本發(fā)明涉及一種高效熱交換成型模具及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

在常規(guī)的注塑成型中，需要把熔融的樹脂或金屬澆鑄到模具型腔中,在填充模具型腔的過程中，熔融的材料逐漸冷卻定型。但是在成型的過程中材料的冷卻是一個由高速到低速的過程。在填充的初始階段，材料溫度迅速下降，粘度上升，流動性變差。造成與模具接觸的產(chǎn)品表面材料存在各種缺陷，如表面應(yīng)力，冷料，氣斑，浮纖等外觀和功能問題。

常規(guī)的模具為了保證產(chǎn)品的外觀和功能，通過在模具中加熱來提高模具型腔溫度。達(dá)到降低材料注塑過程中冷卻速度的目的，但是這樣會造成能源浪費(fèi)和延長生產(chǎn)周期。同時市場上還有一些模具，為了成型出高光澤的產(chǎn)品，通過在模具型腔中先通入高溫液體是模具升溫到接近材料熔點(diǎn)，再進(jìn)行注塑填充，充滿后再通入冷水是模具降溫。這樣可以成型外觀光亮的產(chǎn)品。但是此方法需要先把整個模具加熱，再使之溫度降低。此過程浪費(fèi)大量的能源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明對上述問題進(jìn)行了改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的問題是現(xiàn)有的模具保溫效果較差需要加熱提高模具型腔溫度，造成能源浪費(fèi)和生產(chǎn)周期的延長。

本發(fā)明的具體實(shí)施方案是：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：一種高效熱交換成型模具,包括具有成型型腔的模具基體，所述模具基體內(nèi)型腔的外表層為為具有高導(dǎo)熱系數(shù)使得成型材料與膜層的溫差減少的超導(dǎo)熱膜層，所述超導(dǎo)熱膜層與模具基體之間還設(shè)有隔熱膜層。

進(jìn)一步的，所述隔熱膜層材料包括氧化鈦，氧化鋯，氧化鉻，氮化鈦，氮化鋯中的一種或多種形成的陶瓷膜層。

進(jìn)一步的，所述超導(dǎo)熱膜層為類金剛石膜。

進(jìn)一步的，所述超導(dǎo)熱膜層與隔熱膜層之間、隔熱膜層與模具基體之間設(shè)有粘結(jié)層。

進(jìn)一步的，所述超導(dǎo)熱膜層與隔熱膜層之間設(shè)有粘結(jié)層，所述粘結(jié)層材料包括碳化鎢，碳化鋯，碳化鈦中的一種或多種金屬，粘結(jié)層厚度為100～500納米。

進(jìn)一步的，所述隔熱膜層與模具基體之間的粘結(jié)層為金屬粘結(jié)層，所述金屬粘結(jié)層包括鎢、鈦、鋯、鉻中的一種或多種金屬，所述金屬粘結(jié)層厚度為200～1000納米。

進(jìn)一步的，所述隔熱膜層厚度為1～20微米。

進(jìn)一步的，所述超導(dǎo)熱膜層厚度為500～1000納米。

本發(fā)明還包括一種高效熱交換成型模具應(yīng)用方法，利用上述高效熱交換成型模具,包括以下步驟：

（1）使用時，首先注塑熔融材料；

（2）熔融材料把模具表層超導(dǎo)熱膜層加熱；模具中的隔熱膜層攔截?zé)崃浚?/p>

（3）注塑機(jī)保壓；

（4）模具內(nèi)的冷卻水道通入冷卻液體降低模具溫度后開模取產(chǎn)品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明采用物理沉積鍍膜，通過多層功能性鍍膜 ，使得在成型過程中熔融材料的熱量迅速使模具表層的膜層溫度上升到接近材料溫度，因?yàn)橹恍枰涯蛹訜?，所以不需要太多的熱量，不需要外接加熱。?jié)約了加熱模具的能源。

（2）本發(fā)明最外層沉積超導(dǎo)熱膜層，同時中間沉積隔熱膜層，使得在注塑過程中熱量被截留在超導(dǎo)熱膜層內(nèi)，減少了模具和填充材料的溫差，使得材料具有良好的流動性，可以成型高光，無冷料和浮纖的高品質(zhì)產(chǎn)品,尤其適合熱傳導(dǎo)速度快的金屬材料的熱加工。

（3）本發(fā)明采用程控間隙式通入冷卻液體來使模具冷卻，并且在整個注塑或壓鑄過程中，熱量只有熔融材料的熱量，相對現(xiàn)有把整個模具加熱后再冷卻的技術(shù)。熱量較小，冷卻液體可以迅速把熱量帶走，縮短了成型周期。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明應(yīng)用方法步驟意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本實(shí)施例中，一種高效熱交換成型模具,在模具100的型腔表面利用物理沉積鍍膜方式由內(nèi)向外依次形成金屬粘結(jié)層200，具有隔熱功能的隔熱膜層300、粘結(jié)層400及具有高導(dǎo)熱系數(shù)的超導(dǎo)熱膜層500。

本實(shí)施例中，所述金屬粘結(jié)層200包括鎢、鈦、鋯、鉻中的一種或多種金屬，所述金屬粘結(jié)層100厚度為200～1000納米。

本實(shí)施例中，金屬粘結(jié)層200厚度為800納米。

本實(shí)施例中，所述隔熱膜層300材料包括氧化鈦，氧化鋯，氧化鉻，氮化鈦，氮化鋯中的一種或多種形成的陶瓷膜層，所述隔熱膜層300膜層厚度為1～20微米。

本實(shí)施例中，隔熱膜層300厚度為3微米，上述氧化鈦，氧化鋯，氧化鉻，氮化鈦，氮化鋯等材質(zhì)具有良好的隔熱效果，實(shí)際應(yīng)用中還可以采用其他氮化物或復(fù)合隔熱材料。

本實(shí)施例中，所述粘結(jié)層400材料包括碳化鎢，碳化鋯，碳化鈦的一種或多種金屬，粘結(jié)層400膜層厚度為100～500納米，本實(shí)施例中，粘結(jié)層400厚度為350納米。

本實(shí)施例中，所述超導(dǎo)熱膜層500為類金剛石膜，超導(dǎo)熱膜層500厚度為500～1000納米。超導(dǎo)熱膜層具有很高的硬度、高導(dǎo)熱性、高絕緣性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。

如圖2所示，使用時，首先注塑熔融材料，熔融材料把模具表層超導(dǎo)熱膜層500加熱；模具中的隔熱膜層300攔截?zé)崃?；注塑機(jī)保壓；模具內(nèi)的冷卻水道通入冷卻液體降低模具溫度；開模取產(chǎn)品。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。