CN111906316B - 大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法及压制模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法及压制模具，大型环形粉末冶金材料生坯压制模具，包括模具底座、下法兰环、卡箍、胶套、芯轴、上法兰环。垂直布置的芯轴下端与模具底座中心部位螺纹连接，下法兰环以及上法兰环均套设在芯轴上，胶套下端套设在下法兰环外部，胶套上端套设在上法兰环外部。卡箍将胶套与下法兰环以及上法兰环固定连接。本发明制备大型环状产品时，直接压制为环状，且压制进水风险小。节约物料、便于搬运。

Description

大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法及压制模具
技术领域
本发明属于粉末压制成型技术领域，具体涉及为大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法及压制模具。
背景技术
粉末冶金法制备大型产品时，一般采用混粉-等静压制-生坯加工-烧结-后续机加工。对于大型环状产品，传统压制方法通常为压制为整体块装后，利用车床加工生坯至需要尺寸。占用物料多，且容易造成浪费。同时由于生坯强度低，易碎，加工报废风险高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法及压制模具，本发明制备大型环状产品时，直接压制为环状，且压制进水风险小。节约物料、便于搬运。
本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：
大型环形粉末冶金材料生坯压制模具，包括模具底座、下法兰环、卡箍、胶套、芯轴、上法兰环。
垂直布置的芯轴下端与模具底座中心部位螺纹连接，下法兰环以及上法兰环均套设在芯轴上，下法兰环与上法兰环之间存在间距，下法兰环下端面与模具底座上端面接触。
胶套下端套设在下法兰环外部，胶套上端套设在上法兰环外部。
若干个卡箍套设于胶套外部，卡箍将胶套与下法兰环以及上法兰环固定连接。
优选的，所述的下法兰环以及上法兰环的材质为耐油橡胶，下法兰环以及上法兰环的内孔均与芯轴过盈配合。
优选的，所述的下法兰环以及上法兰环圆周面上内凹有若干道环形的凹槽，胶套套设在凹槽外部，胶套外部套设有胶圈，胶圈卡设在凹槽内部。
优选的，所述的胶套外部套设有网笼，网笼由硬质材料制成，所述的网笼顶面低于上法兰环顶面，所述的网笼底面低于模具底座顶面。
优选的，为了方便脱模，所述的芯轴圆周面具有拔模斜度。
优选的，芯轴圆周面的拔模斜度为0.03～0.06。
优选的，胶套上下两端各通过三个卡箍与上法兰环以及下法兰环固定连接。
优选的，所述的下法兰环以及上法兰环圆周面上内凹有两道环形的凹槽。
大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法，包括以下步骤：
组装模具：将芯轴固定在模具底座上，下法兰环套在芯轴上，并下移到最底端，使用胶圈、卡箍将胶套下端口与下法兰环固定连接，网笼套在胶套外部；
装料：将粉末状冶金材料倒入胶套内部，由于胶套很软，网笼起到保证装料的直度和圆度，装料过程中不断振动模具，确保粉末状冶金材料装料均匀，无空隙；
封装：将上法兰环套在芯轴上，通过胶圈、卡箍将胶套上端口与上法兰环固定连接；
压制成型：将封装好的模具放入等静压中压制成型；
取出生坯：压制成型后，依次拆除上法兰环、网笼、胶套，然后将形成好的生坯取出。
优选的，压制成型时，等静压的压力为180～210MPa，采用2级泄压保护，总压制时间为100～130min。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：
可直接将生坯压制成环形，生坯的内孔直接成型，无需后续机加工，避免了加工和搬运过程中磕碰的风险。同时减少工序，可提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明大型环形粉末冶金材料生坯压制模具截面图，
图2为本发明A处局部放大图。
图中：1-模具底座、2-下法兰环、3-胶圈、4-卡箍、5-胶套、6-芯轴、7-粉末状冶金材料、8-网笼、9-上法兰环。
具体实施方式
附图为该大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法及压制模具的最佳实施例，下面结合附图对本发明进一步详细的说明。
由附图1以及附图2所示，一种大型环形粉末冶金材料生坯压制模具，包括模具底座1、下法兰环2、胶圈3、卡箍4、胶套5、芯轴6、网笼8、上法兰环9。
垂直布置的芯轴6下端与模具底座1中心部位螺纹连接，用以保证芯轴（6）的位置度和垂直度。为了方便脱模，所述的芯轴6圆周面具有拔模斜度，芯轴6圆周面的拔模斜度为0.03～0.06。
下法兰环2以及上法兰环9均套设在芯轴6上，下法兰环2以及上法兰环9的材质为耐油橡胶，下法兰环2以及上法兰环9的内孔均与芯轴6过盈配合。保证了下法兰环2以及上法兰环9内孔与芯轴6之间的密封性，避免粉末状冶金材料7漏入到法兰环2以及上法兰环9内孔与芯轴6之间的缝隙中。
下法兰环2下端面与模具底座1上端面接触，模具底座1对下法兰环2起到支撑作用。
胶套5下端通过三个卡箍4固定在下法兰环2外部，胶套5上端通过三个卡箍4固定在上法兰环9外部，卡箍4套设在胶套5外部。下法兰环2与上法兰环9之间存在间距，粉末状冶金材料7放置于下法兰环2顶面、上法兰环9底面、胶套5内部、芯轴6外部的环形区域内。
为了增加胶套5与下法兰环2以及上法兰环9之间的密封性，所述的下法兰环2以及上法兰环9圆周面上内凹有两道环形的凹槽，胶套5套设在凹槽外部，胶套5外部套设有胶圈3，胶圈3卡设在凹槽内部，上下各有两条胶圈3将胶套5卡入至相应的凹槽内部。
所述的胶套5外部套设有网笼8，网笼8由硬质材料制成，于胶套5很软，网笼8起到保证装料的直度和圆度。所述的网笼8顶面低于上法兰环9顶面，所述的网笼8底面低于模具底座1顶面。
大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
组装模具：将芯轴6固定在模具底座1上，下法兰环2套在芯轴6上，并下移到最底端，使用胶圈3、卡箍4将胶套5下端口与下法兰环2固定连接，网笼8套在胶套5外部；
装料：将粉末状冶金材料倒入胶套5内部，由于胶套5很软，网笼8起到保证装料的直度和圆度，装料过程中不断振动模具，确保粉末状冶金材料7装料均匀，无空隙。可通过将振动棒插入到粉末状冶金材料7内部进行振动，也可以通过振动棒振动模具底座1将振动传导给粉末状冶金材料7。
封装：将上法兰环9套在芯轴6上，通过胶圈3、卡箍4将胶套5上端口与上法兰环9固定连接；
压制成型：将封装好的模具放入等静压中压制成型。等静压处理是把被加工物体放置于盛满液体的密闭容器中，通过增压系统进行逐步加压对物体的各个表面施加以相等的压力，使其在不改变外观形状的情况下缩小分子间的距离增大密度而改善物质的物理性质。等静压处理所用设备均采用现有技术，压制成型时，等静压的压力为180～210MPa，采用2级泄压保护，总压制时间为100～130min。
取出生坯：压制成型后，依次拆除上法兰环9、网笼8、胶套5，然后将形成好的生坯取出。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.大型环形粉末冶金材料生坯压制模具，其特征在于：
包括模具底座（1）、下法兰环（2）、卡箍（4）、胶套（5）、芯轴（6）、上法兰环（9），
垂直布置的芯轴（6）下端与模具底座（1）中心部位螺纹连接，下法兰环（2）以及上法兰环（9）均套设在芯轴（6）上，下法兰环（2）与上法兰环（9）之间存在间距，下法兰环（2）下端面与模具底座（1）上端面接触，
下法兰环（2）的外径小于上法兰环（9）的外径，
胶套（5）下端套设在下法兰环（2）外部，胶套（5）上端套设在上法兰环（9）外部，
若干个卡箍（4）套设于胶套（5）外部，卡箍（4）将胶套（5）与下法兰环（2）以及上法兰环（9）固定连接，
所述的下法兰环（2）以及上法兰环（9）的材质为耐油橡胶，下法兰环（2）以及上法兰环（9）的内孔均与芯轴（6）过盈配合，
所述的下法兰环（2）以及上法兰环（9）圆周面上内凹有若干道环形的凹槽，胶套（5）套设在凹槽外部，胶套（5）外部套设有胶圈（3），胶圈（3）卡设在凹槽内部，
所述的胶套（5）外部套设有网笼（8），网笼（8）由硬质材料制成，所述的网笼（8）顶面低于上法兰环（9）顶面，所述的网笼（8）底面低于模具底座（1）顶面。
2.根据权利要求1所述的大型环形粉末冶金材料生坯压制模具，其特征在于：
为了方便脱模，所述的芯轴（6）圆周面具有拔模斜度。
3.根据权利要求2所述的大型环形粉末冶金材料生坯压制模具，其特征在于
芯轴（6）圆周面的拔模斜度为0.03～0.06。
4.根据权利要求1或2或3所述的大型环形粉末冶金材料生坯压制模具，其特征在于：
胶套（5）上下两端各通过三个卡箍（4）与上法兰环（9）以及下法兰环（2）固定连接。
5.根据权利要求4所述的大型环形粉末冶金材料生坯压制模具，其特征在于：
所述的下法兰环（2）以及上法兰环（9）圆周面上内凹有两道环形的凹槽。
6.根据权利要求5所述的大型环形粉末冶金材料生坯压制模具的大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
组装模具：将芯轴（6）固定在模具底座（1）上，下法兰环（2）套在芯轴（6）上，并下移到最底端，使用胶圈（3）、卡箍（4）将胶套（5）下端口与下法兰环（2）固定连接，网笼（8）套在胶套（5）外部；
装料：将粉末状冶金材料（7）倒入胶套（5）内部，由于胶套（5）很软，网笼（8）能够保证装料的直度和圆度，装料过程中将振动棒插入到粉末状冶金材料（7）内部进行振动，确保粉末状冶金材料（7）装料均匀，无空隙；
封装：将上法兰环（9）套在芯轴（6）上，通过胶圈（3）、卡箍（4）将胶套（5）上端口与上法兰环（9）固定连接；
压制成型：将封装好的模具放入等静压中压制成型；
取出生坯：压制成型后，依次拆除上法兰环（9）、网笼（8）、胶套（5），然后将形成好的生坯取出。
7.根据权利要求6所述的大型环形粉末冶金材料生坯的制造方法，其特征在于：
压制成型时，等静压的压力为180～210MPa，采用2级泄压保护，总压制时间为100～130min。
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