壓作用部份的孔隙中，然后，按上述條件進行冷卻。
用顯微鏡觀察銅滲入高壓作用部份，看到孔隙中充滿了銅，還進一步證實銅完全地附著在凸模20上，因此，使金屬燒結(jié)材料的硬度和抗彎強度有明顯的增長。
以下敘述用上述的片狀塑性材料制造凹模。
凹模3的制作步驟如圖4(a)～圖4(e)所示。凹模的制造工藝與凸模2相同。
具體地說，包括用鑄鐵(日本工業(yè)標準FC30)鑄成凹模30如圖4(a)所示。然后，把同樣的片狀塑性材料P粘貼在基面8上，粗略地形成工作面3a，如圖4(b)所示。工作面3a的形狀和厚度，通過半硬化，研磨塑性材料P和用凸模2校正等加工完成，如圖4(C)所示，殼體5安裝在凹模30上，用陶瓷粉劑和鋼珠6作充填，如圖4(d)所示。經(jīng)過有機材料分解和金屬粉末燒結(jié)形成燒結(jié)金屬材料S，如圖4(e)中所示，凹模3制成。
低熔點金屬，如自熔鎳合金或銅，按上述方法，滲透到所生成的燒結(jié)金屬材料S的受高壓作用部份。
對于修邊模，滲入處理是十分見效的。
合成樹脂，如環(huán)氧樹脂可以取代滲入處理中所用的低熔點金屬，而滲銹到高壓作用部份，以提高抗彎強度。如圖2(b)或圖4(b)所示當(dāng)將樹脂狀液體滲透到塑性材料P時，所選用的有機溶劑種類，和配制的濃度，要能做到使聚丙烯樹脂狀液體進入到金屬粉末粒子的孔隙中去。
圖5和圖6說明另一個實施例，形成工作面2a或3a的工藝過程，圖5所示工藝，塑性材料P是粘貼在凸模20的基面上，然后用凹模模型M1壓制成工作面2a，隨后的步驟與圖2(d)中所示相同。
圖6所示的過程中，塑性材料P是粘貼在凹模3的基面8上。其后，用與工件W等厚的柔性薄片SW放在塑性材料P上，然后，用凸模模型M2，通過薄片SW將塑性材料P壓入，壓制成工作面3a，使其達到工件W的厚度。以后的步驟與圖4(d)中所示相同。
采用這種作法，由于利用了M1和M2模型使得壓制工作面2a和3a的操作變得非常容易，而且工作面2a和3a有很好的尺寸精度。
圖7是另一個實施例中凹模3的工作面壓制工藝過程。在此過程中塑性材料P粘貼在凹模體30的基面8上，其后，與工件W等厚的柔性薄片SW放置在塑性材料P上，用凸模2經(jīng)過薄片SW，將塑性材料P壓入工作面3a，使其達到工件W的厚度。其后的步驟與圖4(d)相同。
在上述實施例中，先做好的凸模2，用作制造凹模3的推壓模型。然而也可先做好凹模3，把凹模3作為凸模2的推壓模型。
當(dāng)要壓制予先做好的凸模2的工作面2a或凹模3的工作面3a時，可以用推壓模型將塑性材料P壓入。
按照上述的方法，取凸模2和凹模3中的一個作為另一個的壓模，能使凸模2和凹模3之間保持良好的對位精度。
修邊裝置Tr如圖8所示，其包括修邊模10作為模具，模具10包括模體100和固定在其上的工作面10a。工作面10a包括一個放置工件部份和一個刀刃部份12。刀刃部份位于工件放置部份11的四周邊緣上。
將按予先確定的形狀加壓成形的工件W放置在放置工件部分11，用壓板13加壓。修邊沖頭14可滑動地安裝在壓板13的外圍。若沖頭14從圖示位置下滑，則工件W四周邊緣將由刀刃部份12和沖頭14共同把它切掉。
模具10的刀刃部份12，要求有高強度和高抗壓性，它是由含有超硬金屬粉末的燒結(jié)金屬材料S1組成，由第一類塑性材料得來;放置工件部份11，則由第二類塑性材料硬化得到的燒結(jié)金屬材料S構(gòu)成。
首先講第一類塑性材料的形成。
40份WC粉末和60份自熔鎳合金粉末放入V形攪拌器中充分攪拌，得到混合粉末。
四氟乙烯樹脂乳膠和聚丙烯樹脂乳膠按1∶1混合，產(chǎn)生合成樹脂粘合劑。
五份合成樹脂粘合劑加入到100份混合粉末中，通過小型捏和器充分捏和，將捏和而成的材料加熱到100～150℃，將合成樹脂狀膠合劑中的水份蒸發(fā)。得到用合成樹脂狀粘合劑粘固而成的無數(shù)呈團塊狀材料。
上述捏和過的材料加熱到80～100℃，用滾壓機滾壓數(shù)次得到片狀第一類塑性材料P1，在此情況下，若將滾壓機滾輪溫度提高到與捏和過的材料的溫度相等，則片狀成形操作是很容易做到的。所得到的第一類塑性材料P1，在環(huán)境溫度下，具有適度的柔性和抗撕裂強度。
以下將說明第二類塑性材料的形成。
本項發(fā)明中所用到的第二類塑性材料包括除了如圖1到圖7實施例中所用到的，由燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂粘合劑捏和而成的粘土狀塑性材料外，還有由固化合成樹脂和粒料之類捏和而成的粘土狀材料。所用固化合成樹脂包括環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂和丙烯酸樹脂等。所用粒料包括粉化或粒化合成樹脂，金屬，陶瓷、玻璃等。
在此實施例中，作為所采用的第二類塑性材料，是上述粘土狀塑性材料，由燒結(jié)金屬粉末用合成樹脂粘合劑捏和而成。
現(xiàn)參照圖9說明修邊模10的形成。
如圖9(a)所示，模體100是由鑄鐵(日本工業(yè)標準FC30)鑄成，具有一個基面15，位于比加工后模具10的工作面10a的外表面低10～25毫米處(圖上用虛線表示)。模具體100是鑄造件，模具100的基面15處的黑色表層是清理后涂上的丙烯酸樹脂。
如圖9(b)所示，塑性材料P1粘貼在基面15的四周邊緣上，第二類塑性材料P2蓋住第一種塑性材料P1粘貼在基面15上，在此情況下，為得到予定的厚度，兩種塑性材料P1和P2都可以層疊使用。另外，若把模體100加熱到80～100℃則就很容易地把塑性材料P1和P2都粘貼成功。
待修邊的工件W用作相配件，予先已沖壓成形，放在第一類和第二類塑性材料P1和P2上，用上模16經(jīng)過工件W，同時沖壓塑性材料P1和P2，形成放置工件部份11。并把刀刃部份12切成與工件W相應(yīng)的形狀。
如圖9(C)所示，殼體17固定在模體100上，圍住第一類塑性材料P1的四周，第一類和第二類塑性材料P1和P2都覆蓋上陶瓷粉劑，并放入直徑為0.75毫米的鋼珠6作為填充物。利用鋼珠6的重力作用，來消除尺寸偏差，也就是WC鎳自熔合金粉末(下面將講到)和鎳自熔合金鉬粉末燒結(jié)時，燒結(jié)金屬材料S1和S的膨脹值。
然后，模體100放入真空燒結(jié)爐7內(nèi)，經(jīng)過圖3所示的加熱-冷卻過程，使有機材料分解，金屬粉劑燒結(jié)。
通過上述步驟，得到的模具10，具有WC鎳自熔合金燒結(jié)材料S1組成的刀刃部份12和鎳自熔合金鉬燒結(jié)材料S組成的放置工件部份11。
燒結(jié)材料S1和S良好地附著在模體100上，并且沒有裂縫之類的缺陷。而且具有良好的精度，尺寸偏差在±0～+2毫米范圍內(nèi)，因此，通過簡單的拋光處理即可用于切邊操作。
這樣得到的修邊模10，修邊操作可圓滿完成。修邊模10具有非常好的耐用性，因為組成刀刃部部份12的是WC-鎳自熔合金超硬金屬粉末燒結(jié)材料S1。另外，修邊模10具有極好的強度，因為工件放置部份11是由鎳自熔合金鉬的燒結(jié)材料S組成的。
關(guān)于第一類塑性材料，其中WC粉末含量最好為20～50份。如果含量低于20份，燒結(jié)材料S1的硬度降低，而若超過50份，則因為鎳自熔合金粉末含量減少，而使燒結(jié)材料S1的粘合性能降低，而變?yōu)榇嘈?。另一方面，第一類塑性材料中鎳自熔合金粉末最合適量為50～80份。當(dāng)鎳自熔合金粉末少于50份，燒結(jié)材料S1的粘合性能降低而變脆。相反這種含量超過80份，由于WC粉末含量減少，而使燒結(jié)材料S1的硬度降低。
參考圖10和11，修邊模10用第二類塑性材料P12制成，P12是用可硬化合成樹脂和粒料捏和而成的粘土狀材料。
圖10表示另一個修邊裝置，模具10有一個工作面10a，工作面10a有一個硬化合成樹脂R組成的放置工件部份11，和上述WC鎳自熔合金的燒結(jié)材料S1組成的刀刃部份12。
第二類塑性材料P12，是用一份環(huán)氧樹脂和25份粒狀鐵粉充分捏和調(diào)制成粘土狀材料。
如圖11(a)所示，模具體100具有與圖9(a)所示模具，相同的性能和形狀。
如圖11(b)所示，第一類塑性材料P1粘貼在模具體100的基面15的四周邊緣上。
如圖11(c)所示，具有與放置工件部份相同厚度的柔性薄片SW，粘貼在基面15上，用第一類塑性材料P1圍住，上述工件W放置在薄片SW和第一類塑性材料P1的上表面上，用上壓模16，通過工件W對第一類塑性材料加壓，壓成與工件W相對應(yīng)的刀刃部份12。
如圖11(d)所示，把薄片SW縱模具體100移走，殼體18裝到模具體100上，用上面講到過的相同方法，用鋼珠6作為填充，在真空燒結(jié)爐7中，按圖3所給的加熱-冷卻條件，使有機材料分解，金屬粉末燒結(jié)，得到WC鎳自熔合金組成的燒結(jié)材料S1，形成的刀刃部份12。
如圖11(e)所示，第二類塑性材料P12粘貼在基面15除刀刃部份12以外的部份上，用上述工件W和上壓模16共同壓制放置工件部份11，第二類塑性材料P12被加熱并固化，保持120℃達二小時，因而放置工件部份11是由含有粒料的合成樹脂R所組成的。
由于修邊模10的放置工件部份11是由合成樹脂R組成，與工件W之間的摩擦力小，無疑是耐用的。
圖12所示的彎曲裝置Be，包括凹模19，用作模子的凸模20要與凹模19配合，壓板22用一個介于凹模19和壓板22之間的彈性桿21懸在凹模19上。
凸模20由凸模體200和一個粘貼在凸模體200頂部的工作面20a組成，工作面20a由放置工件部份23和處于放置工件部份23四周邊緣的彎料邊刃部份24。
彎料邊刃部份24是用上述工序得到的燒結(jié)材料S1組成，而放置工件部份23也用上述的相同工序，含粒料的合成樹脂R組成，在這種情況下，放置工件部份23可以用前述燒結(jié)材料S組成。
工作W被夾在凸模20和壓板22之間，用凹模19的彎料邊刃部份25與凸模20的彎料邊刃部份24共同彎折工件W的四周邊緣。
由于凸模20的彎料邊刃部份24是按上述工序，用含有超硬金屬粉的燒結(jié)材料S1組成的，可提高這部份的抗壓彎強度，并同時提高了耐用性。
圖13所示的拉伸裝置Dr，包括作為模子的凹模26，與凹模26相配合的凸模27和安裝在凸模27四周的壓板28。
凹模26由有一個容納凸模27的凹槽29和相對于壓板28的凸緣部份30的模體260和一個安裝在凸緣部份30上的工作面26a所組成。工作面26a的彎折部份，對著凸模27和壓板28所形成的拐角，是由按上述步驟得出的燒結(jié)金屬S1所組成，而工作面26a的其他部份是由按上述步驟得到的含有粒料的合成樹脂R所組成。將可得知，合成樹脂R可用前述燒結(jié)材料S代替。
工作面26a的折彎部份承受極大壓力，因為拉伸工件時，工件和折彎部分開始滑動接觸。然而，如果這部分由含有超硬金屬粉末的燒結(jié)材料S1組成，那么抗壓彎性能可以提高。
此外，為了更進一步地提高燒結(jié)材料S1和S的強度，可將它們用低熔金屬作滲入處理或滲入合成樹脂作硬化處理。
權(quán)利要求
1.制造具有用金屬燒結(jié)材料組成工作面的模具的方法，其包括第一步，在模具上粘結(jié)上用燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏和而成的塑性材料，第二步，把所述塑性材料壓制為工作面的形狀；第三步，加熱分解所述塑性材料中的所述合成樹脂基粘合劑，燒結(jié)所述塑性材料中的所述金屬粉末，得到燒結(jié)金屬材料。
2.按照權(quán)項1所述的制造模具的方法，其中所述第二步包括把粘在所述模具體上的塑性材料大致壓入工作面，初步壓制之后半固化所述塑性材料，研磨所述半固化塑性材料加工成工作面形狀。
3.按照權(quán)項1所述的制造模具的方法，其中所述第二步，是壓緊粘結(jié)在所述模具體上的所述塑性材料，用一個模型把它壓入工作面。
4.按照權(quán)項1、2或3所述的制造模具的方法，其中所述燒結(jié)金屬粉末，是一種鎳自熔合金粉末和粉碎的鉬粉末的混合粉末。
5.按照權(quán)項1、2或3所述的制造模具的方法，其中所述合成樹脂基粘合劑是熱塑性合成樹脂乳膠。
6.按照權(quán)項1、2或3所述的制造模具的方法，其中所述塑性材料是呈薄片狀的。
7.制作具有用金屬燒結(jié)材料組成工作面的模具的方法，其包括第一步，在模具上粘結(jié)上用燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏合而成的塑性材料;第二步，把所述塑性材料壓制為工作面形狀;第三步，加熱分解所述塑性材料中所述合成樹脂基粘合劑，燒結(jié)所述塑性材料中的所述金屬粉末，得到燒結(jié)金屬材料;第四步，將得到的金屬燒結(jié)材料作滲入處理。
8.按照權(quán)項7所述的制造模具的方法，其中所述第二步包括，把粘在所述模具體上的塑性材料大致壓入所述工作面;初步壓制之后半固化所述塑性材料，研磨所述半固化塑性材料加工成工作面形狀。
9.按照權(quán)項7所述的制造模具的方法，其中所述第二步是壓緊粘結(jié)在所述模具體上的所述塑性材料，用一個模型把它壓入工作面。
10.按照權(quán)項7、8或9所述的制造模具的方法，其中所述金屬燒結(jié)粉末，是一種鎳自熔合金粉末和粉碎的鉬粉末的混合粉末。
11.按照權(quán)項7、8或9所述的制造模具的方法，其中所述合成樹脂基粘合劑是熱塑性合成樹脂乳膠。
12.按照權(quán)項7、8或9所述的制造模具的方法，其中所述塑性材料是呈薄片狀的。
13.制造一對模具的方法，這對模具包括凸模和凹模，每個模具都有用金屬燒結(jié)材料制得的工作面，其中，制造一個所述模具的方法包括以下工序在模具上粘結(jié)上用燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏合而成的混合物組成的塑性材料，將所述塑性材料壓入工作面;加熱分解所述塑性材料中的合成樹脂基粘合劑以及燒結(jié)所述塑性材料中的所述金屬粉末，得到金屬燒結(jié)材料;其中，另一個模具的制作方法包括以下工序在模具上粘結(jié)塑性材料;用所述已加工完的模具，通過具有與待模壓工件相同厚度的柔性薄片，把所述塑性材料壓入工作面;加熱分解在所述塑性材料中的所述合成樹脂基粘合劑，并燒結(jié)所述塑性材料中的所述金屬粉末;得到金屬燒結(jié)材料。
14.按照權(quán)項13所述的制造一對模具的方法，其中所述制造所述模具之一的所述方法中所述塑性材料壓制工序包括把粘結(jié)在所述模具體上的所述塑性材料大致壓入所述工作面;其初步壓制后半固化所述塑性材料;研磨半固化塑性材料修整成工作面形狀。
15.按照權(quán)項13或14所述的制造一對模具的方法，其中所述燒結(jié)金屬粉末，是一種鎳自熔合金粉末和粉碎的鉬粉末的混合粉末。
16.按照權(quán)項13或14所述的制造一對模具的方法，其中所述合成樹脂基粘合劑是熱塑性合成樹脂乳膠。
17.按照權(quán)項13或14所述的制造一對模具的方法，其中所述塑性材料是薄片狀。
18.制造一對模具的方法，這對模具包括凸模和凹模，每個模具都有用金屬燒結(jié)材料制得的工作面，其中，制造所述一個模具的工序包括在模具體上粘結(jié)上用燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏和而成的混合物組成的塑性材料;將所述塑性材料壓入工作面;加熱分解所述塑性材料中的合成樹脂基粘合劑，燒結(jié)所述塑性材料中的所述金屬粉末，得到金屬燒結(jié)材料;將所述金屬燒結(jié)材料做滲入處理，另一個模具的制作方法包括以下工序在模具體上粘結(jié)塑性材料;用所述已加工完的模具，通過具有與待模壓工件相同厚度的柔性薄片，把所述塑性材料壓入工作面;加熱分解在所述塑性材料中的所述合成樹脂基粘合劑，并燒結(jié)所述塑性材料中的所述金屬粉末得到金屬燒結(jié)材料;將所述金屬燒結(jié)材料做滲入處理。
19.按照權(quán)項18所述的制造一對模具的方法，其中所述制造所述模具之一的所述方法中所述塑性材料壓制工序包括把粘接在所述模具體上的所述塑性材料粗略壓入工作面;其初步壓制后半固化所述塑性材料，研磨半固化塑性材料修整成工作面形狀。
20.按照權(quán)項18或19所述的制造一對模具的方法，其中所述燒結(jié)金屬粉末是一種鎳自熔合金粉末和粉碎的鉬粉末的混合粉末。
21.按照權(quán)項18或19所述的制造一對模具的方法，其中所述合成樹脂基粘合劑是熱塑合成樹脂乳膠。
22.按照權(quán)項18或19所述的制造一對模具的方法，其中所述塑性材料呈薄片狀。
23.具有金屬燒結(jié)材料構(gòu)成工作面的模具其中部分所述工作面，要求具有高強度和高抗壓性，是由含有超硬金屬粉末的第一類塑性材料的金屬燒結(jié)材料構(gòu)成，所述工作面的其余部分是由含有燒結(jié)金屬粉末的第二類塑性材料構(gòu)成。
24.按照權(quán)項23所述的模具，其中所述第一類塑性材料，是由WC粉末和自熔鎳合金粉末的混合粉末，和合成樹脂基膠合劑捏合而成。
25.按照權(quán)項23或24所述的模具，其中所述第二類塑性材料是由自熔鎳合金粉末和粉碎的鉬粉末的混合粉末，和合成樹脂基膠合劑捏和而成。
26.按照權(quán)項23所述的模具，其中所述模具是一個修邊模，其刀刃部份是由所述第一類塑性材料得到的金屬燒結(jié)材料構(gòu)成的。
27.模具含有一個安裝在模具體上，用來加工工件的工作面，其中部份所述工作面，要求具有高強度和高抗壓性，是由含有超硬金屬粉末的第一類塑性材料得到的金屬燒結(jié)材料構(gòu)成，所述工作面的其余部份是由第二類塑性材料的固化材料構(gòu)成。
28.按照權(quán)項27所述的模具，其中所述第一類塑性材料是由WC粉末和自熔鎳合金粉末的混合粉末，和合成樹脂基粘合劑捏和而成。
29.按照權(quán)項27或28所述的模具，其中所述第二類塑性材料是由合成樹脂和粒料捏和而成。
30.按照權(quán)項27所述的模具，其中所述模具是彎邊凸模，其彎料邊刃部份是由所述第一類塑性材料得到的金屬燒結(jié)材料構(gòu)成。
31.按照權(quán)項27所述的模具，其中所述模具是拉伸膜，其折彎部分是由所述第一類塑性材料得到的金屬燒結(jié)材料構(gòu)成。
32.按照權(quán)項27所述的模具，其中所述模具是修邊模，其刀刃部份是由所述塑性材料得到的金屬燒結(jié)材料構(gòu)成。
專利摘要
一種制作具有由金屬燒結(jié)材料構(gòu)成工作面的模具的方法。其特點在于第一步，在模具體上粘結(jié)由燒結(jié)金屬粉末和合成樹脂基粘合劑捏合而成的塑性材料；第二步，將塑性材料壓入工作面；第三步，加熱分解塑性材料中的合成樹脂基粘合劑并燒結(jié)其中的金屬粉末得到金屬燒結(jié)材料。
文檔編號B22F7/02GK85103983SQ85103983
公開日1987年3月25日 申請日期1985年5月23日
發(fā)明者古林修, 山田裕保, 佐佐木浩, 白石基厚 申請人:本田技研工業(yè)株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan