CN103331444A - 粉末冶金制品压制成型模具及应用和成型脱模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉末冶金制品压制成型模具及应用和成型脱模方法，它包括阴模，其特征是所述的阴模为分体结构，它包括阴模包套(4)、由至少2个阴模模芯瓣(3)组成的阴模模芯，所述阴模模芯的外侧面与阴模包套(4)的内侧面为锥面配合，所述的阴模模芯沿压制方向为上大下小的锥状体，其方法包括装模、压制成型、脱模步骤，本发明成型模具装模、拆模方便，且脱模压力小，特别是适用于粉末材料压缩性与成型性能差的粉末冶金制品的压制成型与脱模，寿命长，造价低，也降低了对压机的要求和造价；且由于成型剂和涧滑剂的用量大大降低，也降低了生产成本，同时，产品表面质量完好，正品率大为提高，解决了压制成型性很差、形状又很复杂的粉末冶金制品的成型难题。

Description

粉末冶金制品压制成型模具及应用和成型脱模方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，具体地说是一种粉末冶金制品压制成型模具及应用和成型脱模方法，特别是涉及一种粉末材料的压缩性与成型性能差的粉末冶金制品压制成型模具及应用和成型脱模方法。
背景技术
在粉末冶金领域中，成型方法及成型模具是一个非常关键的环节。尢其是对长径比（长度与直径之比）很大、形状复杂（内外具有台阶）、密度要求很高（相对密度达90﹪以上）、成型性能很差的粉末材料（如磁粉、不锈钢粉等）等粉末冶金制品采用常规的成型工艺与模具是很难甚至是无法成型的，其主要原因有：
1、产品形状的复杂使模具结构与成型工艺动作也非常复杂；
2、产品的密度高，对模具材料的要求提高，通常模具材料需采用昂贵的钢结合金或硬质合金；
3、产品的长径比越高，则产品相应的侧面积也会很大，因为侧压力的存在，而使脱模压力也会很大，甚至脱模压力会超过压制压力，而脱模压力越大，则所成型产品产生开裂、拉伤的缺陷就会越多，从而影响正品率；
4、当粉末材料本身的压缩性与成型性能很差，如Fe-Si、Fe-Si-Al、Fe-Si-Cr等软磁粉、非晶软磁粉、球形软磁粉、不锈钢粉等等，因为粉末本身的形状很规则、硬度又很高，因此，压制时，要求压力要足够大，且模具材料要非常好；与此同时，因压制压力与脱模压力是正比关系，因粉料本身的压制成形性差，则压坯的强度也差，所以，如果采用常规的成型方法和模具（其阴模为整体结构，脱模时，由下冲头将工件从阴模中顶出、或阴模向下冲方向拉下，使工件脱离阴模口），过大的脱模压力即阴模壁与工件外壁间的摩擦力以及因摩擦所产生的高热高温反过来会将已经“成型好了的工件”在脱模环节中拉断、拉开裂、拉出氧化皮，使工件报废。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉末冶金制品压制成型模具及应用和成型脱模方法，其成型模具装模、拆模方便，且脱模压力小，特别是适用于粉末材料压缩性与成型性能差的粉末冶金制品的压制成型与脱模。
本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种粉末冶金制品压制成型模具，它包括阴模，所述的阴模为分体结构，它包括阴模包套、由至少2个阴模模芯瓣组成的阴模模芯，所述阴模模芯的外侧面与阴模包套的内侧面为锥面配合，所述的阴模模芯沿压制方向为上大下小的锥状体。
为加工方便，本发明每个阴模模芯瓣的大小、形状一致。
为压制成型具有横向孔或外有凸起曲面或外有局部凹槽或外有台阶的制品，本发明的阴模模芯瓣的内侧面上设有芯杆或凹槽或凸块。
本发明所述阴模模芯的锥角为14°～30°，优选为16°～20°。
一种如上所述粉末冶金制品压制成型模具在粉末冶金制品生产方法中的应用，其特征是所述粉末冶金制品压制成型模具应用在粉末冶金制品生产方法的压制成型脱模步骤中。
一种粉末冶金制品压制成型脱模方法，它包括以下步骤：
⑴装模：将阴模制成分体结构，它包括阴模包套和阴模模芯，所述阴模模芯的外侧面与阴模包套的内侧面为锥面配合，所述的阴模模芯沿压制方向为上大下小的锥状体；阴模包套通过压板安装在阴模浮动板上，所述阴模模芯由至少个阴模模芯瓣组成；
⑵压制成型：将粉料装入阴模模芯内腔，压机上的上冲向下运动压缩粉料，至上冲压缩工件达到设定高度；
⑶脱模：卸压后，上冲回程归位，将阴模浮动板向下移动或者下冲向上顶出工件，阴模模芯与阴模包套松开，工件随即释放所有应力，待工件完全脱离阴模模芯口，脱模程序完成；取走工件，阴模浮动板上升或者下冲向下复位，使阴模模芯复位，再进行下一工件的压制。
为加工方便，本发明每个阴模模芯瓣的大小、形状一致。
为压制成型具有横向孔或外有凸起曲面或外有局部凹槽或外有台阶的制品，本发明的阴模模芯瓣的内侧面上设有芯杆或凹槽或凸块。
本发明所述阴模模芯的锥角为14°～30°，优选为16°～20°。
由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，其成型模具结构简单，寿命长，造价低，脱模压力小，也降低了对压机的要求和造价；且由于成型剂和涧滑剂的用量大大降低，也降低了生产成本，同时，产品表面质量完好，正品率大为提高，解决了压制成型性很差、形状又很复杂的Fe-Si、Fe-Si-Al、Fe-Si-Cr系列粉末冶金制品的成型难题。
附图说明
图1是本发明阴模的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明实施例1的结构示意图；
图4是本发明实施例2的结构示意图；
图5是本发明实施例3的结构示意图；
图6是本发明实施例4的结构示意图；
图7是本发明实施例5的结构示意图；
图8是本发明实施例6的结构示意图；
图9是本发明实施例7的结构示意图；
图10是本发明实施例8的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
由图1、图2可知，一种粉末冶金制品压制成型模具，它包括阴模，所述的阴模为分体结构，它包括阴模包套4、由至少2个阴模模芯瓣3组成的阴模模芯，所述阴模模芯的外侧面与阴模包套4的内侧面为锥面配合，所述的阴模模芯沿压制方向为上大下小的锥状体。
为加工方便，本发明每个阴模模芯瓣3的大小、形状一致。
本发明所述阴模模芯的锥角为14°～30°，优选为16°～20°。
本实施例阴模模芯瓣3为3个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为20°。
一种如上所述粉末冶金制品压制成型模具在粉末冶金制品生产方法中的应用，其特征是所述粉末冶金制品压制成型模具应用在粉末冶金制品生产方法的压制成型脱模步骤中。
由图3可知，一种粉末冶金制品压制成型脱模方法，它包括以下步骤：
⑴装模：将阴模制成分体结构，它包括阴模包套4和阴模模芯，所述阴模模芯的外侧面与阴模包套4的内侧面为锥面配合，所述的阴模模芯沿压制方向为上大下小的锥状体；阴模包套4通过压板5安装在阴模浮动板8上，所述阴模模芯由至少2个阴模模芯瓣3组成，阴模模芯的内腔表面形状为制品的侧面形状；
为加工方便，本发明每个阴模模芯瓣3的大小、形状一致。
本发明所述阴模模芯的锥角为14°～30°，优选为16°～20°。
本实施例阴模模芯瓣3为3个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为20°，所加工的工件6为中心有孔的圆柱体零件。
⑵压制成型：将粉料装入阴模模芯内腔，压机上的上冲2向下运动压缩粉料，至上冲2压缩工件6达到设定高度；
⑵压制成型：将粉料装入阴模模芯内腔，压机上的上冲2向下运动压缩粉料，同时带动安装在上冲2上的浮动块1向下运动，至上冲2压缩工件6达到设定高度；
⑶脱模：卸压后，上冲2回程归位，将阴模浮动板8向下移动或者下冲7向上顶出工件6（本实施例为使阴模浮动板8向下移动），阴模模芯与阴模包套4松开，工件6随即释放所有应力，待工件6完全脱离阴模模芯口，脱模程序完成；取走工件6，阴模浮动板8上升或者下冲7向下复位（本实施例为阴模浮动板8上升），使阴模模芯复位，再进行下一工件的压制。
本发明应用时，将粉料装入阴模模芯内腔后，上冲2向下运动压缩粉料，压缩到一定程度后带动浮动块1压迫阴模模芯瓣3与阴模包套4紧密接触。这样，一是防止工件6的外圆失圆及工件6外圆表面产生明显的模具合缝（飞边）；二是强迫阴模包套4通过模架工装向下浮动而使工件6达到密度均匀。当上冲2压缩工件6达到设定高度后脱模，卸压后上冲2回程归位，将阴模浮动板8向下移动，此时，由于阴模包套4与阴模模芯为锥面配合，只须很小的力就可使阴模模芯脱离阴模口，待工件6完全暴露于阴模口后，脱模程序完成；取走工件6，阴模浮动板8上升并带动阴模模芯复位，再进行下一工件的压制。
本发明的成型模具结构简单，寿命长，造价低，也降低了对压机的要求和造价；应用时，由于脱模压力小，成型剂和涧滑剂的用量大大降低，降低了生产成本，且产品表面质量完好，正品率大为提高，解决了压制成型性很差、形状又很复杂的Fe-Si、Fe-Si-Al、Fe-Si-Cr系列粉末冶金制品的成型难题。
实施例2：
由图4可知，本实施例阴模模芯瓣3为2个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为18°，所加工的工件6为截面为梅花状的柱状零件。余同实施例1。
实施例3：
由图5可知，本实施例阴模模芯瓣3为4个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为20°，所加工的工件6为截面为方形的柱状零件。余同实施例1。
实施例4：
由图6可知，本实施例阴模模芯瓣3为4个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为20°，所加工的工件6为中心有孔带内台阶的柱状零件，脱模方式采用下冲7向上顶出工件6，脱模完成后，取走工件6，下冲7向下复位，使阴模模芯复位，再进行下一工件的压制。余同实施例1。
实施例5：
为压制成型具有横向孔或外有凸起曲面或外有局部凹槽或外有台阶的制品，本发明的阴模模芯瓣3的内侧面上设有芯杆或凹槽或凸块。
由图7可知，本实施例阴模模芯瓣3为4个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为20°，阴模模芯瓣3的内侧面上设有凸块，凸块的高度直达锥顶，所加工的工件6为中心有孔带内、外台阶的柱状零件，压制成型时，上冲2上的浮动块1卸掉。余同实施例1。
实施例6：
由图8可知，本实施例阴模模芯瓣3为4个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为20°，阴模模芯瓣3的内侧面局部上设有凸块，所加工的工件6为中心有孔、内有台阶、外有沟槽的柱状零件，压制成型时，上冲2上的浮动块1卸掉。余同实施例1。
实施例7：
由图9可知，本实施例阴模模芯瓣3为4个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为20°，阴模模芯瓣3的内侧面局部上设有锥状凸块，所加工的工件6为中心有孔外带倒锥的柱状零件，压制成型时，上冲2上的浮动块1卸掉。余同实施例1。
实施例8：
由图10可知，本实施例阴模模芯瓣3为4个，其大小、形状一致，所组成的阴模模芯为一锥台，其锥角为20°，阴模模芯瓣3的内侧面局部上设有凹槽，所述凹槽为曲面，所加工的工件6为中心有孔外带凸起曲面的柱状零件，压制成型时，上冲2上的浮动块1卸掉。余同实施例1。
从以上实施例可知，在加工有外台阶的工件时，压制成型时，上冲2上的浮动块1必须卸掉。本发明还可在阴模模芯瓣3上设有芯杆，以压制成型具有横向孔或斜孔的制品。

Claims (10)

1.一种粉末冶金制品压制成型模具，它包括阴模，其特征是所述的阴模为分体结构，它包括阴模包套(4)、由至少2个阴模模芯瓣(3)组成的阴模模芯，所述阴模模芯的外侧面与阴模包套(4)的内侧面为锥面配合，所述的阴模模芯沿压制方向为上大下小的锥状体。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金制品压制成型模具，其特征是每个阴模模芯瓣(3)的大小、形状一致。
3.根据权利要求1所述的粉末冶金制品压制成型模具，其特征是阴模模芯瓣(3)的内侧面上设有芯杆或凹槽或凸块。
4.根据权利要求1或2或3所述的粉末冶金制品压制成型模具，其特征是所述阴模模芯的锥角为14°～30°。
5.根据权利要求4所述的粉末冶金制品压制成型模具，其特征是所述阴模模芯的锥角优选为16°～20°。
6.一种如权利要求1所述粉末冶金制品压制成型模具在粉末冶金制品生产方法中的应用，其特征是所述粉末冶金制品压制成型模具应用在粉末冶金制品生产方法的压制成型脱模步骤中。
7.一种粉末冶金制品压制成型脱模方法，其特征是它包括以下步骤：
⑴装模：将阴模制成分体结构，它包括阴模包套(4)和阴模模芯，所述阴模模芯的外侧面与阴模包套(4)的内侧面为锥面配合，所述的阴模模芯沿压制方向为上大下小的锥状体；阴模包套(4)通过压板(5)安装在阴模浮动板(8)上，所述阴模模芯由至少2个阴模模芯瓣(3)组成；
⑵压制成型：将粉料装入阴模模芯内腔，压机上的上冲(2)向下运动压缩粉料，至上冲(2)压缩工件(6)达到设定高度；
⑶脱模：卸压后，上冲(2)回程归位，将阴模浮动板(8)向下移动或者下冲(7)向上顶出工件(6)，阴模模芯与阴模包套(4)松开，工件(6)随即释放所有应力，待工件(6)完全脱离阴模模芯口，脱模程序完成；取走工件(6)，阴模浮动板(8)上升或者下冲(7)向下复位，使阴模模芯复位，再进行下一工件的压制。
8.根据权利要求7所述的粉末冶金制品压制成型脱模方法，其特征是在步骤⑴中，每个阴模模芯瓣(3)的大小、形状一致。
9.根据权利要求7所述的粉末冶金制品压制成型脱模方法，其特征是阴模模芯瓣(3)的内侧面上设有横向芯杆或凹槽或凸块。
10.根据权利要求7或8或9所述的粉末冶金制品压制成型脱模方法，其特征是在步骤⑴中，所述阴模模芯的锥角为14°～30°。
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