新进开发的随形冷却技术是提升注塑模具冷却均匀性及冷却效率的有效手段,能够避免塑件因收缩不均而产生的翘曲变形等缺陷。然而现有随形冷却水道的制造技术难以保证模具制造精度,在中大型模具制造中应用受到极大限制。本文通过创新思维引入一种新的空心结构制造工艺——扩散连接工艺,以实现随形冷却水道模具的精密制造。目前,扩散连接技术在模具制造中尚处试验阶段,进行随形冷却水道的扩散连接工艺研究对其应用及发展具有重要意义。本文以P20模具钢为研究材料,结合试验方法及理论分析对随形冷却水道模具的扩散连接工艺进行了系统研究,并成功制造出达到设计要求的随形冷却水道模具。本文的主要研究内容及结论如下:为优化P20模具钢扩散连接工艺,选择了不同工艺参数进行P20模具钢扩散连接实验,观察扩散连接界面微观组织,分析了不同参数下P20模具钢扩散连接质量、界面孔洞尺寸和变形率等,综合比较得到了优化的工艺参数。为预测P20模具钢扩散连接界面焊合率,基于HILL界面孔洞几何模型对扩散界面孔洞的闭合过程进行了研究。依据扩散连接界面孔洞闭合机制建立了P20模具钢扩散连接界面孔洞闭合数学模型,得到了界面孔洞高度、宽度和界面焊合率随着连接时间的变化曲线,与扩散连接实验得到的界面焊合率数据相比,其焊合率最大误差小于4%,验证了优化工艺参数的有效性以及P20模具钢界面孔洞闭合模型的可靠性。依据模具随形冷却水道的外形尺寸、扩散连接焊合率及耐压设计要求,完成了随形冷却水道模具的分割设计与制造,应用优化的工艺参数进行了随形冷却水道模具扩散连接。对焊接后模具进行了水道变形量测量、焊接界面微观组织观察、焊接界面C扫描以及耐压测试,结果表明模具非水道界面已经完全焊接,且冷却水道最大变形不超过2.5%。最终通过检测合格的随形冷却水道模具成型出电子外壳塑件,产品表面粗糙度最大为Ra0.018μm、厚度误差最大为2%,均达到设计要求。上述研究结果表明扩散连接工艺可以成功应用于注塑模具随形冷却水道制造,本文所设计和制造的随形冷却水道模具完全符合要求并可以成型出合格的塑件,为注塑模随形冷却水道制造补充了一种新的工艺。