CN112951461B - 一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核燃料制造技术领域，具体涉及一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，包括阴模、上冲头、下冲头、垫环、垫块和芯杆；所述上冲头为T型结构，冲杆从上方插入阴模的内部，与垫环相连，垫环下部为芯块，垫环的尺寸与芯杆相配合，起到对芯块的压制成型作用；垫环和芯块套在芯杆上，芯杆的一端与上冲头不接触；芯杆的另一端通过垫块与下冲头接触；下冲头为T型结构，冲杆从下方插入阴模的内部；芯杆包括杆部和底部凸台，杆部一端与底部凸台固定连接，另一端为半球状。本发明满足尺寸要求的芯块进行模具设计，同时通过间隙配合，使得芯块能顺畅脱模。

Description

一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具
技术领域
本发明属于核燃料制造技术领域，具体涉及一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具。
背景技术
有的环形芯块模具在设计时，下冲头与芯杆采用一体设计，在装配时，首先是将下冲头与阴模进行配合，再将物料填充阴模中，最后放入上冲头。上述模具在进行芯块脱模时，由于在进行压制过程中，芯杆进入上冲头内较长，并且在脱模过程中，薄壁芯块上方没有保护，导致芯块在脱模过程中容易发生破损，产生裂纹。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供本发明提供一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，满足尺寸要求的芯块进行模具设计，同时通过间隙配合，使得芯块能顺畅脱模。
本发明的技术方案如下：
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，包括阴模、上冲头、下冲头、垫环、垫块和芯杆；
所述上冲头为T型结构，冲杆从上方插入阴模的内部，与垫环相连，垫环下部为芯块，垫环的尺寸与芯杆相配合，起到对芯块的压制成型作用；
垫环和芯块套在芯杆上，芯杆的一端与上冲头不接触；
芯杆的另一端通过垫块与下冲头接触；下冲头为T型结构，冲杆从下方插入阴模的内部；
芯杆包括杆部和底部凸台，杆部一端与底部凸台固定连接，另一端为半球状。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述阴模采用双层结构中空圆柱体结构，包含外圈和内圈；
在300MPa～500MPa压力下将内圈压入到外圈中，整体配合保证过盈配合；加工后的阴模保证内圈与外圈上下平面平齐。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述外圈采用Cr12MoV合金钢制成。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述内圈采用硬质合金制成。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述内圈淬火硬度HRA大于86，内圈内壁进行抛光处理，粗糙度小于0.1μm。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述阴模的内圈内壁的上下距离两端7mm处有0.01的锥度。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述外圈内径与内圈外径相同，上冲头的冲杆和下冲头的冲杆的外径相同，上冲头和下冲头的冲尖外径比冲杆外径大1mm。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述上冲头冲尖与下冲头冲尖外径与垫环外径以及芯杆底部凸台外径相同，且直径比阴模的内圈小0.02mm。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述上冲头冲尖和下冲头冲尖采用硬质合金，硬度在HRC62～64之间。
一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，所述垫环中心孔直径比芯杆芯锥外径大0.02mm。
本发明的有益效果在于：
通过本发明的模具，可进行薄壁LiAlO2陶瓷芯块的成型，其尺寸满足设计要求，且由于下冲头和芯杆采用分体设计，减小芯块脱模行程，提高了陶瓷芯块的成品率。
模具采用双层结构，外圈采用Cr12MoV合金钢制成，内圈采用硬质合金制成，通过这样的设计，进一步提高了阴模内壁的光洁度，减少脱模的摩擦力，起到进一步保护生坯的作用。
上下冲头均为分体式设计，核心部位为芯杆和套环部分，使用这种组合方式，可以通过调整芯杆和套环的尺寸即可完成对生坯尺寸的微调，减少了工艺调试阶段对模具数量上的的需求。同时便于更换受损部件
使用分体式设计，芯杆和套环部分受阴模限制更加明显，有利于避免因模具装配不当造成的生坯受力不均或模具抱死情况的发生。
由于陶瓷芯块生坯脆弱，采用这种分体式设计，在脱模过程中，可以提前将芯杆部分取出，避免因阴模与下冲头的突然接触对生坯造成伤害。
由于陶瓷芯块生坯脆弱，采用这种分体式设计，在脱模过程中，芯块上方有垫环进行保护约束，进一步提高了芯块的成品率。
附图说明
图1为本发明的分体模具组合图；
图2为本发明的阴模示意图。
图3为本发明的上冲头示意图。
图4为本发明的下冲头示意图。
图5为本发明的垫环示意图。
图6为本发明的芯杆示意图。
图中：1、阴模；2、上冲头；3、下冲头；4、垫环；5、芯杆；6、芯块；7、阴模外圈；8、阴模内圈。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-6所示，本发明一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其中图1为薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具组合图，图2-图6分别为阴模1、上冲头2、下冲头3、垫环4、垫块和芯杆5示意图。
上冲头2为T型结构，冲杆从上方插入阴模1的内部，与垫环4相连，垫环4下部为芯块5，垫环4的尺寸与芯杆5相配合，起到对芯块7的压制成型作用。垫环4和芯块6套在芯杆5上，芯杆5的一端与上冲头2不接触。芯杆5的另一端通过垫块与下冲头3接触；下冲头3为T型结构，冲杆从下方插入阴模1的内部。
芯杆5包括杆部和底部凸台，杆部一端与底部凸台固定连接，另一端为半球状。
阴模1采用双层结构中空圆柱体结构，包含外圈7和内圈8；外圈7采用Cr12MoV合金钢制成，内圈8采用硬质合金制成，在300MPa～500MPa压力下将内圈8压入到外圈7中，整体配合保证过盈配合；加工后的阴模保证内圈8与外圈7上下平面平齐；内圈8淬火硬度HRA大于86，内圈8内壁进行抛光处理，粗糙度小于0.1μm；
阴模1的内圈8内壁的上下距离两端7mm处有0.01的锥度，以利于脱模。
外圈7内径与内圈8外径相同，上冲头2的冲杆和下冲头3的冲杆的外径相同，上冲头2和下冲头3的冲尖外径比冲杆外径大1mm。
上冲头2冲尖与下冲头3冲尖外径与垫环4外径以及芯杆5底部凸台外径相同，且直径比阴模1的内圈8小0.02mm，以利于脱模；上冲头2冲尖和下冲头3冲尖采用硬质合金，硬度在HRC62～64之间。
垫环4中心孔直径比芯杆5芯锥外径大0.02mm。

Claims (9)

1.一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，包括阴模、上冲头、下冲头、垫环、垫块和芯杆；
其特征在于：所述上冲头为T型结构，冲杆从上方插入阴模的内部，与垫环相连，垫环下部为芯块，垫环的尺寸与芯杆相配合，起到对芯块的压制成型作用；
垫环和芯块套在芯杆上，芯杆的一端与上冲头不接触；
芯杆的另一端通过垫块与下冲头接触；下冲头为T型结构，冲杆从下方插入阴模的内部；
芯杆包括杆部和底部凸台，杆部一端与底部凸台固定连接，另一端为半球状；
所述阴模采用双层结构中空圆柱体结构，包含外圈和内圈；
在300MPa～500MPa压力下将内圈压入到外圈中，整体配合保证过盈配合；加工后的阴模保证内圈与外圈上下平面平齐。
2.如权利要求1所述的一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其特征在于：所述外圈采用Cr12MoV合金钢制成。
3.如权利要求1所述的一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其特征在于：所述内圈采用硬质合金制成。
4.如权利要求3所述的一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其特征在于：所述内圈淬火硬度HRA大于86，内圈内壁进行抛光处理，粗糙度小于0.1μm。
5.如权利要求1所述的一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其特征在于：所述阴模的内圈内壁的上下距离两端7mm处有0.01的锥度。
6.如权利要求1所述的一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其特征在于：所述外圈内径与内圈外径相同，上冲头的冲杆和下冲头的冲杆的外径相同，上冲头和下冲头的冲尖外径比冲杆外径大1mm。
7.如权利要求1所述的一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其特征在于：所述上冲头冲尖与下冲头冲尖外径与垫环外径以及芯杆底部凸台外径相同，且直径比阴模的内圈小0.02mm。
8.如权利要求1所述的一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其特征在于：所述上冲头冲尖和下冲头冲尖采用硬质合金，硬度在HRC62～64之间。
9.如权利要求1所述的一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，其特征在于：所述垫环中心孔直径比芯杆芯锥外径大0.02mm。
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