异质金属冲压模具增材制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108714773A(43)申请公布日2018.10.30(21)申请号201810515460.6(22)申请日2018.05.25(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市高新园区凌工路2号(72)发明人任大鑫刘黎明赵坤民宋刚常颖张兆栋(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人李馨(51)Int.Cl.B23P15/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称异质金属冲压模具增材制造方法(57)摘要本发明提供一种异质金属冲压模具增材制造方法，采用不同增材技术逐层过渡方法，制造锌合金与钢组成异质金属冲压模具。首先采用铸造、机械加工的方法制造出锌合金冲压模具的主体，其冲压圆角处先不制造成型，预留出预设尺寸的平台；然后采用喷涂的方法在平台处堆积一定厚度的纯铜或铜合金，形成锌基体-铜层的结构；最后再在铜表面进行熔敷堆积，制造出模具圆角处基本形状，再通过精修打磨形成最终的异质金属冲压模具。通过本发明的方法制造的模具形成局部锌合金基体-铜层-钢圆角的结构，使其主体为成本低、质量轻的锌合金，而圆角处为硬度高、耐磨性好的钢，从而提高了模具的性能。CN108714773ACN108714773A权利要求书1/1页1.一种异质金属冲压模具增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采用铸造、机械加工的方法制造出锌合金基体为主体的冲压模具，在其冲压圆角处不制造成型，预留出预设尺寸的平台，待加工；S2、采用喷涂的方法在步骤S1中制备的平台处堆积2mm以内的纯铜或铜合金，形成锌合金基体-铜层的结构；S3、采用激光或电弧在铜层表面进行熔敷堆积，制造出模具冲压圆角处的基本形状，形成局部锌合金基体-铜层-钢圆角的结构，最后根据模具尺寸通过精修打磨形成最终的冲压模具。2CN108714773A说明书1/3页异质金属冲压模具增材制造方法技术领域[0001]本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种异质金属冲压模具增材制造方法。背景技术[0002]锌合金模具是用高强度锌合金材料通过铸造或挤压等加工法制作的简易模具。锌合金模具的成形零件采用铸造或塑性加工方法制成，它与普通钢模的制造相比，节省了加工工序，且不需要热处理。因此，具有制模工艺简单、周期短、成本低的特点。然而，锌合金与普通钢模相比强度低，在冲压边角处由于作用力大，容易产生磨损，使用寿命较短。[0003]增材制造技术是指基于离散-堆积原理，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。采用增材制造技术可以缩短模具制造的周期，特别是针对锌合金模具，如果能采用增材制造的方法在边角处制造成钢结构，形成异质材料模具，则既可以实现锌合金模具成本低、周期短的优点，又可以有效提高模具使用时间。[0004]然而，锌合金的熔点只有400℃左右，钢的熔点却高达1500℃左右，如果直接在锌合金上采用激光、电弧等方法进行增材制造，热源以及液态钢将使锌迅速液化、气化，无法形成有效的制造。如何制造出锌合金-钢结构的异质金属模具成为目前亟待解决的问题。发明内容[0005]根据上述提出的锌合金与钢组成异质金属模具增材制造难的问题，而提供一种异质金属冲压模具增材制造方法。本发明主要采用不同增材技术逐层过渡方法实现制造，模具主体为锌合金基体，模具在冲压过程中受到较多冲击磨损的圆角为钢材料，制成锌合金基体-铜层-钢圆角结构的异质金属冲压模具，从而既可以实现锌合金模具成本低、周期短的优点，又可以有效提高模具使用寿命。[0006]本发明采用的技术手段如下：[0007]一种异质金属冲压模具增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：[0008]S1、采用铸造、机械加工的方法制造出锌合金基体为主体的冲压模具，在其冲压圆角处不制造成型，预留出预设尺寸的平台，待加工；[0009]S2、采用喷涂的方法在步骤S1中制备的平台处堆积2mm以内的纯铜或铜合金，形成锌合金基体-铜层的结构；[0010]S3、采用激光或电弧在铜层表面进行熔敷堆积，制造出模具冲压圆角处的基本形状，形成局部锌合金基体-铜层-钢圆角的结构，最后根据模具尺寸通过精修打磨形成最终的冲压模具。[0011]较现有技术而言，本发明具有以下优点：[0012]1、选取过渡层金属实现锌合金基体和钢圆角的连接。锌合金模具成本低，但寿命短；直接在锌合金基体上增材制造钢圆角，由于锌合金的低熔沸点无法实现，需要过渡层金属实现二者结合。3CN108714773A说明书2/3页[0013]2、选取纯铜或铜合金作为异质模具制造的过渡层金属。黄铜，即铜锌合金，是工业上应用广泛的材料，因此采用纯铜或