[发明专利]一种蒸汽加热模具的加热设备及使用该设备的注塑工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及模具制造技术，更具体地说，涉及一种利用高温蒸汽加热模具模腔表层的加热设备，以及使用该设备进行注塑的加工工艺。

【背景技术】

在现有技术中，传统的注塑模具加热装置通常采用电热元件加热水或导热油等热传导性能好的液体，然后将被加热的水或导热油通入模具加热流道中，使模具在注胶阶段能够保持预设的温度，如专利CN293328、CN2621910Y和CN200957650。

研究表明，在注塑阶段，如果能够维持模具温度在有个100摄氏度以上，特别地，当模具温度达到150摄氏度以上时，注塑成型生产出来的零件强度高；这是因为注塑时模具被加热，使得原料在模腔内的流动性提高，避免了冷却后因内部密度不均匀而容易产生应力集中区域。另外，由于零件的表面密度也非常均匀，这使得零件表面质量非常好，如消除零件表面溶接线、溶接痕、波纹、银丝纹、表面缩水现象，提高产品表面质量，产品不需要喷漆后续表面处理工艺。同时原料流动性提高后，可减少加纤零件的浮纤现象，提高成品率20-30％；还可避免因薄壁注塑时流动性不高而产生的缺料、气纹等缺陷；还能降低厚壁成型时的注塑周期。

目前对注塑零件表面高光洁度的需求日益增多，随之而起的是各种对模具加热技术的出现，如高温蒸汽加热模芯技术、中频或高频加热模芯技术、高温水或导热油加热模芯技术以及电热管直接加热模芯技术等，目的是使模腔表面在射胶过程中保持较高温度，使零件表面达到高光洁度、零件整体强度高。这些设备的一个共同之处在于，模腔表面温度是依靠热传导，将热量从模芯内部传导到模腔表面。其存在的问题是热量不是直接施加在模腔表面，模具加热和冷却所需时间均需要相对较长的时间；由于整个模芯均被加热，故需要消耗较大的能量来产生模芯加热所需的热量；并且由于在模芯中埋设加热元件，使模 具制作过程相对复杂，生产成本非常高。并且，这些加热技术或方法只是针对于后模进行加热，因为如果对前模加热，由于热传导的缘故，顶针也会逐步被加热，从而容易会发生模具顶针卡死的现象；但是，仅加热后模模芯又不能彻底解决注塑件容易产生变形或翘曲的缺陷。

此外，采用高温油、水和蒸汽加热模具的方式中，需要在模芯上设置专门的流道来让这些热介质通过，但流道会因模芯本身的结构而在布置上受到限制，这样很容易使得后模模腔的表层温度不均匀，致某些结构的注塑件缺陷不能得到解决。

另外，上述设备中还有一个不足之处就是需要消耗较多的能量。以一台300吨的注塑机为例，电加热模具设备的额定输入功率在30kW左右，100台注塑机的额定输入功率则达到3000kW。

法国RocTool公司开发了利用电磁感应现象加热模具表面的技术，模具表面部分就会被加热到0.2mm深，而模具内部99.9％的部分仍然处于冷却状态。但是模具的模块必须采用磁性钢材料制造。为了保证有效的电磁传导，模具材料中必须含有铬或者镍，而P20模具钢的导磁性不能满足这一要求。P20是美国模具钢牌号，对应的是瑞典的718模具钢，是制作中高档模具极其常用的模芯材料，其设备成本较高，制造时的模具成本也高。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中各种模具加热装置存在的耗能高、生产周期长或者设备成本高、模具成本高的缺陷，提供一种蒸汽加热模具的加热设备，该设备能够利用高温蒸汽对模腔表层直接进行加热。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种利用蒸汽加热模具的加热设备，包括带浇道的模芯、产生高温蒸汽的高温蒸汽支路和产生高温干空气的高温干空气支路，所述模芯上设有与模腔连通的注入阀和溢出阀，所述注入阀可将高温蒸汽或高温干空气持续导入模腔内，所述溢出阀可将高温蒸汽或高温干空气从模腔内导出；所述浇道上设有截止阀，所述截止阀在模腔内导入蒸汽或干空气时密封浇道；所述注入阀的进气端设有与所述截止阀连通的连 通管，该连通管将高温干空气支路中的高温干空气或者高温蒸汽支路中的高温蒸汽引至截止阀处，使得截止阀处于常闭状态。

在本发明所述利用蒸汽加热模具的加热设备中，所述高温蒸汽支路包括与注入阀连接设置并能产生高温蒸汽的蒸汽发生器、设置在注入阀和蒸汽发生器之间控制高温蒸汽支路接入注入阀的蒸汽进气阀。

在本发明所述利用蒸汽加热模具的加热设备中，所述蒸汽发生器包括设有蒸汽出口的蒸汽锅炉和向蒸汽锅炉补充水的补水箱，所述蒸汽锅炉的蒸汽出口与所述蒸汽进气阀连接设置。

在本发明所述利用蒸汽加热模具的加热设备中，所述补水箱和蒸汽锅炉之间设有补水增压泵。