本发明大体说来是关于一种模制物件的组合模具，其更特殊之点是这种组合模具是由机械强度很高的硬化的水硬性物料混合物制成。 通常的模具或组合模具由铸铁、钢、锌基合金、铝或各种树脂制成。但是，由铸铁、钢、锌基合金或铝制成的模具比较贵，因为制造这类模具需要很多繁重的加工步骤，从而也就需要较长的加工时间。另一方面，用树脂做模具，虽然制造比较容易，但它不能经受周围的高温，因而不能用于模制需要加热硬化的物料。
因此对组合模具提出了一个要求，即能够在较短的时间内用较简单的加工过程制成或成形，并且具有很好的耐用度。
因为混凝土可以在室温下模制，加工很方便，所以它们在土木工程和建筑物结构件上广泛应用。但是，任何一种常用的水泥沙浆和混凝土都不能用来制造模具或组合模具，因为它们的机械强度不够，其抗压强度小于1000公斤力/厘米2，并有渗漏倾向或其它物料分离问题，这就导致靠模轮廓或复制形体低劣的性能。
因此，本发明的主要目的是提供一种组合模具，它能在室温下以较短的加工时间用较简单的加工过程制成，并且具有很高的抗压强度和很好的耐用度。
本发明的另一个目的是提供一种组合模具，它是由没有渗漏或其它物料分离问题的材料制成，并且具有很好的轮廓加工性能。
本发明进一步的目的是提供一种组合模具，它的制造费用较低，能够模制出形状复杂而仍有很好的光整表面的模制品。
本发明的另一个目的是提供一种组合模具，它只需要做一个阳模就能模压金属材料。
本发明再进一步的目的是提供一种组合模具，当它深深地模压一种金属材料时不会在加工表面上留下刻痕或其它损伤。
本发明的另一个目的是提供一种适用于模制树脂材料的组合模具。
本发明的另一个目的是提供一种适于用反应注模法模制树脂材料的组合模具。
本发明还有一个目的是提供一种组合模具，它与模制机的组合比较方便，因而能在模制物件时不致造成模具的破裂或损坏，也不会制出有缺陷的或外形不正的模制品。
本发明的另一个目的是提供一种组合模具，它的横面上有一层与模具基体牢固结合的涂层，而这层涂层是简单的非电镀法涂覆的。
从下面的说明将清楚地看到本发明的上述的和其它的目的。
按照本发明提供的模制物件的一个组合模具包括一个阳模和一个阴模，其中至少有一个是用机械强度很高的以一种水硬性物料作为主要成分的水硬性物料混合物制成，同时这对模具中至少有一个模子的模面不是用所述的水硬性物料制成。
图1（a）至（d）是以断面图来表示的一种流程图，说明本发明的一种阳模的操作过程，这里的阳模是与一个由流体构成的阴模相配。
图2是本发明的一种组合模具的断面图，这种模具用一种类似橡皮的弹性体作阴模。
图3所示的断面图表示本发明的组合模具的另一种实施方案，这个方案中的阴模是用金属做的。
图4所示的断面图表示本发明的组合模具的又一种实施方案，这种组合模具特别适用于反应注模法。
图5和图6所示的断面图表示一类组合模具，它们附有连结部件，以便于把它们与模制机组合起来。
下面将详细地对本发明进行说明。
本发明用来模制物件的组合模具包括多种阳模和阴模，根据需要可选用一个或几个坏件支撑任意组合。根据本发明的主要特征，阳模和阴模中的一个或二个用机械强度很高的水硬性物料混合物制成。阳模和阴模中的一个或二个的模面用非水硬性物料混合物制成。当然阳模或者阴模，即其中的一个可以用非水硬性物料混合物做成整体式。但是，假如阳模或阴模中的一个用非水硬性物料混合物做成整体式，那末至少另一个模子的一部分必须用水硬性物料混合物制造。另一方面，假如阳模和阴模均由水硬性物料混合物制成，那末阳模和阴模中至少有一个膜的膜面必须用非水硬性物料混合物做成。坏件支撑也可以用水硬性物料混合物制成。采用这种结构的组合模具适用于模制或各种模制品的反模制，可以在较短的加工时间内用简单的方法把组合模具制造出来。同时还有一个优点，即所制成的组合模具具有逼真性很好的轮廓加工性能。
考虑所要求以一种水硬性物料做为主要成分的水硬性物料混合物的抗压强度最好不低于1000公斤力/厘米2，同时要求它最好具有轮廓加工和模制形状复杂的模制品的能力，在本发明的实施中，所用的水硬性物料混合物最好除了水硬性物料外还包含超细的粒料，缩水剂以及其它可自由选择的必须的添加剂。混合物中的水含量要求尽可能少。
在本发明中可以应用的水硬性物料包括各种类型的水泥，矿物质，具有水硬活性的物料和活化剂的配合料以及它们的混合物。水泥的例子有各种波特兰水泥，如普通波特兰水泥，快硬波特兰水泥，中热波特兰水泥，白波特兰水泥以及抗硫酸盐波特兰水泥;各种油井水泥;渗混水泥，例如硅石水泥，煤灰水泥和高炉渣水泥;以及它们的混合物。
可以用作本发明的混合物中的水硬性物料的矿物质的实例有Ca3SiO5矿物，Ca3SiO3的固体溶液以及它们的混合物。Ca3SiO3固体溶液的一个例子是硅酸三钙石，它是普通水泥的一种主要的矿物组成。虽然某些研究工作者曾经提出稍有差别的化学计量式，但是一般公认的是亚马古奇（G、Yamaguchi）和塔卡其（S、Takagi）提出的计量式，即Ca105Mg2AlO36（AlSi35O144）和一些其它的痕量组分〔Proc.5th Int 1Symp.Chem.Cemet，Tokyo，1，181～225（1968）〕。
根据Ca3SiO5矿物和Ca3SiO3固体溶液中所含组分的种类和数量可以设想各种化学计量式。在本发明中应用的Ca3SiO5矿物和/或Ca3SiO5固体溶液的X-射线衍射分析数据一般地说与JCPOS卡片中所记载的Ca3SiO5和硅酸三钙石的数据相符合。
具有水硬活性的物料包括高炉渣，煤灰以及它们的混合物。通常这类物料的平均粒径从10到30微米，它们本身没有水硬性，但是当它们与活化剂结合在一起时就能硬化而形成坚硬的整体。在工艺上，能够与这类具有水硬活性的物料结合而硬化的活化剂和人们已经知道的相同，它们包括各种水泥;氢氧化钙;氧化钙;生石灰;硫代铝酸钙矿石;各种无机和有机的碱式盐，例如：碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物，氟硅酸盐，葡萄糖酸和柠檬酸的钠、锂与钾盐;以及硫酸钙，即无水硫酸钙，半水和二水硫酸钙。上面提到的活化剂可以单独使用，也可以两种或者更多种配合在一起使用。这类活化剂（单独一种或多种配合）的加入量需根据要求的性质和活化剂的具体类型或配合情况而定，以重量计，100份具有水硬活性的物料中活化剂的加入量要求不要超过100份，最好不要超过60份。具有水硬活性的最好的物料是高炉渣。
当一种与水接触能释放Ca（OH）2的物质（例如氢氧化钙、氧化钙、生石灰或水泥）用作活化剂时，它与超细粒料和缩水剂协同作用能大大改善整个混合物的流动性，其结果是在缩水剂的作用下使超细粒料能均匀的分散在水硬性物料粒子中，从而可以大大增强最终得到的固化物体。为了达到加入与水接触释放Ca（OH）2的物质以改善混合物流动性的目的，加入这样微量的Ca（OH）2释放物就足够了，即以重量计在100份水硬性物料加超细粒料的总量中，Ca（OH）2释放物的加入量不超过1份，最好不要超过0.5份。
上面提到的具有水硬活性的物料和活化剂的结合仅仅放出很少的热量，因而可以减轻或避免由于放热而引起的热裂。此外上述两种物料的结合还有以下的优点。混合物硬化或干燥时的收缩可以减轻，含有这类具有水硬活性物料的混合物还可以提高耐化学药品的能力。
除了水硬性物料以外，本发明所用的混合物中还可以加入一种添加剂，例如膨胀剂，快硬剂，高增强的混合添加剂，促凝剂和缓凝剂。最好的膨胀剂是钙矾石型膨胀剂，例如“CSA＃20”（商品名，由电气科学工业公司Denki Kagaku KogkoK.K.提供）和煅烧生石灰，特别是在1100℃到1300℃煅烧制成的平均粒度（直径）不超过10微米的煅烧生石灰。另一方面，最好的快硬剂是铝酸钙系的物质，例如矾土水泥或矾土水泥与硫酸钙的混合物，其中一种由Denki Kagaku Kogyo K.K.生产，以商品名“Denka ES”出售，另一种由小野田水泥有限公司（Onoda Cement Co.Ltd.）生产，以商品名“Jet Cement”出售。有效的高增强混合添加剂的实例是硫酸钙系物质，例如Denki Kagaku Kogyo K.K.以商品名“Denka ∑-100”出售的一种商品和日本水泥公司（Nippon Cement Co.Ltd.）以商品名“Asano Super Mix”出售的一种商品。
促凝剂的例子有氯化物（例如氯化钙），硫代氰酸盐，亚硝酸盐，铬酸盐以及硝酸盐。缓凝剂的例子是糖类;可溶性糊精;有机酸及其盐类，例如葡萄糖酸;以及无机盐，例如氟化物。
关于本发明所用的水硬性物料混合物的熟化，较理想的熟化过程包括在温度约为50℃到250℃下完成的高温熟化或者包括约在50℃到250℃下完成的高温和高压熟化，这样可以防止在熟化期间反应时间延续得过长，从而可以提高熟化得到的物体的稳定性。采用膨胀水泥可以补偿物件的收缩，应用快硬水泥可以在较短的熟化时间内达到所要求的机械强度，应用硫酸钙系的高增强混合添加剂可以提高硬化物体的机械强度。
水硬性物料的平均粒径一般在10到30微米之间。本发明中应用的超细粒料的平均粒径最好只少比水硬性物料的平均粒径小一个数量级。更具体说，要求超细粒料的平均粒径不大于3微米，小于1微米更好，而最好约为从0.1到1微米。加入超细粒料可以提高混合物的流动性和呈现更高的机械强度。比较好的超细粒料的实例是硅生产中的付产物硅石粉或含硅的粉料，含硅的合金或氧化锆，可以在本发明中应用的其它物料还包括碳酸钙，硅胶，蛋白硅石，煤灰，高炉渣，氧化钛和氧化铝。任何的Ca3SiO5矿物和Ca3SiO5固体溶液凡能够粉碎成超细粒状的也可以用作本发明所用混合物中的超细粒料。蛋白硅石、煤灰和高炉渣可联合应用分级网筛与粉碎机被粉碎成超细粒料，应用这类超细粒料可以有效的抑制混合物水合时的收缩。
两种或多种不同类型的超细粒料可以配合在一起使用。例如，100份重量的超细的蛋白硅石，煤灰或高炉渣与不多于75份重量的超细硅石烟尘混合用作本发明中应用的混合物中的超细粒料。
超细粒料的用量以60到95份重量的水硬性物料中混入5到40份重量的超细粒料为宜，最好是在65到90份重量的水硬性物料中混入10到35份重量的超细物料。如果超细粒料的加入量少于5份重量，硬化后的混合物的机械强度可能降到低于所要求的标准;反之，如果超细粒料的加入量多于40份重量，要揉控的混合物的流动性就会降低到使制模操作难于进行的程度，从而使硬化后的混合物的机械强度可能降低到不能满足要求的程度。
本发明中应用的缩水剂是一些具有很高分散性的表面活性剂，它们可以大量加入水硬性物料中而不致引起过早或过慢的硬化以及过量的夹杂空气。适宜于在本发明的混合物中使用的缩水剂的例子包括主要由下列物质组成的物料：萘磺酸和甲醛缩合产物的盐类，烷基萘磺酸和甲醛缩合产物的盐类，蜜胺磺酸和甲醛缩合产物的盐类、高分子量的磺化木质素以及聚羧酸酯。考虑到改善流动性和经济效果，最好采用萘磺酸和甲醛缩合产物的盐类或烷基萘磺酸和甲醛缩合产物的盐类。以重量计，100份水硬性物料中缩水剂的加入量不要大于10份，最好是1到5份。加入缩水剂的目的是使配制的混合物具有低水/（水硬性物料+超细粒料）比，加入的重量超过10份则会对混合物的硬化产生不利的影响。在本发明中，缩水剂与超细物料的联合应用使所得的水硬性物料混合物，即使在水/（水硬性物料+超细物料）比小于25%时，也能具有足够高的流动性以便用一般的制模操作来成型。
虽然使混合物成型需要一些水，但为了制得具有高机械强度的硬化物体，水的含量应尽可能少。以重量计，100份水硬性物料和超细粒料的混合物宜加入10到30份水，最好是加入12到15份水。如果加入水的重量大于30份，就可能难于制成具有高机械强度的硬化物体，反之，如果加入水的重量少于10份，应用普通的方法，例如浇铸，就会在混合物成型的过程中遇到困难。然而，水含量并非总是限制在一定的范围内，例如，在混合物中加入水的重量少于10份时可以用压力成型的方法。一般用于模制普通混凝土混合物的任何方法，包括挤压成型法，都可在模制本发明中的混合物时应用。
一般说，本发明所用的混合物中还加入各种填充料。在土木工程和建筑结构领域中通常应用的任何填充料都可以在本发明所用的混合物中使用，可用的填充料有河沙，山沙，海沙，压碎沙，炉渣沙，压碎的岩石，河卵石，炉渣砂砾以及轻质填充料。为了显著提高机械强度要有一个指标，即所选用的填充料的莫氏硬度要不低于6，最好不要低于7，或者按照另一个标准，即诺帕压痕硬度（Knoop indentor hardness）不要低于700公斤/毫米2，最好不要低于800公斤/毫米2。能满足上述任一个标准所确定的要求的填充料的实例有硅石、钢玉，黄铁矿，纯粒铁，黄玉，硬柱石，金刚石，金刚砂、硅铍石，尖晶石，绿柱石，金绿石，电气石，花岗石，红柱石，十字石，锆英石，煅烧铁矾土，煅烧矾页岩，碳化硼，碳化钨，氮化硅铁，氮化硅，熔凝硅石，电熔凝氧化镁，碳化硅，立方晶状氮化硼以及压碎陶瓷。当硬化的物体需要进一步进行机械加工时，也可以应用金属材料，例如铁或不锈钢。
一般，当混合物用通常的浇铸法制模时，在水硬物料加超细粒料的总和的单位重量中加入的填充料的重不能超过它的5倍。当本发明中所用的混合物采用予填法（Prepacked process）或后填法（Post-Packecl Process）制模时，填充料的加入量可以超出上述范围。用予填法时，预先就地将填充料填好，然后把浆糊状或沙浆状的混合物浇铸或倾注在填充料上，而用后填充法时，填充料与沙浆则按与其相反的顺序处理。
可以加入各种纤维或钢筋网作为增强材料。适用于这个目的的纤维实例有各种天然和合成的无机纤维，不锈钢纤维，石棉纤维和钒士纤维，碳纤维和玻璃纤维;还有天然和合成的有机纤维，例如丙烯，维尼纶，丙烯腈，聚酰胺等合成纤维和纤维素纤维。也可以应用通常用于增强目的的其它增强材料，例如钢筋或玻璃钢筋。
在混合物中还可以包含提供其它性能的材料，譬如提供滑动性。例如，可在本发明所用的混合物中，加入一种称为固体润滑剂的物料，如可以浸渍油的二硫化钼，六方氮化硼或碳。
也可以加入提供特殊性能，例如导热性或导电性的物料。就把物料混合与揉捏成均匀混合状态而言，在混合与揉捏上述添加剂时添加剂加入的方法及其顺序是无关紧要的。另一方面，在揉捏和制膜过程中可以实现真空脱气。
模制物体的熟化可以用任何方法实现，包括常温熟化，常压蒸汽熟化，高温高压熟化和高温熟化。这些方法也可以联合使用。
下面将参照附图对本发明用于模制物件的组合模具进行说明。
本发明的组合模具的一种实施方案可参照图1（a）到（d）和图2中件号10作一般的说明。如图1（a）所示，组合模具10包括一个阳模11，一个阴模12和坏件支撑13。图1（a）所示的阴阴模12由一种流体构成，如水、油或空气，这种流体可以加压或者不加压并依靠一张能回恢原始位置的膜（如橡皮膜14）被密封在一定的体积中。图2所示的阴模12′由橡皮状的弹性物质构成，例如整体是一块尿脘橡胶。图1（a）和图2所示的两种实施方案中，阳模11都是用具有高强度的水泥混合物制成。
这里参照图1（a）到（d）对应用组合模具10加压模制金属板15的过程进行说明。图2所示的应用组合模具10的模制过程与图1（a）到（d）所示的过程相似，因而不再重复说明。如图1（b）所示，当阳模11被推入阴模12时，坏件支撑13夹住金属板15的边缘部分，流体的压力作用在金属板15上，因此金属板15就被加压模制。随后，如图1（c）所示阳模11与坏件支撑13一起拉出，并如图1（d）所示将坏件支撑升起使模制好的金属板15脱开从而结束整个过程。因为当应用图1和图2所示的实施方案时，只需变更阳模11就能模制出具有不同形状和尺寸的各种物件，所以这些实施方案适用于各种批量的不同产品的生产，每批具有不同形状和尺寸而每批产品的数目较少。因为阴模12和12′由流体或橡皮状的弹性物体构成，所以在压制阶段金属板15的上表面不会擦伤或损坏。阳模11的表面即模面可以覆盖一层金属，一层树脂（例如环氧树脂或含有金属粉末的环氧树脂复合材料）或一层陶瓷材料（例如氧化铝，氧化铝-二氧化钛，氧化镁或尖晶石）。这一覆盖层可以用涂，火焰喷涂，包盖或浸渍等方法来获得。
本发明的组合模具的另一种实施方案可参照图3中的件号30来说明。组合模具30包括一个阳模31，一个阴模32和一个坏件支撑33。阳模31由具有高强度的水泥混合物制成，它有一个模框31a和增强用的钢丝31b。阴模32用金属材料制造，例如，铸铁，钢或不锈钢，各种合金（如锌基合金）或非铁金属（例如铝），这种阴模可以用铸造或仿形控制铣的方法加工成具有要求的形状和尺寸。坏件支撑33用具有高强度的水泥混合物做成。虽然在本实施方案中阴模32是用金属材料做成的整体，但仍可提供一个由金属材料做成的模面32a，作为一个表面层。对于只有表面层用金属材料制成的情况，在用具有高强度的水泥混合物或用含有以环氧树脂作为主要树脂成分的树脂混凝土做成的基体上可以通过涂，火焰喷涂或电镀的方法形成表面层。
把一个用具有高强度的水泥混合物做的模子和一个金属做的模子配合在一起使用，就可以用压力成型法较容易地进行金属板的模制，例如铁板，钢板，各种合金板（如不锈钢板）和非铁金属板。为了制造出具有良好表面的产品，通常最好用具有高强度的水泥混合物制阳模31和坏件支撑33，用金属材料做阴模32。虽然阳模和阴模均用具有高强度的水泥混合物制造是最经济的办法，但建议不要采用这种办法，因为应用阳模和阴模的硬度均很高的组合模具将金属板进行深度冲压时，由于挤压会形成皱纹。应用金属材料制成的阴模，其所得产品的表面情况要比应用阴阳两个模子硬度均很高的组合模具所制得的产品好。
本发明的组合模具的一个进一步的实施方案可参照图4中的件号40加以说明。组合模具40包括一个阳模41和一个阴模42，阳模41和阴模42均用具有高强度的水泥混合物制成。阳模41和阴模42均分别有金属覆盖层41a和42a。阳模41和阴模42分别固定在金属框架41b和42b上。
这种实施方案的组合模具40特别适宜于用反应注模（以下用RIM表示）法模制物件，这种方法包括以下步骤，将两种主要的液态反应物（每种反应物均为低分子量，低粘度并具有高反应活性）加入混合室，在高压下使它们紧密接触互相混合，然后将此混合物注入密闭的模腔中并在短时间内反应而硬化。为了用高速塑模法模制尿脘树脂发展了反应注模（RIM）法，与普通的用于热塑性树脂的注模法比较，它的最大优点是可以应用具有很高反应活性的原料。目前反应注模法的应用范围已不只限于尿脘树脂，而已扩展到用于模制其它树脂，例如尼隆，环氧树脂和聚酯树脂1和模制高分子复合材料，例如由尿脘树脂和环氧树脂制成的或由尿脘树脂和聚酯树脂制成的复合材料。在现有技术中，制造这类反应注模法所用组合模具的材料主要采用铁、铝、锌合金和镍。一般说为了制造反应注模法中所用的组合模具，选择材料要考虑使用寿命，耐磨性和价格，而选择材料的一个重要因素是要有高的导热系数和能形成良好的表面层。因为反应注模法适用于制造数量少的各种具有不同形状和尺寸的物件，所以如果反应注模法中所用组合模具的制备方法能够简化，它就具有能缩短操作时间的突出优点。因为本发明的组合模具40是用水泥混合物做成，制造组合模具所需的时间约为一星期，这与制造一般组合模具需时12到22星期比较，是大大的缩短了。
如图4所示，液态的高分子量的树脂在高压下被注入组合模具40中的密闭模腔并在其中成型。成型的物件43涂上为某种零件所准备的各种覆盖材料后就可使用。当应用组合模具模制尿脘树脂时，为了防止模制的物件粘附在模面上可以使用松脱剂。为此目的，可以应用各种松脱剂，其实例有硅树脂基松脱剂，蜡基松脱剂和表面活性剂基的松脱剂。
当模制的物件要满足很高的精度要求时，在水泥混合物硬结制成的组合模具40的表面可以覆盖金属涂层41a和42a，随后将这些涂层进行镜面磨削。
为了在用水硬性物料混合物做成的模子的表面覆盖金属涂层，可以采用非电镀法。现详细叙述如下，当硬结的水硬性物料混合物的表面被油性物质（例如松脱剂）沾污时，用清洗剂（例如丙酮）冲洗表面以溶解油性物质和水，然后再用水清洗，或者用亲油的溶剂（例如三氯乙烯）冲洗油性物质，接着进行干燥。随后把用硬结的水硬性物料混合物制成的模具基体在铂族元素盐（例如钯盐，它起催化剂的作用）的弱酸性溶液中浸一浸，或者把这类溶液喷洒在模具基体的表面上，以形成一层表面膜，从而使模具基体的表面具有催化活性。可以用于这个目的的铂族元素盐的例子包括钯、钙、铑、锇、铱和铂，其中具有代表性的是氯化钯。
形成这样一层具有催化活性的表面膜的具体条件不是十分关键的在室温下使模具基体的表面与含有任何一种上述盐类的溶液接触1到5分钟就可形成这层表面膜。铂族元素的水溶性盐（例如氯化钯）的浓度大小也不是很关键的，通常应用的这种盐的溶液的浓度为0.001摩尔/升到0.002摩尔/升。为了使铂族元素可溶性盐（例如氯化钯）稳定，可以混入诸如盐酸一类的酸，其量约为1×10-3摩尔/升。
虽然在用水硬性物料混合物做成的模具基体表面上能容易地形成具有催化活性的表面膜的机理还不清楚，但是我们估计这层催化剂的沉积归因于下述反应。当使水硬性物料混合物与催化剂的溶液接触时（将它在溶液中浸一浸或者把溶液喷洒在水硬性物料混合物的表面上）在水硬性物料混合物中所含钙的作用下使溶液中的铂族元素的阳离子还原并沉积在水硬性物料混合物的表面，从而形成一层具有催化活性的表面膜。在模具基体表面上可以很容易地形成一层催化剂而母需还原催化剂用的试剂。因为在混合物基体和含有催化剂成分的溶液间可以直接发生化学反应而形成一层催化剂，所以与普通的方法比较，使模子浸渍溶液所需的操作时间可以大大缩短。在水硬性物料混合物做成的模具基体上用这种方法形成有催化活性的膜或薄层，然后使它与涂层用的溶液接触，可把模子在涂层用的溶液中浸一浸或者将涂层用的溶液喷洒在模子表面上，即可通过非电镀的方法形成一层涂层。这一涂层可以由下列材料制成：铜，镍，钴，锡，银，金或一种铂族金属，或合金（例如镍合金或钴合金），或者由一种金属和一个陶瓷材料组合的复合涂料。涂敷时的操作条件根据所用的涂浴和所需涂层沉积的厚度而异，但它对本发明的实际应用来说并不是很关键的。一般说，铜涂层可以在室温下沉积，而镍涂层则需在70℃到100℃下沉积。
由上可知，为后续的非电镀过程准备的具有催化活性的由铂族元素（例如钯）组成的表面膜只需将膜于在铂族元素的盐（氯化钯）的溶液中浸一浸就能形成，而不必用铬酸-硫酸溶液浸蚀，也不必把它浸入通常用作氯化钯的催化还原剂的氯化亚锡的酸性溶液中这种溶液含有氯化亚锡和盐酸。在以前的形成具有催化活性的由铂族元素（例如钯）组成的表面层的技术中用氯化亚锡作为催化还原剂使铂族元素的盐（例如钯盐）还原，从而使铂族元素（例如钯）沉积。
在用非电镀法形成的表面层上可以再用电镀法镀上一层，或者为了使水硬性物料混合物具有导电性，使它覆盖上一层电镀层。电镀法形成的镀层可以由下列材料制成，例如镍，铬，锌，金，银，锡，各种合金以及与陶瓷组成的复合涂料。这种涂层的表面可以用水沙纸磨光成镜面。适于应用的水砂纸是200＃纸或与它类似的牌号。
在具有密实结构的水硬性物料混合物上能形成特别好的涂层。例如，密实的水硬性物料混合物包含一种水硬性物料，一种超细粒料，一种缩水剂，一种填充料和水;或者包括一种作为混合物主要成分的水硬性物料，一个亲水的高聚物（以下简单称其为高聚物）和水。密实的水硬性物料混合物的空隙或细孔的体积百分数（以下称其为空隙率）对于由一种水硬性物料，一种超细粒料，一种缩水剂，一种填充料和水组成的混合物不大于30%;而对于以一种水硬性物料为主要成分并包括高聚物和水的密实的水硬性物料混合物的空隙率则不大于10%。
与水硬性物料配合在一起使用的高聚物的例子包括羧甲基纤维素羟乙基纤维素，羟乙基甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，羟丁基甲基纤维素，聚环氧乙烷，丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物，聚丙烯酰胺，苯乙烯与顺丁烯二酸钎的共聚物和聚乙烯醇。以水硬性物料的重量为基准，高聚物的用量不要超过30%（重量），最好为3到20%（重量）。
这样的一种空隙率很小的水硬性物料混合物具有很高的机械强度和很高的表面硬度，而且表面光洁度很好，因此能够涂上一层情况良好的金属涂层，这就是说即使涂层很薄也能形成一层光滑的金属涂层再者，金属涂层与密实的水硬性物料混合物之间的结合强度也高。
本发明的组合模具的进一步的实施方案可用图5和图6中的50和60来加以说明。组合模具50包括一个阳模51，一个阴模52和坏件支撑53。所有部件51，52和53均用具有高强度的水泥混合物制成，并且用增强钢丝51a，52a，53a来增强。阴模52和坏件支撑53固定在框架52b和53b上，在阴模52的模面上形成一层表面层52c。图6所示组合模具60的结构实质上是与组合模具50相似的，其中与组合模具50相对应的组件用类似的数字表示，即将图5中的数字相应地改为图6中的六十几。因此，不再重复相似组件的详细说明。组合模具60没有坏件支撑，阳模61连结在框架61b上。
组合模具50和60都附有装配组件54和64以使它们易于固定在膜制机A和B上，每个装配组件54和64均用容易铣削成形的材料制成。在组合模具50中，装配组件54依靠很多个弯钉固定在模子上。在组合模具60中，装配组件64用经过变形处理的钢筋65与模子焊接在一起。组合模具50和60可以按装在模制机A和B的准确位置上。
更详细地说，当把组合模具按装在模制机上时，模子的按装面必须经精确加工而具有准确的尺寸。如果按装面的形状与尺寸不精确，那么在模制过程中，膜制机提供的压力就不能均匀的施加在模面上从而导致组合模具的损坏或生产出劣质的模制品。为了加工具有高强度的水硬性物料混合物制成的组合模具的表面，使其成为高精度的按装面，完成铣削或其它成型加工所需的时间为加工铸铁，钢，锌基合金，树脂或硫酸钙做的模具所需时间的三或四倍。然而，有了上面所说的装配组件，完成按装面的成型加工过程就可以在不长于加工非水硬性物料混合物制的模具所需的加工时间内完成。可以用来制造装配组件的材料的重要性能是无约束切削性能。虽然无约束切削性能的定义还未建立，但是材料的硬度较低对，材料的无约束切削性能较好。为了易于加工，所用材料的洛氏硬度（用JIS Z 2245试验法测量）最好不要大于40（E刻度）。
为了提供易于加工的装配组件，第一种方法包括在水硬性物料混合物上铺设衬垫层的工序，衬垫层由粘结料（选自树脂，硫酸钙，水泥以及它们的混合物）或粘结料与填充物（具有无约束切削性能，选自空气、木屑、纸粕，碳酸钙粒料，金属珠或金属粉）的混合物制成。第二种方法是配置一块可机加工的金属板，例如铁板，第三种方法是用火焰喷涂或电镀的方法形成一层衬垫层。
在第一种方法中，当应用水泥基物料作为粘结料时，铺设与模制机联结用的装配组件的适宜时间是在模的主体浇注好以后，而在水分还未从铺设装配组件材料的表面蒸发以前。然后，模具的主体和装配组件作为一整体同时熟化。当不是用水泥基物料作为粘结料时，最好是在模具的主体已经在常温常压下，高温下，高温高压下或者在前述几种情况组合的条件下熟化后将制造装配组件的材料浇注在模具的主体上。钉子，拉桩或类似的构件可以在模的主体尚未硬化以前埋放于装配组件与模制机联接的部位，这样可以改善模具主体与装配组件的结合。
按照第二种方法，即将一块金属板放在模具的主体上以形成与模制机联接的装配组件，这块金属板材最好是在水分还未从模具主体的顶面蒸干以前放置在模具主体的顶面上。为了增加模具主体与金属板之间的结合力，在按装金属板的模具主体的表面上可以装一些（例如用焊接）双头螺栓或经变形处理的钢筋。
按照第三种方法，当装配组件是用火焰喷涂或电镀法形成时，这一层组件可在模具主体已经硬结以后制成。用喷砂法使硬化的模具主体表面变粗糙而使其具有约40微米的表面粗糙度，然后用火焰喷涂法将熔融的金属或树脂喷在粗糙的表面上，从而形成一层组件。因为用水泥基混合物制成的硬化的模具主体表面不能提供金属链，可以通过非电镀的方法，或者通过先非电镀随后又电镀的方法形成涂层。
与模制机联接的装配组件的厚度最好薄一点，一般不要大于5厘米，因为这个组件要经机加工切削而在模制阶段起压力传递件的作用
本发明的组合模具可以用作模塑纤维和合成树脂混合物（即纤维增强塑料，下面用FRP代表）制品的模具。用机械模塑纤维增强塑料的已知模塑方法包括片料模塑合成（SMC）和予制整料模塑合成（BMC）法（这类方法中纤维和合成树脂的混合物用压模或注模法进行模塑，然后加热硬化或养护），转移模塑法，注模法和其它类似的方法。其中，SMC和BMC法是比较好的，因为它们可以在较短的模塑循环内制造出具有优异表面情况或性能的物件，所以已经在模塑汽车零件，摩托车零件，建筑材料和电工器件中应用。特别是由于用塑料代替汽车车身中金属部件的进展，这类方法可望通过自动化系统来实现。本发明的组合模具可以有效地在这类模塑方法中应用。
通常用热固性树脂（例如不饱和聚酯树脂和环氧树脂）作为增强纤维塑料中与各种纤维结合的合成树脂，典型的纤维是被处理成憎水的玻璃纤维。以含有纤维和一种合成树脂的混合物作为混合物的主要成分意味着进行模塑加工前需要一次纤维和合成树脂的予混合，包括使它成为一种未熟化的混合物和一个片状的予成型混合物。
本发明的组合模具也可以用来模塑以不饱和聚酯树脂或环氧树脂作为树脂成分的增强纤维塑料（FRP），这类树脂通常是热固性的在这种情况下需要对增强纤维塑料（FRP）进行加热固化，加热作用通过配置在组合模具中的可调节的加热管或电热丝来实现或者应用外部加热的方法。虽然本发明的组合模具是由水硬性物料制成，与用铸铁或类似物料做成的模具比较，它的导热系数较低，但是这一特性并不是缺点而是一个优点，因为这种组合模具一旦被加热后不容易被冷却。本发明的组合模具还可以很好地适用于注塑过程，吹塑过程和真空模塑过程。
本发明将参照实例进行更具体的说明。
例1：
在本例中曾制造并应用一个具有图1所示结构的组合模具10。
通过一般的方法应用表1所示的混合物制造用压模法模制物件的阳模11和坏件支撑13。其中插入钢筋以形成复合结构。混合物在20℃下熟化一天;再在50℃的饱和水蒸汽的空气中熟化七天。曾在同样的制备条件下制造了一个尺寸为4×4×16厘米的试件，用它进行试验以测量其抗压强度（按照JIS R5201法）。试验结果在表1中列出。阴模12由用橡皮膜14密闭起来的油构成。
表1（重量份数）水泥超细粒料缩水剂填充料纤维水抗压强度802021207191840公斤力／厘米2
所用的材料：
水泥：秩父水泥公司（Chichibu Cement Co Ltd）生产和销售的白波特等水泥。
超细粒料：硅烟尘（〔由日本重化学工业公司（Japan Metals
& Chemicals Co Ltd）生产和销售〕，其平均粒
度为0.1微米。
填充料：煅烧完全的明矾页岩，其平均粒径为0.3到1.2毫米
（中国生产）。
缩水剂：β萘磺酸与甲醛的缩合物，由第一工业制药公司（Dai-
ichi Kogko Seiyaku Co Ltd）生产並以商品
名“Selflow 110P”出售。
水：城市用水。
纤维：用振动切割切成的钢纤维，纤维长为2毫米（由神户铸
铁厂（Kobe Cast Iron Works Ltd）生产和销
售。
如图1（a）所示将金属板15放在按上述方法制成的阳模11和坏形支撑13上，然后如图1（b）所示将阳模11举起进行压模。其结果是厚度0.8毫米的钢板可以用它模制，没有任何问题。
例2：
应用具有图3中件号30所示的结构的组合模具模制摩托车的零件。用表1所示的混合物来制造用压模法模制物体的阳模31和坏件支撑33。熟化的条件与例1中的相同。阴模32用通常的方法由铸铁制成。
将上述组合模具30安装在由川崎友和公司（Kawasaki Yucoh Company Limited）提供的“600PP-123压床”上，在初压力（P-Pressure）为300吨和恒压力（C-Pressure）为60吨的条件下压制0.8毫米厚的钢板。压制过程进行得很成功。制造一个阳模和阴模均用铸铁制造的普通的组合模具需时20个星期，而本发明的组合模具只有阴模31用铸铁制造，可以在约一星期内制成，並且其结果令人满意，用压模法模制钢板，其所得产品的外形没有损伤。
例3：
制成了一个用于反应注模（RlM）法的组合模具，该组合模具的结构与图4中件号40所示的相似。金属涂层41a和42a是由非电镀法沉积的镍层组成的。阳模41和阴模42的主体均由表1所示的混合物制成。
应用聚氨基甲酸乙酯作为树脂材料来模塑汽车用的减震器，制得高质量的零件。同样，使用类似的组合模具用注模法来模塑聚丙烯和一种ABS树脂以制造汽车用的操纵杆和变速手柄盖。也制造出了高质量的产品。
例4：
制造了一个由水泥基混合物做成的结构与图5中件号50所示的组合模具相同的组合模具。这个模具用来模制摩托车的油箱，其尺寸为1200×600×400毫米。为了做好把组合模具按装在模制机上的准备将装配部件54进行机加工，直到装配部件的顶面相对于压合面的尺寸精度达到3/100毫米的范围内。应用表2中所列的各种材料来制成装配部件54，该件约被切去5毫米。用牧野铣床公司（Makino Milling Machine Company，Limited）提供的“FNC-106”型铣床进行机加工。
在此例中，应用具有高强度的水泥基混合物制造组合模具的每一个主体，此水泥基混合物由80份重量的白波特等水泥（由秩父水泥公司提供），20份重量的硅石粉（由日本重化学工业公司提供），2份重量的缩水剂（由第一工业制药公司Dai-ichi Kogyo Seiyaxu Co.Lfd以商品名“Selflow 110P”提供），150份重量的煅烧完全的明矾页岩（中国生产，其粒度从0.3到1.2毫米）和19份重量的水组成。水泥基混合物在真空型Omni-搅拌机中揉捏并用真空浇注法浇注。浇注的产物在20℃下放置一天，然后在50℃下用水蒸汽熟化一天即得所生产的模具。
每一个用水泥基混合物制造并设有相应的装配部件的组合模具被安装在由川崎友和公司提供的“600PP-123压床”上在初压力为350吨和恒压力为80吨的条件下成功地压制了0.8毫米厚的钢板。每一个这种组合模具即使经过50次冲压操作后也未发生变形或其它损坏，还能继续进一步使用。
例5：
制造了一个由水泥基混合物做成的结构与图6中件号60所示的组合模具相同的组合模具，用来模制蓄电池壳。该组合模具的尺寸为1000×600×400毫米。与图6中件号60所示结构相似的铁板（刚装上时的原始厚度为25毫米）分别和阳模61及阴模62组合在一起，阳模和阴模均用与例4中相同的水泥基混合物制造并在同样的熟化条件下进行熟化。铁板64被铣掉约5毫米以使相对于模制机压合面的尺寸精度达到3/100毫米。为了进行比较，将一个供比较用的模具的表面也铣掉约5毫米。对此两种情况铣削加工所需时间分别列在表3中
应用本发明的组合模具60用150吨的压力成功地对2毫米厚的钢板进行压制，经100次冲压操作后，结果显示模具尚未发生变形而仍保持着模制的能力。
例6：
应用表4所列的混合物制造的硬化的整体，用丙酮淋洗使其表面净化，再干燥，然后通过表4所列的各种非电镀方法使它们涂上一层镍。其结果在表4中列出。
注1：水泥基混合物：
普通波特等水泥（由Donbl Kcgcku Kogyo
K.K.提供） 100份
水 40份
托由拉标准硅质砂（Toyoure Standerd
Siliceous Sand） 200份
硫酸钙基混合物：
硫酸钙的半水化物（试剂级） 100份
水 20份
注2：硬化的基体的熟化条件-在干空气中在20℃下熟化7天。
注3：酸洗条件-水泥基混合物和硫酸钙基混合物不进行酸洗。
ABS和酚醛树脂在10%（体积）的盐酸溶液中浸渍30秒。
注4：溶液A-10克氯化亚锡和40毫升盐酸溶于水配成1升溶液A。
溶液B-0.25克氯化钯和2.5毫升的盐酸溶于水配成1升溶液B。
注5：涂层的条件-应用每升含有30克氯化镍，10克连二磷酸钠和50克羟基乙酸钠的溶液，在70℃下涂3小时。
应用非电镀法当涂层刚完成时，涂层均牢固地附着在所有试验的模具的基体上。但是，把它们进行热处理以后，只有覆盖在水硬性物料混合物上的涂层还牢固的附着在基体上。沉积在树脂基基体上的涂层只需用爪刮试验就很易将它剥落。在本发明的实施中所形成的镍涂层的表面非常光滑，而且附着的强度很好。
例7：
表5中所列的混合物在混合机中进行揉捏，应用其中的每一种混合物在抽气造成的减压条件下用模子做成试件，其尺寸为φ2×5厘米。经过一天以后，每个试件都在20℃的纯水中熟化7天。完成熟化以后，将试件在105℃下进行干燥得到硬结的试件，把它在空气中称重，所得重量（A）被记为恒重。之后，将每个试件浸在沸腾过的水中使其中的所有细孔都充满水，并在水中称量浸透水的试件得到在水中的重量（B），然后在空气中称量得到在空气中的重量（C）。每个试件的空隙率用下列方程式计算：
空隙率（%）＝〔｛（C）-（A）｝/（B）〕×100
其结果列于表5中。
所用物料
水泥：普通波特等水泥（Denbi Kagaku Kogyo K.K.）
超细粒料：硅烟尘（爱尔凯姆公司Elkem Co.Lfd）
缩水剂：Selflew R 155（Dai-iohi Kogyo Seiyaku Co.Lfd）
例8：
在试验序号5和14的每个混合物中加入硅质砂，其加入的重量等于每种混合物中水泥和超细粒料重量之和。用每个与例7中类似的混合物制造硬结的基体，所得的硬结基体应用表6列举的每种予处理液以非电镀法进行涂敷。其结果列于表6中。涂层的金属是镍，非电镀法所用的溶液由以商品名“Kanigen Blue Shumer”在商业上销售的一种溶液按标准稀释比（产品目录规定的比例）稀释而成。非电镀法涂层在70℃下进行3小时。在进行涂敷以前，每个基体或试件都用三氯乙烯洗涤以除去油脂，接着使表面干燥，然后将它们分别在各种予处理液中浸泡5分钟。当然，当基体或试件从每个予处理液槽中取出后，需用水冲洗，然后再浸入下一种予处理液中。
用于予处理的溶液如下：
溶液A：10克氯化亚锡和40毫升盐酸用水稀释到体积为1升。
溶液B：0.25克氯化钯和2.5毫升盐酸用水稀释到体积为1升。
溶液C：商业上能买到的氯化钯基予处理标准溶液，由JapenKanigen Co.Lfd生产并以商品名“Red Shumer”销售。
溶液D：商业上能买到的含有氯化亚锡和氯化钯的胶体状予处理标准溶液，由日立化学有限公司生产并以商品名“HS-10113”销售。
溶液E：商业上能买到的一种洗涤液的标准溶液，由日立化学有限公司生产并以商品名“ADP-20113”销售。
试验结果表明基体硬化和涂层的情况都令人满意，涂上的镍层进行钉子摩擦试验也不脱落。
例9
100份重量的矾土水泥（由Denki Kagaku Kogyo K.K.生产并以商品名“Denka Alumina Cemenf No.1”销售）与8份重量的聚乙烯醇粉（由Denki Kagaku Kogyo生产并以商品名“Denka Poval B-245”销售）混合，并加入11份重量的水，然后用双滚捏合机搅捏5分钟。
将上述混合物制成的2毫米厚的薄片从双滚捏合机中卸出，然后在120℃和50公斤/厘米3的压力下压10分钟，接着在50℃下熟化7天，在所得的基体上用非电镀的方法涂上一层涂层。用这种方法得到的基体的空隙率为0.8%。试件基体涂层沉积的方法与例8中的方法相似，不同的是应用表7所列的予处理液。所得结果列于表7中。
试验结果表明经硬化并涂敷后的基体很致密，涂上的镍层进行钉子摩擦试验也不脱落。
例10
例7中试验序号14的混合物与硅质砂混合可以制成一种硬结的基体。由这种硬结基体做成的试件用表8中所列的予处理液进行处理，然后把它们浸在非电镀法的涂槽中进行涂铜。此非电镀法涂铜所用的溶液中每升含有29克硫酸铜，25克碳酸钠，140克酒石酸钾钠，40克氢氧化钠和150毫升37%的甲醛水溶液。这一非电镀的涂层过程在20℃下历时1小时。所得结果列于表8中。
试验得到很满意的结果。结果也证明沉积在硬化的基体试件表面上的铜涂层具有很高的附着强度，足以经受爪刮试验。
例11
一个用高强度水泥基混合物做的组合模具，所用的混合物如下。制造本例中的组合模具所需的时间只要一星期，与制造通常的组合模具需要的时间（一般约在12到22星期之间）比较是大大的缩短了。应用非电镀的方法在阴模的模面上涂镍。
硬化的水泥基混合物的抗压强度为1750公斤力/厘米2。
混合物（重量份数）：
水泥：普通波特等水泥 80
（由住友水泥公司提供）
超细粒料：硅烟尘 20
（由日本重化学工业公司提供）
填充料：煅烧完全的明矾页岩 120
（颗粒尺寸：0.3到1.2毫米）
缩水剂：“Selflow 110P” 2
（β-萘磺酸与甲醛的缩合物，由Dai-ichi Kogyo
Sciyaku Co，Lfd提供）
纤维：由振动切割切成的钢纤维 7
（纤维长度：l＝2毫米，由神户铸铁厂提供）
水：城市用水 20
上面所述的由高强度硬结水泥基混合物制成的组合模具被用于片料模塑合成（SMC）法的实施过程。片料模塑合成所用的物料包括玻璃纤维，不饱和聚酯树脂，硬化剂，增粘剂，填充料和颜料。用热空气将组合模具加热到150℃，将片料模塑合成用的物料在120公斤/厘米2的压力下进行压制。制造出的增强纤维塑料（FRP）模塑件具有很好的表面光泽。
例12：
一个用高强度水泥基混合物做的组合模具，所用的混合物如下。硬化的水泥基混合物的抗压强度为1540公斤力/厘米2。应用非电镀的方法在阴面的模面上涂镍。
混合物（重量份数）：
水泥：普通波特等水泥 80
（由住友水泥公司提供）
超细粒料：硅烟尘 20
（由日本重化学工业公司提供）
填充料：铁粉 200
（由OZEKI提供）
缩水剂：“Selflow 110P” 2
（β-萘磺酸与甲醛的缩合物，由Dai-ichi
Kogyo Seiyaku Co.Lfd提供）
纤维：由振动切割切成的钢纤维 7
（纤维长度：l＝2毫米，由Aishin Seiki Co.Lfd提供）
水：城市用水 23
上面所述的由高强度硬结水泥基混合物制成的组合模具被用于由注模法来实现整料模塑合成（BMC）。整料模塑合成所用的物料包括玻璃纤维，环氧树脂和填充料。模塑温度为150℃，注模压力为250公斤/厘米2。增强纤维塑料（FRP）的模制件可以在上述的操作条件下模塑出来。