Способ изготовления пластмассовых матриц

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ае 01) д) ф В 21 К 5/20

/.;д "

Р ж „. ) с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ASXme aw ид П=-Л С ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ (21) 3728346/25-27 (22) 20.04.84 (46) 23 ° 01.86. Бюл. 11 - 3 (72) О.Н.Лангин и А.С.Иордасов (53) 621.735(088.8) (56) Патент США 9 3343430, кл. 76-107, опублик. 1967. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ МАТРИЦ,путем установки на мастер-пуансон технологической накладки, имитирующей по толщине и конфигурации штампуемое изделие, и заливки пластмассовой композиции на мастер-пуансон с получением отливки матрицы, о т л и ч а юшийся - тем, что, с целью снижения трудоемкости, в качестве мастерпуансона используют рабочий пуансон, а в качестве технологической накладки — пластичный металл, после чего осуществляют упрочнение его поверхностного слой электролити-,,ческим осаждением металлов с мик" ротвердостью осадка в пределах

2000-5000 ИПа по Виккерсу, а после получения модели матрицы последнюю помещают в опоку, засыпают ее металлическим нанолнителем,. уплотняют его и пропитывают полимерным .свя" зующим. а

1205982

Изобретение относится к инструментальному производству, а именно к изготовлению пластмассовых матриц штампов, Цель изобреТения — снижение трудоемкости изготовления пластмассовой матрицы штампа без потери точности размеров.

Способ осуществляют следующим образом.

На мастер-пуансон наносят слой пластичного металла, имитирующего по толщине и конфигурации штампуемае изделие, затем производят упрочнение его поверхностного слоя металлом с микротвердостью по Виккерсу в пределах 2000-5000 МПа, далее полученную отливку матрицы помещают в опоку, засыпают металлический наполнитель, уплотняют его и пропитывают полимерным связующим под вакуумом и избыточным давлением.

Пример 1. По пуансону, изготовленному из стали У10А по 11-му квалитету точности, изготовляют пластмассовую матрицу штампа, предназначенного для гибки деталей из листовой стали 10КП толщиной 0,6 мм.

Из свинца прокатывают лист толщиной 0,6 мм. На поверхность пуансона и листа из свинца наносят 37-ный раствор клея на основе полиметилметакрилата марки Л-1 и дихлорэтана. Затем на поверх) ность пуансона накладывают лист из свинца и обжимают по профилю пуансона, после чего модель завешивают в гальваническую ванну (предварительно обезжирив поверхность) 1ля осаждения упрочняющего слоя.

Для осаждения металла применяют при рН 3,6-4,2 сульфаматный электролит никелирования следующего состава, г/л:

Никель сульфаминовокислый 340-360

Никель хлористый 3-5

Кислота борная 30-35

Натрий лаурилсульфат 0,1-1,0

Режим осаждения следующий:> темпео ратура электролита 52 С, катодная плотность тока 2 А/дм и время осажу дения 40 мин.

В результате осажДения никеля на поверхности пластичного металла получают упрочняющий слой толщиной

25 мк с микротвердостью 2000 МПа по

После окончания термообработки, не разделяя пуансон и матрицу, матрицу запрессовывают в мат—

55 ричную плиту, а пуансон закрепляют в пуансонодержателе. После извлечения пуансона из матрицы из5иккерсу. Затем переходят к изготов" лению пластмассовой матрицы, После установки модели и опоки на подмодельную плиту, поверхность.

5 которых предварительно прерывается антиадгезионным разделительным составом, и их герметизации в опоку .засыпают медный порошок .(фракция

50-60 мкм), уплотняют его прессованием при удельном давлении 100 МПа, после чего оснастку помещают в пропиточную камеру установки. Наполнитель вакуумируют при давлении

13,332 Па при. 100 С в течение 60о

15 90 мин. Одновременно в смеситель заливают связующее и вакуумируют о его при давлении 133,32 Па и 100 С в течение 15-20 мин (до прекращения образования пены на поверхности связующего).

Используют полимерную композицию следующего состава, вес.ч.:

Циклоалифатическая эпоксидная смола (диокись циклоалифа-., тического сложного эфира) с содержанием эпоксидных групп 277. 80

30 Эпоксидно-диановая смола (с содержанием эпоксидных групп

20K)

ИЗо-Метилтетрогидрофталевый ангидрид 80

Медный порошок 790

После удаления летучих из наполI нителя и связующего, наполнитель пропитывают связующим при дав40 лении 13,332 .МПа.Затем в камере создают избыточное давление

0,29 МПа, повышают температуру. до 120 С и поддерживают давление постоянным до гелеобразования

45 композиции (100 мин) ..После геле-: образования выравнивают давление до атмосферного, извлекают из пропиточной камеры оснастку и термообрабатывают (последовательно) при

50 140, 160 и 180 С по 2 ч, при 200 С

9 ч.

1205982

Oil

20 влекают материал, имитирующий штампуемое изделие. Точность изготовления матрицы соответствует 11-му квалитету точности.

Пример 2. По пуансону, изготовленному из-стали У10А по

12-му квалитету точности, изготовляют пластмассовую матрицу штампа

У предназначенную для отбортовки деталей из листовой ст.20 толщиной

1,0 мм. Как и в примере 1 прокатывают лист из свинца толщиной

1,0 мм, накладывают на пуансон и обжимают по всему профилю (предварительно наносят клей, как в примере 1). Затем упрочняют поверхностный слой из того же электролита никелирования при следующем режиме осаждения:температура электо ролита 52 С, катодная плотность тока I А/мм и время осаждения

75 мин.

В результате электролитического осаждения, поверхность пластич-, ного металла упрочнена слоем никеля толщиной 25 мкм, микротвердость осадка составляет 3500 МПа по Виккерсу. По подготовленной таким способом модели изготавливают (аналогично примеру 1) пластмассовую матрицу. В качестве наполнителя применяют смесь медного порошка (фракция 50-60 мкм) и железного (фракция !00-180 мкм), взятых в соотношении 1:l которую уплотняют прессованием при удельном давлении 150 МПа. Состав полимерной композиции следующий, вес.ч.:

Циклоалифатическая эпоксидная смола (диокись циклоалифатического сложного эфира) с содержанием эпоксидных групп 277. 80

Эпоксидно-диановая смола (с содержанием эпоксидных групп 207)

0 çî -Метилтетрагидрофталевый ангидрид 80

Медный порошок 810

Железный порошок 810

После удаления летучих нз наполнителя и связующего наполнитель пропитывают связующим при давлении

13,332 МПа,Затем в камере создают избыточное давление 0,29 МПа, повышают температуру до 120 С и поддерживают давление постоянным до гелеобразования композиции (100 мин) .

После гелеобразования выравнивают давление до атмосферного, извлекают из пропиточной камеры оснастку и термообрабатывают (последовательно) при !40, 160 и 180 С по 2 ч, при 200 С вЂ” 8 ч. Точность изготовления матрицы соответствует 12-му квалитету точности.

Пример 3. По пуансону, изготовленному из стали У16А по 14-му квалитету точности, изготовляют пластмассовую матрицу штампа, предназначенную для вытяжки деталей иэ ст.20 толщиной 1,5 мм.

На рабочую поверхность пуансона

Э на которую предварительно наносят клей, как в примере I накладывают лист свинца толщиной 1,5 мм и обжимают по всему профилю. Затем упрочняют поверхностнйй слой из сульфатного электролита сплава никель кобальт при рН 4,8-5,2 следующего состава, г/л:

Никель сернокислый 200

Кобальт сернокислый 19

ЗО Натрии хлористыи 15

Кислота борная 30

Паратолуолсульфамид

Натрий лаурилсульфат 0 1

У

Осаждение сплава никель-кобальт из сернокислого электролита проводится на гальванопластической установке АГ-68 при 20-22 С, катод"

40 ной плотности тока 0 8-1 0 А/дм

У 9 и времени осаждения 120 мин. Толщина осажденного сплава никель-кобальт составляет 20 мкм, микротвердость осадка 5000 MIIa по Виккерсу. По подготовленной таким способом моде45 ли изготовляют пластмассовую матрицу (аналогично примеру 1). В качестве наполнителя применяют железный порошок (фракция 180-250 мкм), который уплотняют прессованием при

50 удельном давлении 200 МПа.

Состав полимерной композиции следующий, вес.ч.:

Циклоалифатическая эпоксидная смола

55 (диокись циклоалифатического сложного эфира) с содержанием эпоксидных групп 27Х

Составитель А. Быстров

Техред О.Ващишина Корректор А.Обручар

Редактор Н.Бобкова

Заказ 8597/10 Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

5 1205982 6

Эпоксидно-диановая избыточное давление 0,29 МПа, повысмола (с содержа- шают температуру до 120 С и поддернием .эпоксидных групп живают давление постоянным до геле20 ) образования композиции (100 мин) . и3о -Метилтетрагидро- После гелеобраэования выравнивают фталевый ангидрид 80 давление до атмосферного, извлекают

Железный порошок 2000 из пропиточной камеры оснастку и термообрабатывают (последовательПосле удаления летучих из напол- но) при 140, 160 и 180 С по 2 ч, нителя и связующего наполнитель про- 1р при 200 С - 9 ч. Точность изготовлео питывают связующим при давлении ния матрицы соответствует 14-му ква13,332 МПа. Затем в камере создают литету.