[发明专利]耐用透气性模具的制备方法

说明书

本发明涉及一种具有遍及全体的连续细孔和精细表面形状的耐用透气性模具的制备方法。

这种耐用透气性模具例如可用于真空成型方法。该方法是：热塑性片材加热软化覆盖在模具上以后，抽吸模具的透气性表面，抽去模具表面和热塑性片材之间的气体，使片材附着在模具的表面。

由于该方法具有大、小模塑品都可用较简单的设备制造的优点，所以它被广泛应用。最近，需要如通过刻蚀模塑品表面制备的具有精细图案以提高其商业价值的模塑品，或者需要可得到大的和高尺寸精确度的模塑品的模具。

另外，这种耐用多孔模具不但可用于真空成型，还可用于吹塑方法和其它要求透气性的方法。日本专利公开No.2-6620公开了满足这种要求的模具，该模具具有优异的耐用性和成本低、出料时间短、转印性能好和可透气性等优点。

另外，日本专利公开No.63-65416、1-53140、2-27925、3-23253等还公开了各种可透气和可透水模具。

所有这些模具按下述方法制备：将液体粘结剂与比重不同的金属粒料与陶瓷或耐火料粒料的混合物混合，形成一种料浆，将该料浆铸塑入母模模具中，使粘结剂固化，干燥得到的固体产品，然后在氧化气氛中烧结该产品以氧化和膨胀金属粒料，制得高强度的透气性模具，烧结的形式使氧化和膨胀的金属粒料包裹陶瓷粒料。

但是，上述模具的缺点为：在上述料浆中，粘结剂固化之前，聚集体组分混合物开始沉降，由于金属粒料和陶瓷粒料的沉降速度不同，粘结剂固化时，易引起组分的分凝，所述金属和陶瓷的比重明显不同。

因此，通过烧结上述具有分凝现象的固化产品制得的模具由于分凝而产生裂纹，并且其表面不规整。由于这些模具的转印性很好这些裂纹和表面不规整性转移至模塑品。因而难于得到可制备好的模塑品的模具。另外，由于金属粒料提供强度，为得到高强度模具，需要较大量的金属粒料(例如，金属粒料与陶瓷粒料的比例可达1∶1)。因此，烧结的模具要膨胀，难以控制模具的尺寸精确度。

本发明解决了上述问题，本发明提供一种耐用透气性模具的制备方法，该模具不会由于聚集体组分的分凝而产生裂纹和表面不规整。

为达到上述目的，选择聚集体组分，使其比重差别小，从而使其沉降速度差别小，并且采用辅助粘合方法，增强烧结时的粘合作用(增加模具的强度)，而不是只依靠金属粒料的氧化膨胀。

因此在本发明中，使用金属粒料和金属氧化物粒料的组合物作为聚集体成分，其中所述金属氧化物粒料的金属与所述金属粒料的金属相同，并且它们的比重和沉降速度差别小。组分不仅限于金属氧化物粒料而且还使用金属粒料的原因在于，通过氧化金属粒料可得到一种粘结结构，并且金属粒料还起到尺寸调节剂的作用，它通过氧化膨胀而补偿模具干燥时的收缩，使制得的模具与母模的大小一样。不只使用金属粒料、而且还使用金属氧化物粒料的原因在于，由于金属粒料的氧化膨胀过大，只使用金属粒料难于控制尺寸，因而使模具的尺寸大于其母模的尺寸。

在本发明中，除了氧化金属粒料得到的粘结结构以外，还使用由玻璃料或其它材料组成的辅助增强材料作为辅助粘结剂，以使烧结后模具具有足够的强度。由于上述原因，不能使用大量金属粒料，而聚集体的粘结结构主要归功于金属粒料，因此做了大量试验以克服这一困难。结果发现非常有效的是如玻璃料的材料，通过“在金属粒料被氧化的温度下或更高的温度下被软化和熔化、并且冷却后固化”它可牢固地粘结聚集体组分。

日本专利早期公开63-176380公开一种方法，它只是将如玻璃料的材料与聚集体合并得到一种多孔体。但是，尚没有玻璃料等用于要求具有上述精确转印性能的模具来提高通过金属粒料的氧化膨胀制得的模具的尺寸精确度和增强通过氧化膨胀得到的粘结结构的技术。

本发明涉及制备耐用透气性模具的方法，其中，使金属粒料和金属氧化物粒料混合，制得聚集体，将一种在烧结过程中软化和熔化的辅助增强材料如玻璃料与聚集体混合，并加入含有可挥发成分的粘结剂，混合上述组分，得到一种料浆混合物，并将其铸塑入原模型模具中，固化形成模具，从原模型模具中脱模以后，将制得的模具干燥以赋予其孔隙度，然后在氧化气氛中烧结。本发明包括通过向聚集体中加入增强纤维增加烧结之前或之后硬化产品的强度，以便于产品的处理。

下面详述用于本发明方法的原料。

1.金属粒料

烧结时金属粒料氧化膨胀，并且烧结方式使金属粒料包裹金属氧化物粒料。在金属粒料的界面间发生扩散粘结。