CN108568521A - 一种钒电极的模压系统及模压成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属材料压力加工技术领域，针对现有技术所加工钒电极存在的平直度较低、长度较短及效率低下的问题，本发明公开了一种模压系统，包括模压模具、外框、底垫，所述模压模具包括凹模和凸模。同时，本发明还公开了利用该模压系统制备成型钒电极的方法，包括：将凹模放入外框中；在凹模的第一凹腔中放入钒原料，钒原料的高度填充至槽体深度的70％～100％；在钒原料上部放置凸模；压合凸模，实现钒原料的压缩；取出凸模，重新装填钒原料再次压合一次；垫上底垫，再次冲压后打开凹模，取出压制成型的钒电极。本发明提供的钒电极模压成型方法能够快速高效地制备出平直度高、长度长、不同致密度的钒电极，设计合理，操作简便，易于推广。

Description

一种钒电极的模压系统及模压成型方法

技术领域

本发明属于金属材料压力加工技术领域，更具体地讲，涉及一种钒电极的模压系统及模压成型方法。

背景技术

钒基合金是性能优良的结构材料，具有良好的尺寸稳定性、良好的高温强度性能、良好的抗辐照肿胀和抗蠕变性能、较高的热传导性、较低的热膨胀系数、低的热应力，在国防和高温环境等特定环境中具有较好的应用前景，是聚变堆第一壁结构材料候选材料之一。

目前钒基合金主要通过真空电弧熔炼的方法获得，需制备钒自耗电极。采用冷等静压法进行自耗电极的压制，作为压制原料的电解枝晶钒在压制过程中会因收缩的不均匀而产生弯曲。而且，冷等静压法压制电极长度受限于炉腔尺寸和包套长度，故而电极较短。弯曲电极给自耗电极的焊接及接下来的电弧熔炼造成了较大的困难，电极长度受限又使得电极组焊次数增多，进而加重电极的氧化污染。另外，冷等静压法每炉次耗时较长，需耗时3小时左右，不利于大批量制备。

因而，有必要寻求一种钒电极的新型成型方法，以提高电极的平直度和长度，并提高生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种钒电极的模压系统及模压成型方法，提高所制电极平直度，电极的尺寸可控，缩短制备时间，提高生产效率。

本发明采用的技术方案如下：一种钒电极成型的模压系统，包括模压模具、外框；所述模压模具包括凹模和凸模；所述凹模由第一分体和第二分体拼合而成，拼合后的凹模开设有可与凸模适配压合的槽体，槽体底部开设有第一凹腔；所述凸模开设有与所述凹模的第一凹腔相配合的第二凹腔；所述外框尺寸与凹模相适配，用于固定凹模。

所述凹模的第一分体和第二分体应对称设置，凹模由分体组成可便于在模压后分拆，将成型后电极取出。凸模需与槽体尺寸相适配，即凸模能够贴合槽体的内壁进入槽体或者与槽体之间留有微量间隙。

作为选择，所述第一凹腔的直径等于槽体宽度，第二凹腔的直径稍小于凸模压合端的宽度。这样使得在压合的过程中，凸模能够尽可能的下压提高钒电极的致密度，同时保护凸模在下压过程不易损坏。

优选地，所述模压系统还包括底垫，用于对外框进行支撑。所述底垫的高度大于所述外框的高度，确保冲压完成后凸模可从外框中脱出。

优选地，所述凹模第一分体或第二分体上有定位孔，便于两部分分体在拼合过程中的准确定位。

优选地，所述凸模上设计有吊装孔，可方便冲压过程中将凸模打开，完成二次装料、二次模压和取出电极步骤。

优选地，所述模压系统由Cr12MoV合金制成，Cr12MoV合金作为优质的模具材料，具有良好的硬度、耐磨性及强度，防止在模压过程中模具的损坏。

优选地，所述凹模槽体深度大于1.5倍的槽体宽度，以提高钒电极的致密度。

利用上述模压系统，本方案还发明了一种钒电极的模压成型方法，包括以下步骤：

步骤一，将凹模放入外框中；

步骤二，在凹模的第一凹腔中放入钒原料，钒原料的高度填充至槽体深度的70％～100％；

步骤三，在钒原料上部放置凸模；压合凸模，通过凹模和凸模的相对移动实现钒原料的压缩；

步骤四，取出凸模，在凹模中再次充填钒原料，钒原料的高度填充至槽体深度的70％～100％；合上凸模，二次压合模具；

步骤五，打开凹模，取出压制成型的钒电极。

其中，外框的整体尺寸与凹模相适配，能够将凹模贴合着外框的内壁放入，便于在模压时进行固定，同时外框的限制也使得钒原料在模压过程不会从槽体两端溢出，避免了电极两端的致密度下降。根据实际生产的需求，可制作不同的大小的模具，采用上述方法成型钒电极，以满足不同尺寸的电极需求。

优选地，所述步骤五为：在外框下面加上底垫，再次对模具进行冲压，然后移走底垫，打开凹模，取出压制成型的钒电极。增加底垫，便于凹模在冲压过程中脱模后将钒电极取出。

优选地，所述钒原料为电解钒。

优选地，所述步骤二与步骤四中，钒原料的高度填充至槽体深度的90％。

优选地，可重复步骤四一次或两次，以进一步提高电极的致密度。

根据钒电极的实际需求，可以调节每次钒原料的填充高度及填充次数，从而得到不同致密度的钒电极。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提供的一种钒电极的模压系统及模压成型方法，可以实现钒自耗电极的制备，获得平直度高、长度长、不同致密度的钒电极，为电弧熔炼提供优质的电极材料；另外，可根据实际需要，准备不同型号的模压系统，以制备不同型号的钒电极；采用本发明进行钒电极的制备，方法简单易操作，每次成型仅需0.5小时，显著地提高了生产效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明提供的一种钒电极的模压系统的立体结构图；

图2是本发明提供的一种钒电极的模压系统普通冲压时结构剖视图；

图3是本发明提供的一种钒电极的模压系统脱模冲压时结构剖视图。

图中，1为外框，2为底垫，3为凹模，4为凸模，5为定位孔，6为槽体，7为第一凹腔，8为第二凹腔，9为吊装孔，10为钒原料。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1：

结合图1-图3所示，本发明提供了一种钒电极成型的模压系统，包括模压模具、外框1、底垫2；所述模压模具包括凹模3和凸模4；所述凹模3由第一分体和第二分体拼合而成；其中，第一分体上开设有定位孔5；拼合后的凹模3开设有可与凸模4适配压合的槽体6，槽体6底部开设有第一凹腔7，所述凸模4开设有与所述凹模3的第一凹腔7相配合的第二凹腔8；所述凸模4上开设有吊装孔9；所述外框1尺寸与凹模3相适配，用于固定凹模3。

所述第一凹腔7的直径等于槽体6宽度，第二凹腔8的直径稍小于凸模4压合端的宽度。

所述模压系统由Cr12MoV合金制成。

所述凹模3的槽体6深度是指槽口到第一凹腔7顶部的距离，等于2倍的槽体6宽度。

所述底垫2高度等于1.2倍的所述外框1的高度。

利用上述的一种钒电极的模压系统，本发明还提供了一种钒电极的模压成型方法，包括以下步骤：

步骤一，利用定位孔5将凹模3的第一分体与第二分体拼合后放入外框1中；

步骤二，在凹模3的第一凹腔7中放入电解枝晶钒原料10，钒原料10的高度填充至槽体6深度的90％；

步骤三，在钒原料10上部放置凸模4；压合凸模4，通过凹模3和凸模4的相对移动实现钒原料10的压缩；

步骤四，利用吊装孔9将凸模4取出，在凹模3中再次充填钒原料10，填充至槽体6深度的80％；合上凸模4，二次压合模具；

步骤五，在外框1下部放置底垫2，再次对模具进行冲压，移走底垫2，打开凹模3，取出压制成型的钒电极。

实施例2：

结合图1-图3所示，本发明提供了一种钒电极成型的模压系统，包括模压模具、外框1、底垫2；所述模压模具包括凹模3和凸模4；所述凹模3由第一分体和第二分体拼合而成；其中，第一分体上开设有定位孔5；拼合后的凹模3开设有可与凸模4适配压合的槽体6，槽体6底部开设有第一凹腔7；所述凸模4开设有与所述凹模3的第一凹腔7相配合的第二凹腔8；所述凸模4上开设有吊装孔9；所述外框1尺寸与凹模3相适配，用于固定凹模3。

所述第一凹腔7的直径等于槽体6宽度，第二凹腔8的直径稍小于凸模4压合端的宽度。

所述模压系统由Cr12MoV合金制成。

所述凹模3的槽体6等于2.5倍的槽体6宽度。

所述底垫2高度等于1.5倍的所述外框1的高度。

利用上述的一种钒电极的模压系统，本发明还提供了一种钒电极的模压成型方法，包括以下步骤：

步骤一，利用定位孔5将凹模3的第一分体与第二分体拼合后放入外框1中；

步骤二，在凹模3的第一凹腔7中放入电解枝晶钒原料10，钒原料10的高度填充至槽体6深度的80％；

步骤三，在钒原料10上部放置凸模4；压合凸模4，通过凹模3和凸模4的相对移动实现钒原料10的压缩；

步骤四，利用吊装孔9将凸模取出，在凹模3中再次充填钒原料10，填充至槽体6深度的80％；合上凸模4，二次压合模具；

步骤五，重复步骤四，三次压合模具；

步骤六，在外框1下部放置底垫2，再次对模具进行冲压，移走底垫2，打开凹模3，取出压制成型的钒电极。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种钒电极的模压系统，其特征在于，包括模压模具、外框；所述模压模具包括凹模和凸模；所述凹模由第一分体和第二分体拼合而成，拼合后的凹模开设有可与凸模适配压合的槽体，槽体底部开设有第一凹腔；所述凸模开设有与所述凹模的第一凹腔相配合的第二凹腔；所述外框尺寸与凹模相适配，用于固定凹模。

2.根据权利要求1所述的一种钒电极的模压系统，其特征在于，所述模压模具还包括底垫，所述底垫高度高于外框高度。

3.根据权利要求1或2所述的一种钒电极的模压系统，其特征在于，所述凹模第一分体或第二分体上有定位孔。

4.根据权利要求3所述的一种钒电极的模压系统，其特征在于，所述凸模上设计有吊装孔。

5.根据权利要求4所述的一种钒电极的模压系统，其特征在于，所述凹模槽体深度大于1.5倍的槽体宽度。

6.一种钒电极的模压成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将凹模放入外框中；

步骤二，在凹模的第一凹腔中放入钒原料，钒原料的高度填充至槽体深度的70％～100％；

步骤三，在钒原料上部放置凸模；压合凸模，通过凹模和凸模的相对移动实现钒原料的压缩；

步骤四，取出凸模，在凹模中再次充填钒原料，钒原料的高度填充至槽体深度的70％～100％；合上凸模，二次压合模具；

步骤五，打开凹模，取出压制成型的钒电极。

7.根据权利要求6所述的一种钒电极的模压成型方法，其特征在于，所述步骤五为：在外框下面加上底垫，再次对模具进行冲压，然后移走底垫，打开凹模，取出压制成型的钒电极。

8.根据权利要求6或7所述的一种钒电极的模压成型方法，其特征在于，所述钒原料为电解钒。

9.根据权利要求8所述的一种钒电极的模压成型方法，其特征在于，所述钒原料的高度填充至槽体深度的90％。

10.根据权利要求8所述的一种钒电极的模压成型方法，其特征在于，可重复步骤四一次或两次，以进一步提高电极的致密度。