CN104942285A - 蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法及模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法及模具。首先，将金属间化合物材料填充到蜂窝状金属间化合物滤芯的成型模具的型腔后，再施加压力将型腔中的金属间化合物材料压制成坯件；坯件干燥后，将包含坯件的成型模具置于脱模座上，再施加压力使坯件脱模；最后，对脱模后的坯件进行后续成型环节，从而得到蜂窝状金属间化合物滤芯。该成型方法及所用模具，简单适用，成本较低，通过设置加热结构使坯件在脱模前干燥，能够有效地提高坯件的强度，从而保证坯件在后续脱模和脱模后的放置过程中不易变形损坏，进一步提高产品的合格率，同时还使坯件脱模更加方便。

Description

蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法及模具

技术领域

本发明涉及一种金属间化合物滤芯的成型方法及模具，具体是一种蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法及模具。

背景技术

金属间化合物是指金属与金属、金属与准金属形成的化合物，具有优异的耐高温、抗氧化、耐磨损等优良特性，应用十分广泛。采用金属间化合物材料制作蜂窝状滤芯时，将模具设计成包括模套和多个安装在该模套内的芯棒的结构是常见的。由本申请的申请人在先申请的公开号为CN102133768A的发明专利申请文件公开了一种多通道滤芯冷等静压模具及金属间化合物多通道滤芯的生产方法，该方法解决了金属间化合物多通道滤芯的冷等静压成型问题。然而采用冷等静压成型金属间化合物多通道滤芯的方法仍然较繁琐，相应的模具结构也较复杂，并且在芯棒脱离坯件的过程中，不可避免因芯棒的移动造成的坯件损坏、变形等。此外，等静压技术适合于成型长径比较大的坯件，对较复杂的形状成型性较差，且脱模难度大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单适用，成本较低，脱模方便的蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法及模具。

本发明的蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法，其步骤包括：a.将金属间化合物材料填充到蜂窝状金属间化合物滤芯的成型模具的型腔后，施加压力将型腔中的金属间化合物材料压制成坯件；b.坯件干燥后，将包含坯件的成型模具置于脱模座上，再施加压力使坯件脱模；c.对脱模后的坯件进行后续成型环节。所述金属间化合物材料是将金属和/或非金属粉料按照一定比例配制的金属间化合物粉料，再加入一定比例的添加剂和水或其他溶液配制而成的金属间化合物泥料。在金属间化合物材料充填过程中，可通过振动装置来带动成型模具振动，避免填充在型腔中的金属间化合物材料局部堆积，使金属间化合物材料混合均匀并且表面平整，从而保证最终成型的坯件密度均匀、外形美观。所述振动装置可以采用现有的装置或设备。当金属间化合物材料填充完毕后，施加压力将型腔中的金属间化合物材料压制成坯件，使坯件更加紧实，有利于在后续脱模环节中坯件不产生变形。由于金属间化合物材料在配置和后续填充过程中，不可避免会产生一些气孔，气孔中残留的空气会影响最终成型的滤芯的过滤性能，故在施加压力将金属间化合物材料压制成坯件的过程中，还可起到排除金属间化合物材料中的残留空气的作用，从而进一步提高了滤芯的品质。坯件在脱模之前可以通过加热等方式进行干燥，使最终成型的坯件强度更高，干燥后的坯件更加容易脱模。坯件干燥后，将包含坯件的成型模具置于脱模座上，并使坯件在外力作用下脱模后，进行后续成型环节从而得到蜂窝状金属间化合物滤芯。该方法操作简单，成型后的蜂窝状金属间化合物滤芯密度均匀、外形美观；在坯件脱模前进行加热干燥，可提高坯件的强度，从而保证坯件在后续脱模和脱模后的放置过程中不易变形损坏，进一步提高产品的合格率，同时还使坯件脱模更加方便。

进一步的，上述本发明的成型方法是通过成型模具上设置的加热结构使坯件干燥的。所述加热结构可以是接有电源的电阻丝或其他类似的现有结构。在加热结构的作用下，坯件迅速干燥并具有一定的强度，在后续脱模和脱模后的放置过程中不易变形损坏，有利于脱模并且提高了产品的合格率。

进一步的，所述型腔由模套以及与所述模套相连的上模和下模形成，所述上模设有与下模连接的芯棒，从而使金属间化合物材料填充后形成蜂窝状。所述型腔具有与产品相匹配的形状，下模与芯棒之间是可拆卸式的。在实际应用中，下模可设有与芯棒相适应的凹槽，在坯件成型过程中对芯棒起支撑作用，使芯棒在型腔中保持不动，从而提高坯件的外形精度。此外，下模还对坯件具有支撑作用，可避免坯件脱离模套后掉落到脱模座中，因受到较大冲击力而造成的损坏，进一步提高了坯件的合格率。所述凹槽与芯棒设有拔模斜度，以便于脱模。所述上模与芯棒之间可以是过盈配合连接或滑动配合连接；当采用过盈配合连接时，芯棒在凹槽中安装完成后，凹槽底部与芯棒底面之间应具有一定的深度，使芯棒在外力作用下可以在凹槽内上下滑动，从而使上模和芯棒在施加压力时能够压制型腔中的金属间化合物材料形成坯件。该方法在得到蜂窝状型腔的同时，便于芯棒安装并进一步简化了坯件的脱模环节。

进一步的，步骤b中坯件、上模和下模在压力作用下沿所述模套的轴向滑动直至脱离模套。在脱模过程中，将坯件连同成型模具放置在脱模座上，施加压力使坯件、上模和下模一并脱离模套。所述上模和下模是与模套的内腔相匹配的，并且与模套的内腔保持滑动配合以确保脱模方便、快速。

具体的，拆除下模和上模后，对坯件进行烧结从而得到蜂窝状金属间化合物滤芯。在坯件、上模和下模脱离模套后，可将下模和上模分别拆除，以得到所需的坯件，下模与芯棒之间可以是滑动配合连接，所述芯棒以及下模与芯棒配合处可设计一定的拔模斜度，以方便脱模。坯件脱模后，再进行烧结工艺即可得到蜂窝状金属间化合物滤芯。该烧结工艺可以与现有工艺相同或类似。

更进一步的，所述成型模具还连接有抽真空装置，在金属间化合物材料充填完毕后抽真空可进一步确保填充在型腔中的金属间化合物材料不产生气孔，从而使最终成型的滤芯密度均匀，品质好。所述抽真空装置可以与模套的进料口相连通，或与模套上设置其他接口相连。

本发明还提供了一种用于上述成型方法的成型模具，包括设有加热结构的模套，所述模套的轴向一端设有与模套内腔相适应且连接有芯棒的上模，模套的另一端设有与所述芯棒连接的下模。芯棒的数量与结构根据蜂窝状金属间化合物滤芯的结构要求设置，例如芯棒的横截面可以是圆形、方形或六边形等。所述上模与多根芯棒相连，上模和下模对芯棒具有支撑定位作用，使模套、上模和下模之间形成蜂窝状的型腔，并且使芯棒在金属间化合物材料填充和坯件脱模过程中保持不动，从而确保最终成型的坯件具有较高的外形精度。在实际使用中，还可在模套上设置振动装置，在金属间化合物材料充填过程中振动装置带动模套振动，避免填充的金属间化合物材料局部堆积，使填充在型腔中的金属间化合物材料混合均匀并且表面平整，从而保证最终成型的坯件密度均匀、外形美观。所述振动装置可以采用现有的装置或设备。当金属间化合物材料填充完毕后，可对模套施加压力，从而将型腔中的金属间化合物材料压制成坯件，使坯件更加紧实，有利于在后续脱模环节中坯件不产生变形。坯件压制成型后，在加热结构的作用下，坯件受热干燥并具有一定强度，在后续脱模和脱模后的放置过程中不易变形损坏，有利于脱模并且提高了产品的合格率。所述加热结构可以设置在模套内壁上，也可以内嵌在模套壁中。所述芯棒与下模之间优选为滑动配合连接，以保证脱模方便、快速。在实际使用时，下模与芯棒配合处以及芯棒可设计一定的拔模斜度，有利于进一步提高脱模效率。坯件脱离模套后，拆除下模和芯棒，对坯件进行后续成型环节(如烧结成型)，从而得到蜂窝状金属间化合物滤芯。该成型模具结构简单，脱模方便，成型后的蜂窝状金属间化合物滤芯密度均匀、外形美观、合格率高、具有较好的强度性能。

优选的，所述加热结构包括连接电源的电阻丝。所述电阻丝可以内嵌在模套壁内，采用电阻丝进行加热是常见的，且其使用方便，价格便宜。此外，还可以采用其他现有的加热结构，并将加热结构设置管状后，安装在模套内壁，从而对坯件进行加热。

进一步的，所述下模设有与芯棒相适应的凹槽。凹槽的形状和大小与芯棒相匹配，在坯件成型过程中可对芯棒起支撑作用，使芯棒在型腔中保持不动，从而提高坯件的外形精度。此外，下模还对坯件具有支撑作用，可避免坯件脱离模套后掉落到脱模座中，因受到较大冲击力而造成的损坏，进一步提高了坯件的合格率。这样的结构还有利于拆分芯棒和下模，进一步简化了坯件的脱模环节。所述芯棒与上模之间可以是过盈配合连接或滑动配合连接；当采用过盈配合连接时，芯棒在凹槽中安装完成后，凹槽底部与芯棒底面之间还应具有一定的深度，使芯棒在外力作用下可以在凹槽内上下滑动，从而使上模和芯棒在施加压力时能够压制型腔中的金属间化合物材料形成坯件。

更进一步的，所述模套还设有连接抽真空装置的接口，这样抽真空装置可以在金属间化合物材料填充完毕后对金属间化合物材料进行抽真空，使填充在型腔中的金属间化合物材料不产生气孔，从而进一步保证成型后的坯件的密度均匀。优选的，所述接口与进料口连通。

本发明的蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法及模具，简单适用，成本较低，通过设置加热结构使坯件在脱模前干燥，能够有效地提高坯件的强度，从而保证坯件在后续脱模和脱模后的放置过程中不易变形损坏，进一步提高产品的合格率，同时还使坯件脱模更加方便。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

附图说明

图1为本发明蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法的流程图。

图2为用于图1所示成型方法的成型模具的结构示意图。

图3为图2所示成型模具的工作状态示意图。

具体实施方式

如图1所述的蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法，包括步骤：a.将金属间化合物材料填充到蜂窝状金属间化合物滤芯的成型模具的型腔后，施加压力将型腔中的金属间化合物材料压制成坯件；b.坯件干燥后，将包含坯件的成型模具置于脱模座上，再施加压力使坯件脱模；c.对脱模后的坯件进行后续成型环节。所述金属间化合物材料是将金属和/或非金属粉料按照一定比例配制的金属间化合物粉料，再加入一定比例的添加剂和水或其他溶液配制而成的金属间化合物泥料。首先，可在成型模具的相应位置设置振动装置，在金属间化合物材料充填过程中振动装置带动成型模具振动，避免填充在型腔中的金属间化合物材料局部堆积，使金属间化合物材料混合均匀并且表面平整，从而保证最终成型的坯件密度均匀、外形美观。所述振动装置可以采用现有的装置或设备。所述型腔是由模套以及与所述模套相连的上模和下模形成的，所述上模设有与下模连接的芯棒，从而使金属间化合物材料填充后形成蜂窝状。所述芯棒的数量与结构根据蜂窝状金属间化合物滤芯的结构要求设置，例如芯棒的横截面可以是圆形、方形或六边形等。在实际应用中，上模设有多个芯棒，下模设有与芯棒相适应的凹槽，通过上模和凹槽对芯棒进行支撑定位，使模套、上模和下模之间形成蜂窝状的型腔，并且使芯棒在金属间化合物材料填充和坯件脱模过程中保持不动，从而确保最终成型的坯件具有较高的外形精度。所述芯棒和下模的拆卸也十分方便。所述上模与芯棒之间可以是过盈配合连接或滑动配合连接；当采用过盈配合连接时，芯棒在凹槽中安装完成后，凹槽底部与芯棒底面之间应具有一定的深度，使芯棒在外力作用下可以在凹槽内上下滑动，从而使上模和芯棒在施加压力时能够压制型腔中的金属间化合物材料形成坯件。成型模具还可以连接抽真空装置，在金属间化合物材料充填完毕后，对金属间化合物材料进行抽真空以确保填充在型腔中的金属间化合物材料不产生气孔，从而进一步提高最终成型的滤芯的品质。抽真空完成后，施加压力将型腔中的金属间化合物材料压制成坯件，可使坯件更加紧实，有利于在后续脱模环节中坯件不产生变形。由于金属间化合物材料在配置和后续填充过程中，不可避免会产生一些气孔，气孔中残留的空气会影响最终成型的滤芯的过滤性能，故在施加压力将金属间化合物压制成坯件的过程中，还可起到排除金属间化合物材料中的残留空气的作用，从而进一步提高了滤芯的品质。坯件压制成型后，通过成型模具上设置的加热结构或其他方式使坯件干燥，干燥后的坯件具有一定的强度，在后续脱模和脱模后的放置过程中不易变形损坏，有利于脱模并且提高了产品的合格率。所述加热结构可以是接有电源的电阻丝或其他类似的现有结构。在坯件干燥后，使坯件、上模和下模在压力作用下沿所述模套的轴向滑动直至脱离模套。由于下模对坯件具有支撑作用，故可避免坯件在脱模过程中掉落到脱模座上，因受到较大冲击力而造成的损坏，进一步提高了坯件的合格率。最后，再拆除下模和上模，对坯件进行烧结从而得到蜂窝状金属间化合物滤芯。所述芯棒以及下模与芯棒配合处可设计一定的拔模斜度，有利于进一步提高脱模效率。

如图2和图3所示的用于上述成型方法的成型模具，包括设有加热结构11的模套4，所述模套4的轴向一端设有与模套4内腔相适应且连接有芯棒2的上模1，模套4的另一端设有与所述芯棒2连接的下模5。所述模套和芯棒2之间形成蜂窝状的型腔13。在实际使用时，可在所述模套4上设置振动装置6，在金属间化合物材料充填过程中带动模套4进行振动，避免填充的金属间化合物材料局部堆积，使填充在型腔13中的金属间化合物材料混合均匀并且表面平整，从而保证最终成型的坯件3密度均匀、外形美观。所述振动装置6可以采用现有的装置或设备。为了保证填充在型腔13中的金属间化合物材料不产生气孔，并进一步提高最终成型的滤芯14的品质，在所述模套4还设有连接抽真空装置7的接口9，所述接口9优选与进料口10连通。在金属间化合物材料充填完毕后，通过抽真空装置7对金属间化合物材料进行抽真空。所述下模5设有与芯棒2相适应的凹槽12。通过上模1和凹槽12对芯棒2进行支撑定位，使模套4、上模1和下模5之间形成蜂窝状的型腔13，并且使芯棒2在金属间化合物材料填充和坯件3脱模过程中保持不动，从而确保最终成型的坯件3具有较高的外形精度。所述芯棒2和下模5的拆卸也十分方便。下模5还对坯件3具有支撑作用，可避免坯件3在脱模过程中掉落到脱模座8上，因受到较大冲击力而造成的损坏，进一步提高了坯件3的合格率。所述上模1与芯棒2之间可以是过盈配合连接或滑动配合连接；当采用过盈配合连接时，芯棒2在凹槽12中安装完成后，凹槽12底部与芯棒2底面之间应具有一定的深度，使芯棒2在外力作用下可以在凹槽12内上下滑动，从而使上模1和芯棒2在压力作用下能够压制型腔13中的金属间化合物材料形成坯件3。所述芯棒2的数量与结构根据蜂窝状金属间化合物滤芯14的结构要求设置，例如芯棒2的横截面可以是圆形，其直径可以是3mm。所述芯棒的横截面还可以是方形或六边形等。为了使坯件3具有一定的强度，保证坯件3在后续脱模和脱模后的放置过程中不易变形损坏，并且方便脱模，在所述模套4上设有连接电源的电阻丝，通过电阻丝加热使坯件3迅速干燥。所述电阻丝可以内嵌在模套4壁内。此外，还可以采用其他现有的加热结构11，并将加热结构11设置管状后，安装在模套4内壁，从而对坯件3进行加热。所述上模1和下模5与模套4之间为滑动连接，在坯件3干燥后，通过施加压力可使坯件3、上模1和下模5沿所述模套4的轴向滑动直至脱离模套4，再将下模5和上模1分别拆除，即得到所需的坯件3；最后对坯件3进行后续成型环节，如烧结成型，从而得到蜂窝状金属间化合物滤芯14。

Claims (10)

1.蜂窝状金属间化合物滤芯的成型方法，其步骤包括:

a.将金属间化合物材料填充到蜂窝状金属间化合物滤芯的成型模具的型腔后，施加压力将型腔中的金属间化合物材料压制成坯件；

b.坯件干燥后，将包含坯件的成型模具置于脱模座上，再施加压力使坯件脱模；

c.对脱模后的坯件进行后续成型环节。

2.如权利要求1所述的成型方法，其特征在于通过成型模具上设置的加热结构使坯件干燥。

3.如权利要求1所示的成型方法，其特征在于所述型腔由模套以及与所述模套相连的上模和下模形成，所述上模设有与下模连接的芯棒，从而使金属间化合物材料填充后形成蜂窝状。

4.如权利要求3所述的成型方法，其特征在于步骤b中坯件、上模和下模在压力作用下沿所述模套的轴向滑动直至脱离模套。

5.如权利要求3所述的成型方法，其特征在于拆除下模和上模后，对坯件进行烧结从而得到蜂窝状金属间化合物滤芯。

6.如权利要求1至5之一所述的成型方法，其特征在于所述成型模具还连接有抽真空装置，在材料充填完毕后抽真空以保证坯件不产生气孔。

7.用于权利要求1至6之一所述成型方法的成型模具，其特征在于包括设有加热结构(11)的模套(4)，所述模套(4)的轴向一端设有与模套(4)内腔相适应且连接有芯棒(2)的上模(1)，模套(4)的另一端设有与所述芯棒(2)连接的下模(5)。

8.如权利要求7所述的成型模具，其特征在于所述加热结构(11)包括连接电源的电阻丝。

9.如权利要求7所述的成型模具，其特征在于所述下模(5)设有与芯棒(2)相适应的凹槽(12)。

10.如权利要求7至9之一所述的成型模具，其特征在于所述模套(4)还设有连接抽真空装置(7)的接口(9)。