CN106113228A - 一种湿式冷等静压模具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种湿式冷等静压模具，包括模具本体和模具盖板，作业时用密封装置将模具盖板密封固定在模具本体上，其特征在于，模具本体由软质内套和控型母模组成，软质内套的外部是控型母模，软质内套贴合附着在控型母模的内壁上，在控型母模上分布有若干个导流孔，通过导流孔向软质内套均向传导压力。本发明的湿式冷等静压模具结构合理，操作简便，能够承受制作压力为60‑220Mpa的湿式冷等静压成型，保护模具内部的物料不受侵蚀，最重要的是能使冷等静压成型技术做到近净尺寸一次成型，最大程度地保证了坯体一次成型的精度，提高了生产效率，降低了制造费用。

Description

一种湿式冷等静压模具
技术领域
本发明涉及一种湿式冷等静压模具，属于陶瓷、粉末冶金的压制用模具技术领域。
背景技术
等静压技术是一种利用密闭高压容器内制品在各向均等的超高压压力状态下成型的技术，主要应用于粉末冶金的粉体成型，在陶瓷铸造等领域有着广泛的应用。按照成型和固结时的温度高低，等静压技术分为冷等静压、温等静压、热等静压三种不同类型。冷等静压是在常温下，以液体为压力介质，用于粉体材料成型，为进一步烧结、煅造或热等静压工序提供坯体。冷等静压又分为湿式和干式两种。湿式冷等静压是将粉体包封在模具内，密封后放入高压容器内，直接打入液体压力介质，和液体相接触，利用液体介质不可压缩和均匀传递压力的性质从各个方向对粉体进行均匀加压，使粉体受压成型为致密的坯体。
现有的湿式冷等静压成型技术多采用聚氨酯或橡胶作为模具，模具本身有较大的厚度，且无支撑架，容易造成加压不均匀，因此做出的坯体尺寸较难控制，难以做到近净尺寸一次成型，导致后序坯体加工的工作量增加；而且做出的产品多为圆棒或空心棒，形状简单。另外，目前生产上的湿式冷等静压成型大多需要二次加压处理，制作工艺通常需要预压成型和等静压提高坯体密度两个工序，而很少作为一次压制坯体用，这就导致了工艺复杂，生产流程长，增加了制作成本且不利于控制产品品质等缺点。
因此，开发出一种适合湿式冷等静压成型技术的新型模具，是冷等静压技术领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构合理，操作简便的湿式冷等静压模具，能够做到近净尺寸一次成型，大幅降低了后序坯体加工的工作量，同时简化了制作工艺，提高了生产效率。
本发明提供了一种湿式冷等静压模具，包括模具本体和模具盖板，作业时用密封装置将模具盖板密封固定在模具本体上，其特征在于，模具本体由软质内套和控型母模组成，软质内套的外部是控型母模，软质内套贴合附着在控型母模的内壁上，在控型母模上分布有若干个导流孔，通过导流孔向软质内套均向传导压力。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，软质内套由高韧性、耐高压的有机材料采用整体工艺成型制成。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，软质内套是由厚度为0.1-5.0mm，耐压为220Mpa≥P≥60Mpa的橡胶或其衍生制品制成。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，软质内套由氟橡胶、硅橡胶或氯醚橡胶制成。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，控型母模为一刚性支撑架，由高强度树脂板和/或金属板材依据所压制坯体的形状焊接制成，控型母模的内壁经过打磨、抛光或电镀处理。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，高强度树脂板为抗压强度≥60Mpa的热塑性塑料制品；金属板材为不易被腐蚀的不锈钢板材和/或铝合金板材。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，控型母模由聚氯乙烯(PVC)树脂板、聚乙烯(PE)树脂板或聚丙烯(PP)树脂板制成。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，在控型母模的型材连接处、型材面和/或型材曲面上开启若干个导流孔。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，导流孔的形状是直径为Φ0.1-5.0mm的圆柱形和/或面积为0.1-20mm2的棱柱形，布孔密度为1-20个/cm2。
根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，密封装置为快速夹具。
本发明的有益效果主要体现在：
1.本发明的湿式冷等静压模具在软质内套的外部增加了一刚性支撑架，即控型母模，利用软质内套控制粉体的流动，利用刚性支撑架控制所压制坯体的形状与尺寸，从而将原先的预压成型与等静压提高坯体密度两个工序合二为一，既提高了生产效率又保证了坯体合格率，同时大大降低了坯体后序加工的工作量。
2.本发明根据所压制坯体的形貌，在控型母模上开启若干个导流孔，通过导流孔向软质内套均向传导压力，从而保证了所压制坯体的形状与尺寸精度，保证了坯体的近净尺寸一次成型，达到坯体后期加工余量小的要求。
3.相比于现有技术只能制作形状简单的坯体，本发明可制作出各种形状复杂的模具，并压制出各种所需形状的坯体。
附图说明
图1为本发明的湿式冷等静压模具的剖视图。
具体实施方式
下文提供了具体的实施方式并结合附图进一步说明本发明，但本发明不仅仅限于以下的实施方式。
如图1所示，本发明的湿式冷等静压模具是一种采用多种材料制做的复合模具，包括模具本体和模具盖板3，其中模具本体由软质内套1和控型母模2组成，控型母模2上分布有若干个导流孔5。
软质内套1采用高韧性、耐高压的有机材料制成，具有一定厚度，主要用于控制粉体的流动。具体来说，软质内套1可由厚度为0.1-5.0mm，耐压为220Mpa≥P≥60Mpa的橡胶或其衍生制品制成，例如氟橡胶、硅橡胶或氯醚橡胶等。软质内套1采用整体工艺成型，从而避免了因粘结工艺制作模具而产生的边角问题。同时要求软质内套1有足够大的韧性，能保证粉体在压制过程中不会出现因模具原因引起的应力分布不均。成型后软质内套1工作面光滑，交角处自然过度，与所压制坯体的外貌形态、净尺寸等功能特征一致。
软质内套1的外部是高强度、耐腐蚀的控型母模2，软质内套1贴合附着在控型母模2的内壁上，两者成为一体。控型母模2为一刚性支撑架，由高强度树脂板和/或金属板材等依据所压制坯体的形状焊接而成，用于控制所压制坯体的形状与尺寸。其中，高强度树脂板可选择抗压强度≥60Mpa的热塑性塑料制品，具体可以是经过技术改进增加了强度的聚氯乙烯(PVC)树脂板、聚乙烯(PE)树脂板或聚丙烯(PP)树脂板等树脂板。金属板材可选择不易被腐蚀的不锈钢板材和/或铝合金板材。同时根据所压制坯体形貌在控型母模上开启若干个导流孔5，通过导流孔5向软质内套1均向传导压力，以保证所压制坯体的形状与尺寸精度，保证了坯体的近净尺寸一次成型。具体是在控型母模的型材连接处、型材面和/或型材曲面等部位开启若干个导流孔5。导流孔5的形状可以是直径为Φ0.1-5.0mm的圆柱形和/或面积为0.1-20mm2的棱柱形，布孔密度可以是1-20个/cm2。控型母模2的内壁经过打磨、抛光或电镀处理，保证模具内腔壁光滑，顺畅，交角处过度自然，与所压制坯体的外貌形态、净尺寸等功能特征一致。
作业时用密封装置将模具盖板3密封固定在模具本体上，以防止外部的液体压力介质渗入模具中，例如，图1使用快速夹具4夹紧模具盖板3进行密封固定。使用快速夹具4固定的时候，应保证能够压紧模具盖板3，试用不漏水为达标。也可以使用螺栓、胶水等其它密封方式对模具盖板3进行密封固定。
作业时，把待压粉体注入模具本体内，根据实际情况选择是否需要机械振实。注完粉体后，盖上模具盖板3并用快速夹具4压紧模具盖板3，然后放入冷等静压机内进行湿式冷等静压成型。去模后获得的坯体形貌完整，角度衔接流畅，无圆角、缺料现象，表面无气孔，无污染，坯体后期加工余量小，达到了近净尺寸要求。
本发明可以根据需要压制坯体形状，制作各种形状的模具，如五棱柱型、同心圆柱型、圆环柱型、外方内圆型、正方体框型、正方体型等，进而能够制作出各种形状的坯体，而不仅限于现有技术通常制作的圆棒或空心棒型坯体。
本发明提供的冷等静压模具结构合理，操作简便，能够承受制作压力为60-220Mpa的湿式冷等静压成型，保护模具内部的物料不受侵蚀，最重要的是能使冷等静压成型技术做到近净尺寸一次成型，最大程度地保证了坯体一次成型的精度，提高了生产效率，降低了制造费用。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，在不脱离本发明本质精神的前提下，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种湿式冷等静压模具，包括模具本体和模具盖板，作业时用密封装置将模具盖板密封固定在模具本体上，其特征在于，模具本体由软质内套和控型母模组成，软质内套的外部是控型母模，软质内套贴合附着在控型母模的内壁上，在控型母模上分布有若干个导流孔，通过导流孔向软质内套均向传导压力。
2.根据权利要求1所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，软质内套由高韧性、耐高压的有机材料采用整体工艺成型制成。
3.根据权利要求2所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，软质内套是由厚度为0.1-5.0mm，耐压为220Mpa≥P≥60Mpa的橡胶或其衍生制品制成。
4.根据权利要求3所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，软质内套由氟橡胶、硅橡胶或氯醚橡胶制成。
5.根据权利要求1所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，控型母模为一刚性支撑架，由高强度树脂板和/或金属板材依据所压制坯体的形状焊接制成，控型母模的内壁经过打磨、抛光或电镀处理。
6.根据权利要求5所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，高强度树脂板为抗压强度≥60Mpa的热塑性塑料制品；金属板材为不易被腐蚀的不锈钢板材和/或铝合金板材。
7.根据权利要求6所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，控型母模由聚氯乙烯(PVC)树脂板、聚乙烯(PE)树脂板或聚丙烯(PP)树脂板制成。
8.根据权利要求1所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，在控型母模的型材连接处、型材面和/或型材曲面上开启若干个导流孔。
9.根据权利要求1或8所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，导流孔的形状是直径为Φ0.1-5.0mm的圆柱形和/或面积为0.1-20mm2的棱柱形，布孔密度为1-20个/cm2。
10.根据权利要求1所述的湿式冷等静压模具，其特征在于，密封装置为快速夹具。
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