CN114888287B - 一种用于高强β钛合金加工的压坯设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高强β钛合金加工的压坯设备及其使用方法，包括底板，所述底板的一侧设置有框架，且框架的内侧连接有支撑板，所述支撑板底部连接有两个支撑杆，且支撑杆底端与底板连接，所述支撑板上方设置有罐体，且罐体顶端设置有顶板，所述支撑板顶部开设有密封槽，所述罐体底端插入支撑板开设的密封槽内部，所述支撑板与顶板之间设置有多个电动伸缩杆，所述电动伸缩杆一端与支撑板连接。本发明设置有通过启动电动伸缩杆，分离支撑板与罐体，再转动螺纹杆，使封盖组件携带模具组件以及金属压坯从模具套壳内移出，再将金属压坯与模具组件分离，以便于金属压坯的取出，避免影响高强β钛合金的加工效率。

Description

一种用于高强β钛合金加工的压坯设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及高强β钛合金加工技术领域，具体为一种用于高强β钛合金加工的压坯设备及其使用方法。

背景技术

钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属，钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高，近年来，钛合金因具有强度高、耐蚀性好和生物相容性较好的特点，在航空航天领域以及生物医学植入领域具有广泛应用，而高强β钛合金具有优异的冷成型和冷加工性能，而且经过时效处理的β钛合金生成硬脆的ω相，具有更高的强度，更低的弹性模量以及优异的耐蚀性能。

传统高强β钛合金的压坯加工通常采用冷等静压机，通过将用于加工成高强β钛合金的粉末原料置于弹性模具内，再将模具固定在冷等静压机的高压容器内进行加工制成金属压坯，但冷等静压机在制成金属压坯后不易取料，难以将金属压坯脱模并取出，可能会影响高强β钛合金的加工效率，而且金属压坯脱模后，可能会损坏模具未能有效利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高强β钛合金加工的压坯设备及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于高强β钛合金加工的压坯设备，包括底板，所述底板的一侧设置有框架，且框架的内侧连接有支撑板，所述支撑板底部连接有两个支撑杆，且支撑杆底端与底板连接，所述支撑板上方设置有罐体，且罐体顶端设置有顶板，所述支撑板顶部开设有密封槽，所述罐体底端插入支撑板开设的密封槽内部，所述支撑板与顶板之间设置有多个电动伸缩杆，所述电动伸缩杆一端与支撑板连接，所述电动伸缩杆另一端与顶板连接，所述罐体内部设置有模具套壳，且模具套壳顶部两侧均转动连接有螺纹杆，两个所述螺纹杆上螺纹连接有封盖组件，所述模具套壳内部设置有模具组件。

进一步的，所述封盖组件包括盖板、密封塞和卡块，两个所述螺纹杆上螺纹连接有盖板，且盖板的一侧面设置有密封塞，所述密封塞的两侧均设置有卡块。

进一步的，所述模具组件包括模具底板、模具侧板、弹簧槽、弹簧和卡槽，所述模具套壳内部设置有模具底板，且模具底板的四周均设置有模具侧板，所述模具底板与每个模具侧板之间均设置有两对弹簧槽，且弹簧槽内部均设置有弹簧，所述弹簧的一端与模具底板连接，所述弹簧的另一端与模具侧板连接，相对的两个所述模具侧板内侧均开设有卡槽。

进一步的，所述顶板上嵌接有导管，且导管的一端与罐体内部相通。

进一步的，所述电动伸缩杆设置的数量为4个，所述电动伸缩杆均匀分布在罐体四周。

进一步的，所述模具套壳底部四周均设置有固定杆，所述固定杆的一端与模具套壳连接，所述固定杆的另一端与支撑板连接，所述模具套壳、封盖组件以及模具组件均为橡胶或树脂材料制成。

进一步的，所述螺纹杆表面设置有外螺纹，所述盖板两侧均开设有螺纹孔，且螺纹孔内设置有与螺纹杆外螺纹相适配的内螺纹，所述盖板通过螺纹孔与螺纹杆构成螺纹连接。

进一步的，所述卡块与模具侧板开设的卡槽尺寸配合设置，两个所述卡块均插入模具侧板开设的卡槽内部。

进一步的，所述模具底板与模具侧板的四边均设置有斜形缺口，且斜形缺口的坡度为45度。

一种用于高强β钛合金加工的压坯设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤（A）、准备阶段，首先启动电动伸缩杆，使电动伸缩杆推动顶板上移，顶板携带罐体移动，将罐体底端从密封槽内部移出并逐渐远离支撑板，直至罐体不再覆罩模具套壳后停止电动伸缩杆，再转动螺纹杆，使封盖组件沿着螺纹杆移动，将封盖组件与模具套壳分离，再将封盖组件与模具组件分离，最后将模具组件置于模具套壳内部；

步骤（B）、填料阶段，将用于加工成高强β钛合金的粉末原料置于模具组件内部，压实并铺平粉末原料；

步骤（C）、密封阶段，通过转动螺纹杆，使封盖组件沿着螺纹杆移动，将封盖组件逐渐靠近模具套壳，直至封盖组件与模具套壳接触后停止转动螺纹杆，再按动盖板，使盖板底部的密封塞嵌入模具组件内，密封塞两侧的卡块嵌入卡槽内部，密封模具组件内的粉末原料，再启动电动伸缩杆，使电动伸缩杆拉动顶板下移，顶板携带罐体移动，将罐体底端插入密封槽内部后停止电动伸缩杆，以密封罐体；

步骤（D）、加工阶段，通过导管向罐体内部通入施压介质，对粉末原料进行冷等静压处理，制得金属压坯；

步骤（E）、取料阶段，通过启动电动伸缩杆，将罐体上移，直至罐体不再覆罩模具套壳后停止电动伸缩杆，再转动螺纹杆，使封盖组件沿着螺纹杆移动，封盖组件携带模具组件以及金属压坯一同从模具套壳内部移出，再揭开附着在金属压坯四周的模具侧板，并分离金属压坯与模具底板，以取出金属压坯；

步骤（F）、重复加工阶段，将与金属压坯分离的模具组件合并，再将其置于模具套壳内，重复步骤（B）-步骤（E），以重复加工金属压坯。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明设置有封盖组件和模具组件，通过启动电动伸缩杆，分离支撑板与罐体，再转动螺纹杆，使封盖组件携带模具组件以及金属压坯从模具套壳内移出，再将金属压坯与模具组件分离，以便于金属压坯的取出，避免影响高强β钛合金的加工效率；

2、本发明设置有模具组件，该模具组件由四个模具侧板与一个模具底板组合而成，通过揭开附着在金属压坯表面的模具侧板，再分离模具底板与金属压坯，可以将金属压坯完整取出，而不损坏模具组件使其能够有效利用。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明罐体的正视剖面结构示意图；

图3为本发明模具套壳密封状态的正视剖面结构示意图；

图4为本发明模具套壳开启状态的正视剖面结构示意图；

图5为本发明模具套壳与封盖组件连接的立体结构示意图；

图6为本发明模具组件的立体结构示意图；

图7为本发明图3中A处放大结构示意图。

图中：1、底板；2、框架；3、支撑板；4、支撑杆；5、容器；6、顶板；7、密封槽；8、电动伸缩杆；9、模具套壳；10、螺纹杆；11、盖板；12、密封塞；13、卡块；14、模具底板；15、模具侧板；16、弹簧槽；17、弹簧；18、卡槽；19、导管；20、固定杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种用于高强β钛合金加工的压坯设备，包括底板1，底板1的一侧设置有框架2，且框架2的内侧连接有支撑板3，支撑板3底部连接有两个支撑杆4，且支撑杆4底端与底板1连接，支撑板3上方设置有罐体5，且罐体5顶端设置有顶板6，支撑板3顶部开设有密封槽7，罐体5底端插入支撑板3开设的密封槽7内部，支撑板3与顶板6之间设置有多个电动伸缩杆8，电动伸缩杆8一端与支撑板3连接，电动伸缩杆8另一端与顶板6连接，罐体5内部设置有模具套壳9，且模具套壳9顶部两侧均转动连接有螺纹杆10，两个螺纹杆10上螺纹连接有封盖组件，模具套壳9内部设置有模具组件。

具体的，封盖组件包括盖板11、密封塞12和卡块13，两个螺纹杆10上螺纹连接有盖板11，且盖板11的一侧面设置有密封塞12，密封塞12的两侧均设置有卡块13。

具体的，模具组件包括模具底板14、模具侧板15、弹簧槽16、弹簧17和卡槽18，模具套壳9内部设置有模具底板14，且模具底板14的四周均设置有模具侧板15，模具底板14与每个模具侧板15之间均设置有两对弹簧槽16，且弹簧槽16内部均设置有弹簧17，弹簧17的一端与模具底板14连接，弹簧17的另一端与模具侧板15连接，相对的两个模具侧板15内侧均开设有卡槽18。

具体的，顶板6上嵌接有导管19，且导管19的一端与罐体5内部相通，通过导管19能够向罐体5内部通入施压介质。

具体的，电动伸缩杆8设置的数量为4个，电动伸缩杆8均匀分布在罐体5四周。

具体的，模具套壳9底部四周均设置有固定杆20，固定杆20的一端与模具套壳9连接，固定杆20的另一端与支撑板3连接，模具套壳9、封盖组件以及模具组件均为橡胶或树脂材料制成。

具体的，螺纹杆10表面设置有外螺纹，盖板11两侧均开设有螺纹孔，且螺纹孔内设置有与螺纹杆10外螺纹相适配的内螺纹，盖板11通过螺纹孔与螺纹杆10构成螺纹连接，使得螺纹杆10在转动时，盖板11能够沿着螺纹杆10移动。

具体的，卡块13与模具侧板15开设的卡槽18尺寸配合设置，使得卡块13能够嵌入卡槽18内部不留间隙，两个卡块13均插入模具侧板15开设的卡槽18内部。

具体的，模具底板14与模具侧板15的四边均设置有斜形缺口，且斜形缺口的坡度为45度，使得模具底板14与四个模具侧板15拼合时能够形成直角构成相互垂直。

一种用于高强β钛合金加工的压坯设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤（A）、准备阶段，首先启动电动伸缩杆8，使电动伸缩杆8推动顶板6上移，顶板6携带罐体5移动，将罐体5底端从密封槽7内部移出并逐渐远离支撑板3，直至罐体5不再覆罩模具套壳9后停止电动伸缩杆8，再转动螺纹杆10，使封盖组件沿着螺纹杆10移动，将封盖组件与模具套壳9分离，再将封盖组件与模具组件分离，最后将模具组件置于模具套壳9内部；

步骤（B）、填料阶段，将用于加工成高强β钛合金的粉末原料置于模具组件内部，压实并铺平粉末原料；

步骤（C）、密封阶段，通过转动螺纹杆10，使封盖组件沿着螺纹杆10移动，将封盖组件逐渐靠近模具套壳9，直至封盖组件与模具套壳9接触后停止转动螺纹杆10，再按动盖板11，使盖板11底部的密封塞12嵌入模具组件内，密封塞12两侧的卡块13嵌入卡槽18内部，密封模具组件内的粉末原料，再启动电动伸缩杆8，使电动伸缩杆8拉动顶板6下移，顶板6携带罐体5移动，将罐体5底端插入密封槽7内部后停止电动伸缩杆8，以密封罐体5；

步骤（D）、加工阶段，通过导管19向罐体5内部通入施压介质，对粉末原料进行冷等静压处理，制得金属压坯；

步骤（E）、取料阶段，通过启动电动伸缩杆8，将罐体5上移，直至罐体5不再覆罩模具套壳9后停止电动伸缩杆8，再转动螺纹杆10，使封盖组件沿着螺纹杆10移动，封盖组件携带模具组件以及金属压坯一同从模具套壳9内部移出，再揭开附着在金属压坯四周的模具侧板15，并分离金属压坯与模具底板14，以取出金属压坯；

步骤（F）、重复加工阶段，将与金属压坯分离的模具组件合并，再将其置于模具套壳9内，重复步骤（B）-步骤（E），以重复加工金属压坯。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于高强β钛合金加工的压坯设备，包括底板（1），其特征在于：所述底板（1）的一侧设置有框架（2），且框架（2）的内侧连接有支撑板（3），所述支撑板（3）底部连接有两个支撑杆（4），且支撑杆（4）底端与底板（1）连接，所述支撑板（3）上方设置有罐体（5），且罐体（5）顶端设置有顶板（6），所述支撑板（3）顶部开设有密封槽（7），所述罐体（5）底端插入支撑板（3）开设的密封槽（7）内部，所述支撑板（3）与顶板（6）之间设置有多个电动伸缩杆（8），所述电动伸缩杆（8）一端与支撑板（3）连接，所述电动伸缩杆（8）另一端与顶板（6）连接，所述罐体（5）内部设置有模具套壳（9），且模具套壳（9）顶部两侧均转动连接有螺纹杆（10），两个所述螺纹杆（10）上螺纹连接有封盖组件，所述模具套壳（9）内部设置有装载高强β钛合金粉末原料的模具组件；

所述顶板（6）上嵌接有导管（19），且导管（19）的一端与罐体（5）内部相通，通过导管（19）向罐体（5）内部通入施压介质，对粉末原料进行冷等静压处理，制得金属压坯；

所述封盖组件包括盖板（11）、密封塞（12）和卡块（13），两个所述螺纹杆（10）上螺纹连接有盖板（11），且盖板（11）的一侧面设置有密封塞（12），所述密封塞（12）的两侧均设置有卡块（13）；

所述模具组件包括模具底板（14）、模具侧板（15）、弹簧槽（16）、弹簧（17）和卡槽（18），所述模具套壳（9）内部设置有模具底板（14），且模具底板（14）的四周均设置有模具侧板（15），所述模具底板（14）与每个模具侧板（15）之间均设置有两对弹簧槽（16），且弹簧槽（16）内部均设置有弹簧（17），所述弹簧（17）的一端与模具底板（14）连接，所述弹簧（17）的另一端与模具侧板（15）连接，相对的两个所述模具侧板（15）内侧均开设有卡槽（18），并且所述卡块（13）与模具侧板（15）开设的卡槽（18）尺寸配合设置，使得两个卡块（13）均插入模具侧板（15）开设的卡槽（18）内部。

2.根据权利要求1所述的一种用于高强β钛合金加工的压坯设备，其特征在于：所述电动伸缩杆（8）设置的数量为4个，所述电动伸缩杆（8）均匀分布在罐体（5）四周。

3.根据权利要求2所述的一种用于高强β钛合金加工的压坯设备，其特征在于：所述模具套壳（9）底部四周均设置有固定杆（20），所述固定杆（20）的一端与模具套壳（9）连接，所述固定杆（20）的另一端与支撑板（3）连接，所述模具套壳（9）、封盖组件以及模具组件均为橡胶或树脂材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种用于高强β钛合金加工的压坯设备，其特征在于：所述螺纹杆（10）表面设置有外螺纹，所述盖板（11）两侧均开设有螺纹孔，且螺纹孔内设置有与螺纹杆（10）外螺纹相适配的内螺纹，所述盖板（11）通过螺纹孔与螺纹杆（10）构成螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于高强β钛合金加工的压坯设备，其特征在于：所述模具底板（14）与模具侧板（15）的四边均设置有斜形缺口，且斜形缺口的坡度为45度。

6.基于权利要求5所述的一种用于高强β钛合金加工的压坯设备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（A）、准备阶段，首先启动电动伸缩杆（8），使电动伸缩杆（8）推动顶板（6）上移，顶板（6）携带罐体（5）移动，将罐体（5）底端从密封槽（7）内部移出并逐渐远离支撑板（3），直至罐体（5）不再覆罩模具套壳（9）后停止电动伸缩杆（8），再转动螺纹杆（10），使封盖组件沿着螺纹杆（10）移动，将封盖组件与模具套壳（9）分离，再将封盖组件与模具组件分离，最后将模具组件置于模具套壳（9）内部；

步骤（B）、填料阶段，将用于加工成高强β钛合金的粉末原料置于模具组件内部，压实并铺平粉末原料；

步骤（C）、密封阶段，通过转动螺纹杆（10），使封盖组件沿着螺纹杆（10）移动，将封盖组件逐渐靠近模具套壳（9），直至封盖组件与模具套壳（9）接触后停止转动螺纹杆（10），再按动盖板（11），使盖板（11）底部的密封塞（12）嵌入模具组件内，密封塞（12）两侧的卡块（13）嵌入卡槽（18）内部，密封模具组件内的粉末原料，再启动电动伸缩杆（8），使电动伸缩杆（8）拉动顶板（6）下移，顶板（6）携带罐体（5）移动，将罐体（5）底端插入密封槽（7）内部后停止电动伸缩杆（8），以密封罐体（5）；

步骤（D）、加工阶段，通过导管（19）向罐体（5）内部通入施压介质，对粉末原料进行冷等静压处理，制得金属压坯；

步骤（E）、取料阶段，通过启动电动伸缩杆（8），将罐体（5）上移，直至罐体（5）不再覆罩模具套壳（9）后停止电动伸缩杆（8），再转动螺纹杆（10），使封盖组件沿着螺纹杆（10）移动，封盖组件携带模具组件以及金属压坯一同从模具套壳（9）内部移出，再揭开附着在金属压坯四周的模具侧板（15），并分离金属压坯与模具底板（14），以取出金属压坯；

步骤（F）、重复加工阶段，将与金属压坯分离的模具组件合并，再将其置于模具套壳（9）内，重复步骤（B）-步骤（E），以重复加工金属压坯。