CN101610883B - 挤压成形用夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于对陶瓷成形体进行挤压成形的挤压成形用夹具。该挤压成形用夹具包括：送入坯土的筒状挤出路径；配置成覆盖所述挤出路径的入口的、用以去除坯土中的粗粒和异物的过滤网；与所述过滤网相接地配置的、设有多个贯通孔的第一多孔板；在所述挤出路径内与所述第一多孔板留有间隔地配置的、设有多个贯通孔的第二多孔板；以及在所述挤出路径内与所述第二多孔板留有间隔地配置的口模。构成为所述第一多孔板的贯通孔的配置和所述第二多孔板的贯通孔的配置在坯土的挤出方向不一致。

Description

挤压成形用夹具
技术领域
本发明涉及用于对陶瓷成形体进行挤压成形的挤压成形用夹具，特别是适用于具有薄壁结构的陶瓷蜂窝成形体的挤压成形。 
背景技术
最早作为用于汽车排气的各种发动机排气净化触媒用的载体或除臭用的触媒载体、各种过滤装置用的过滤器、热交换器单元、或燃料电池的改性触媒用载体等的化学反应装置，广泛使用蜂窝状的结构体(蜂窝结构体)。通常，这种蜂窝结构体是这样制造的，即通过对由陶瓷原料等构成的坯土挤压成形而获得具有预定蜂窝结构的成形体(陶瓷蜂窝成形体)，然后再对其进行干燥·烧制。 
一直以来，为了对坯土进行挤压成形而得到陶瓷蜂窝成形体，一般是使用如图4所示结构的挤压成形用夹具。该挤压成形用夹具包括：送入坯土的筒状挤出路径1；以覆盖挤出路径1的入口的方式配置的、用以去除坯土中的粗粒和异物的过滤网2；配置成与过滤网2接触的设有多个贯通孔10的多孔板9；在挤出路径1内与多孔板9留有间隔地配置的口模(口金)5。为使薄且强度低的过滤网2不会由于坯土通过时的压力而被破坏，使用多孔板9作为支撑过滤网2的支撑体。在口模5中，对应于所获得的陶瓷蜂窝成形体的贯通孔和隔板的尺寸形成狭缝(例如，参照特许文献1和2)。 
从挤出路径1的入口送入挤出路径1内的坯土首先通过过滤网2，此时可去除(过滤)坯土中比预定粒径大的粗粒和异物。通过过滤网2的坯土继续通过多孔板9的贯通孔10，成面条状挤出到多孔板9和口模5之间的空间。这样挤出的坯土从口模5的一个端面被挤入在口模中形成的狭缝中，并从口模5的另一个端面成型为蜂窝状而挤出。 
但是，在使用所述以往的挤压成形用夹具对陶瓷蜂窝成形体进行成型的场合，不能通过过滤网2的坯土中的粗粒和异物会残留在过滤网2上，由于一部分网眼的堵塞，后续的坯土就不能从该堵塞的部分流入挤出路径1内，结果，导致送入口模5的坯土的量部分偏向，得到的成形体发生变形，难以获得高的成品率，同时必须频繁地更换网眼堵塞的过滤网2，存在生产率低下的问题。
专利文献1：特开平8-52721号公报 
专利文献2：特开2002-28909号公报 
发明内容
本发明是鉴于这些以往的问题而提出的技术方案，其目的是提供一种挤压成形用夹具，在对陶瓷蜂窝成形体这样的陶瓷成形体进行挤压成形时，即使由于坯土中的粗粒和异物堵塞了一部分过滤网的网眼，送到口模的坯土的量也难以发生部分偏向，从而获得高的成品率和生产率。 
为了实现上述目的，本发明提供以下的挤压成形用夹具。 
(1)一种用于对陶瓷成形体进行挤压成形的挤压成形用夹具，包括：送入坯土的筒状挤出路径；配置成覆盖所述挤出路径的入口的、用于去除坯土中的粗粒和异物的过滤网；与所述过滤网相接地配置的、设有多个贯通孔的第一多孔板；在所述挤出路径内与所述第一多孔板留有间隔地配置的、设有多个贯通孔的第二多孔板；以及在所述挤出路径内与所述第二多孔板留有间隔地配置的口模，挤压成形用夹具构成为所述第一多孔板的贯通孔的配置和所述第二多孔板的贯通孔的配置在坯土的挤出方向不一致。 
(2)根据在(1)中记载的挤压成形用夹具，所述陶瓷成形体是具有蜂窝结构的陶瓷蜂窝成形体。 
使用本发明的挤压成形用夹具对陶瓷成形体进行挤压成形，即使由于坯土中的粗粒和异物堵塞了一部分过滤网的网眼，送入配件的坯土的量也难以发生部分偏向，能够获得高的成品率和生产率。 
附图说明
图1是示出了本发明的挤压成形用夹具的结构的一个实例的概略剖视图。 
图2是示出了第一多孔板的贯通孔和第二多孔板的贯通孔的配置关系的一个实例的说明图。 
图3是示出了第一多孔板的贯通孔和第二多孔板的贯通孔的配置关系的另一个实例的说明图。 
图4是示出了以往的挤压成形用夹具的结构的概略剖视图。 
图中： 
1-挤出路径，2-过滤网，3-第一多孔板，4-第二多孔板，5-配件，6-贯通孔，7-贯通孔，8-空间，9-多孔板，10-贯通孔。 
具体实施方式
下面参照附图具体地说明本发明典型的实施方式，但是本发明不仅限于下面的实施方式，在不脱离本发明的精神的范围下，基于本领域技术人员的普通常识应该理解加以适宜设计的变更、改良等的情况。 
图1是示出了根据本发明的挤压成形用夹具的结构的一个实例的概略剖视图。该挤压成形用夹具包括：送入坯土的筒状挤出路径1；配置成覆盖挤出路径1的入口的、用以去除坯土中的粗粒和异物的过滤网2；与过滤网2接触地配置的、设有多个贯通孔6的第一多孔板3；在挤出路径1内与第一多孔板3留有间隔配置的设有多个贯通孔7的第二多孔板4；以及在挤出路径1内与第二多孔板4留有间隔配置的口模5。为使薄且强度低的过滤网2不会由于坯土通过时的压力而被破坏，使用第一多孔板3作为支撑过滤网2的支撑体。在本实施方式的挤压成形用夹具中，作为成型对象的陶瓷成形体是具有蜂窝结构的陶瓷蜂窝成形体，在口模5上形成有与所获得的陶瓷蜂窝成形体的贯通孔和隔板的尺寸相对应的狭缝。 
在使用该挤压成形用夹具对陶瓷蜂窝成形体进行挤压成形的场合，从挤出路径1的入口送入挤出路径1内的坯土首先通过过滤网2，此时可去除(过滤)坯土中比预定粒径大的粗粒和异物。通过过滤网2的坯土继续通过配置成与过滤网2接触的第一多孔板3的贯通孔6，成面条状地挤出到第一多孔板3和第二多孔板4之间的空间8。 
这样，坯土中没能通过过滤网2的粗粒和异物就残留在过滤网2上，在堵塞了一部分网眼的场合，后续的坯土不能从该堵塞的部分流入在其正下方的贯通孔6，结果，在坯土通过第一多孔板3的阶段，会导致产生从各贯通孔6挤出的坯土的量部分偏向的状态。 
但是，对于本发明的挤压成形用夹具，通过第一多孔板3的贯通孔6的坯土不直接送入口模5，而是暂时地送入到第一多孔板3和第二多孔板4之间的 空间8中，当该空间8几乎被坯土填充后，通过第二多孔板4的贯通孔7送入到口模5中。也就是说，在坯土由于过滤网2的一部分网眼堵塞而不能流入的状态的第一多孔板3的贯通孔6的下方空间中，从其他贯通孔6流入的坯土流入并填充，之后，从第二多孔板4的各个贯通孔7均匀地挤出坯土。这样挤出的坯土从口模5的一个端面被挤入在口模5所形成的狭缝中，并从口模5的另一个端面成型为蜂窝状而挤出，形成陶瓷蜂窝成形体。 
对于这样的本发明的挤压成形用夹具，通过与第一多孔板3留有间隔配置第二多孔板4，可使在通过第一多孔板3的贯通孔6的阶段不均匀的坯土的挤出量均匀化，然后供给到口模5，由此得到各部分的密度均匀且没有变形等缺陷的陶瓷成形体。因此，使用本发明的挤压成形用夹具对陶瓷成形体进行挤压成形，即使由于坯土中的粗粒和异物堵塞了一部分过滤网2的网眼，由于没有必要更换过滤网2，因此减少了过滤网2的更换频度，提高了生产率。 
此外，在本发明中，需要使第一多孔板3的贯通孔6的配置和第二多孔板4的贯通孔7的配置不一致。这样，“第一多孔板3的贯通孔6的配置和第二多孔板4的贯通孔7的配置不一致”是指在从坯土挤出方向来看的场合，第一多孔板3的贯通孔6和第二多孔板4的贯通孔7不完全重叠，或一方的多孔板的贯通孔内不包含另一方的多孔板的贯通孔的状态。 
在不是这种状态的情况下，在用通过了第一多孔板3的贯通孔6的坯土将第一多孔板3和第二多孔板4之间的空间8大致填满之前，坯土很容易通过第二多孔板4的贯通孔7，从而不能充分地解决向口模5供给的坯土的量部分偏向的问题。 
图2是示出了第一多孔板的贯通孔和第二多孔板的贯通孔的配置关系的一个实例的说明图。在沿坯土的挤出方向来看的场合，第一多孔板3的贯通孔6和第二多孔板4的贯通孔7也可以是部分地重叠，但是如图所示，优选调整两者的配置以使重叠部分的面积及可能地小。图3是示出了第一多孔板的贯通孔和第二多孔板的贯通孔的配置关系的另一个实例的说明图，这样，如果以第一多孔板3的贯通孔6和第二多孔板4的贯通孔7完全不重叠的方式配置两者则更为理想。 
第一多孔板和第二多孔板的贯通孔的孔径和配置间距没有特别限定，但是 优选孔径为3～6mm程度，配置间距为3～8mm程度。此外，在第一多孔板和第二多孔板中，贯通孔的孔径、配置间距、形状等相同，也可以不同。第一多孔板和第二多孔板的材质和厚度最好是不会由于坯土通过时的压力而产生变形和损坏，例如可适当地使用在厚度为15～25mm程度的不锈钢和工具用碳素钢制的板上穿设了贯通孔的多孔板等。 
过滤网具有使坯土中粗粒和异物不能通过的网眼开口，例如可适当地使用网眼开口是0.1～0.3mm程度的不锈钢制的网等等。口模可以对应于要得到的陶瓷成形体适宜地选择，例如，在对陶瓷蜂窝成形体进行成形的场合，使用对应于要得到的陶瓷蜂窝成形体的贯通孔和隔板的尺寸形成狭缝的口模。 
第一多孔板3和第二多孔板4的间隔是10～50mm程度，在坯土的整流效果方面较好。此外，第二多孔板4和口模5之间的间隔是80mm以上，从再次压接成面条状挤出的坯土的观点来看较为理想。 
在本发明的挤压成形用夹具中，作为成形对象的陶瓷成形体只要具有通过挤压成形可成型的形状，就没有特别限定，尤其可以适用于挤出坯土的量容易发生偏向和变形的薄壁部位构成的、具有蜂窝结构的陶瓷蜂窝成形体的成形。 
实施例 
下面基于实施例进一步详细地说明本发明，但是本发明并不限定于这些实施例。 
(实施例) 
使用具有如图1所示那样的结构的本发明的挤压成形用夹具，挤压成形500个陶瓷蜂窝成形体(直径：200mm，长度：200mm，搁板厚度：130μm，隔室形状：四角形，隔室密度：64个/cm2)。坯土中使用在通过90微米的筛子处理的100份质量的原料粒子上添加5份质量的甲基纤维素，然后使用混炼机混炼1.5小时的混合物。过滤网2使用网眼开口为105μm的不锈钢制的网。第一多孔板3使用以8mm的配置间距穿设了孔径为6mm的圆形贯通孔6的厚度为30mm的不锈钢制板，第二多孔板4使用以8mm的配置间距穿设了孔径为6mm的圆形贯通孔7的厚度为20mm的不锈钢制板，第一多孔板3的贯通孔6和第二多孔板4的贯通孔7的位置关系如图2所示。口模5使用了具有与上述陶瓷蜂窝成形体的隔板厚度、隔室形状、隔室密度相对应的狭缝的口模。 第一多孔板3和第二多孔板4的间隔为30mm，第二多孔板4和口模5的间隔为200mm。调查获得的500个陶瓷蜂窝成形体中有无变形，没有变形的成形体(在陶瓷蜂窝成形体的端面，发生变形的隔室数量不到全部隔室的5％的成形体)作为合格品，算出成品率。表1示出了其结果。 
(比较例) 
使用具有如图4所示的结构的以往的挤压成形用夹具，挤压成形具有与前述实施例相同尺寸和结构的500个陶瓷蜂窝成形体。对于坯土、过滤网2和口模5，使用与上述实施例相同的尺寸和结构，对于多孔板9，使用与上述实施例的第一多孔板3相同的尺寸和结构。多孔板9和口模5的间隔为230mm。对于得到的500个陶瓷蜂窝成形体调查有无变形，没有变形的作为合格品算出成品率。表1示出了结果。 
(表1) 
    成形数(个)   合格品数(个)   成品率(％)
  实施例   500   472   94
  比较例   500   328   66
如表1所示，使用了本发明的挤压成形用夹具的实施例与使用以往的挤压成形用夹具的比较例相比，成形体难以产生变形，可得到高的成品率。 
产业上的可利用性 
本发明的挤压成形用夹具可适用于触媒载体和过滤器等用途中所使用的通过陶瓷蜂窝成形体等的挤压成形可成形的陶瓷成形体的成形。 

Claims (2)

1.一种挤压成形用夹具，用于对陶瓷成形体进行挤压成形，其特征在于，
具备：送入坯土的筒状挤出路径；配置成覆盖所述挤出路径的入口的、用于去除坯土中的粗粒和异物的过滤网；与所述过滤网相接地配置的、设有多个贯通孔的第一多孔板；在所述挤出路径内与所述第一多孔板留有间隔地配置的、设有多个贯通孔的第二多孔板；以及在所述挤出路径内与所述第二多孔板留有间隔地配置的口模，挤压成形用夹具构成为，沿坯土的挤出方向，所述第一多孔板的贯通孔和第二多孔板的贯通孔不完全重叠，或一方的多孔板的贯通孔内不包含另一方的多孔板的贯通孔。
2.根据权利要求1所述的挤压成形用夹具，其特征在于，
所述陶瓷成形体是具有蜂窝结构的陶瓷蜂窝成形体。
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