CN117655327A - 薄壁框体产品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及薄壁框体产品的制备方法，通过将圆形烧结坯置于整形模具中进行整形压制，利用整形压制过程中材料的流动填充与薄壁框体相适配的模腔，然后将整形坯体从整形模具中脱出即可。该方法简单、快捷，可得到形状完好、无裂纹、无变形的薄壁框体产品。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，特别是涉及薄壁框体产品的制备方法。
背景技术
传统的薄壁框体产品的制备方法，通常是在成形阶段就采用具有相应形状腔体的成形模具直接将粉末成形，然后进行烧结整形，得到薄壁框体产品。但由于该产品框体壁薄，粉末容易填充不均匀，且制备过程中容易开裂、变形，产品的合格率较低。
发明内容
基于此，有必要提供一种新的薄壁框体的制备方法，该方法制备的薄壁框体形状完好、无裂纹、变形问题，可有效提高产品的合格率。
一种壁薄框体产品的制备方法，包括以下步骤：
提供圆形烧结坯；
提供整形模具，所述整形模具包括上模、下模和阴模，合模后，所述上模和下模围合在所述阴模内形成整形模腔，所述整形模腔包括相互连通的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述烧结坯相适配，所述第二部分与所述薄壁框体相适配；
将所述烧结坯置于所述整形模腔的第一部分，合模加热至目标温度后整形压制，至所述第二部分充型完成后，将整形坯体从所述整形模具中脱出，得到薄壁框体产品。
在其中一个实施例中，所述整形模腔的腔壁之间采用圆角过渡，所述圆角的圆弧半径为2mm～5mm。
在其中一个实施例中，所述整形模腔设有脱模斜角，所述脱模斜角的度数为1.5°～3°。
在其中一个实施例中，所述下模设有与所述第二部分连通的通孔，所述通孔内设有柱塞。
在其中一个实施例中，所述柱塞与所述通孔孔壁的单边距离为0.1mm～0.3mm。
在其中一个实施例中，将整形坯体从所述整形模具中脱出的步骤具体为：将所述下模和整形坯体从所述阴模中整体脱出后，通过推动柱塞在通孔内轴向移动顶出所述整形坯体即可。
在其中一个实施例中，所述目标温度为530℃～580℃。
在其中一个实施例中，所述整形压制分两次进行，第一次整形压制的压强为160MPa～220MPa，保压15～25秒后泄压，进行第二次整形压制，所述第二次整形压制的压强为160MPa～220MPa，保压时间为15～25秒。
在其中一个实施例中，将整形坯体从所述整形模具中脱出后，还包括对所述整形坯体进行机械加工的步骤。
在其中一个实施例中，所述圆形烧结坯由以下方法获得：
提供陶瓷增强铝基复合材料原料粉末；
将所述原料粉末混合均匀后压制成圆形坯体；
将所述坯体烧结后，得到圆形烧结坯。
上述薄壁框体产品的制备方法，通过将圆形烧结坯置于整形模具中进行整形压制，利用整形压制过程中材料的流动填充与薄壁框体相适配的模腔(即本申请中的第二部分)，然后将整形坯体从整形模具中脱出，即可得到形状完好、无裂纹、无变形的薄壁框体产品。
附图说明
图1为一实施方式的整形模具的剖切示意图；
图2为实施例1中烧结坯示意图；
图3为实施例1中整形坯体示意图；
图4为实施例1中薄壁框体产品示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式的薄壁框体产品的制备方法，包括以下步骤S110～S130：
S110、提供圆形烧结坯。
在本实施方式中，圆形烧结坯由以下方法制备：
提供陶瓷增强铝基复合材料原料粉末；
将上述原料粉末混合均匀后压制成圆形坯体；
将上述坯体烧结后，得到圆形烧结坯。
需要说明的是，烧结坯设计成具有一定厚度的圆形坯，相较于具有棱角形状的方形坯，可以避免坯体在成形过程中因棱角应力集中导致的开裂。
S120、提供整形模具。
在本实施方式中，整形模具如图1所示，包括上模110、下模120和阴模130。合模后，上模110和下模120围合在阴模130内形成整形模腔200。该整形模腔200包括相互连通的第一部分210和第二部分220。其中第一部分210与烧结坯相适配，第二部分220与薄壁框体相适配。
进一步的，整形模腔200的腔壁之间采用圆角过渡，以便于整形压制过程中材料能顺利流动，减小材料流动过程中受到的剪切作用，避免裂纹的产生。
在本实施方式中，圆角的圆弧半径为2mm～5mm。
进一步的，整形模腔200还设有脱模斜角，以便于顺利地将整形坯体从整形模具中脱出。
在本实施方式中，脱模斜角的度数为1.5°～3°。
在本实施方式中，下模120还设有与第二部分220连通的通孔122，通孔122内设有柱塞(图未示)。
进一步的，柱塞与通孔122孔壁的单边距离为0.1mm～0.3mm，一方面以利于排气，减小整形压制过程中对材料流动的阻力，另一方面以便于后续通过推动柱塞在通孔122内轴向移动即可顶出整形坯体。
S130、将烧结坯置于上述整形模腔200的第一部分210，合模加热至目标温度后整形压制，至第二部分220充型完成后，将整形坯体从整形模具中脱出，得到薄壁框体产品。
在本实施方式中，目标温度为530℃～580℃。
整形压制分两次进行。第一次整形压制的压强为160MPa～220MPa，保压15～25秒后泄压，进行第二次整形压制，第二次整形压制的压强为160MPa～220MPa，保压时间为15～25秒。
由于薄壁框体产品的框体壁较薄，直接脱出，容易发生开裂等问题，因此，在本实施方式中，可以在将下模120和整形坯体从阴模130中整体脱出后，通过推动柱塞在通孔122内轴向移动，即可顶出整形坯体，实现整形坯体的良好脱模。
将烧结坯置于整形模腔200的第一部分210，先合模加热至目标温度，再整形压制，可以保证材料充分流动至第二部分220，实现薄壁框体的良好成形。
可以理解，若整形坯体还不是产品的最终形态，则还可以将整形坯体从整形模具中脱出后，对整形坯体进行机械加工，以最终得到产品。
上述方法简单、快捷，可实现薄壁框体产品的良好成形，有效提高合格率。
本申请的制备方法适用于框体壁厚为8mm～15mm、框体高度不高于120mm的薄壁框体产品的制备。
以下为具体实施例。
实施例1
采用如步骤S110～S130的方法制备薄壁框体产品。框体成品厚度10mm，框体高度95mm。
通过将陶瓷增强铝基复合材料原料粉末先压制成圆形坯体，然后烧结得到如图2所示的烧结坯。再将烧结坯与整形模具组合加热至550℃后进行整形压制，其中柱塞与孔壁之间的单边距离设计为0.18mm，下模第一次压制，180MPa保压20s后泄压，第二次压制210MPa保压20s，脱模后得到如图3所示的整形坯体，然后经过机械加工，得到如图4所示的充型完整、无变形、无开裂的薄壁框体产品。
对比例1
采用如步骤S110～S130的方法制备薄壁框体产品。框体成品厚度10mm，框体高度95mm。采用实施例1所述参数进行试制，唯一区别是将整形模具温度设置为500℃，最终薄壁框体未能充型完全。
对比例2
采用如步骤S110～S130的方法制备薄壁框体产品。框体成品厚度10mm，框体高度95mm。采用实施例1所述参数进行试制，唯一区别是柱塞与孔壁之间的单边距离设计为0.05mm，整形后，薄壁框体顶部部分位置未能充型。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供圆形烧结坯；
提供整形模具，所述整形模具包括上模、下模和阴模，合模后，所述上模和下模围合在所述阴模内形成整形模腔，所述整形模腔包括相互连通的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述烧结坯相适配，所述第二部分与所述薄壁框体相适配；
将所述烧结坯置于所述整形模腔的第一部分，合模加热至目标温度后整形压制，至所述第二部分充型完成后，将整形坯体从所述整形模具中脱出，得到薄壁框体产品。
2.根据权利要求1所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，所述整形模腔的腔壁之间采用圆角过渡，所述圆角的圆弧半径为2mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，所述整形模腔设有脱模斜角，所述脱模斜角的度数为1.5°～3°。
4.根据权利要求1所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，所述下模设有与所述第二部分连通的通孔，所述通孔内设有柱塞。
5.根据权利要求4所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，所述柱塞与所述通孔孔壁的单边距离为0.1mm～0.3mm。
6.根据权利要求4所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，将整形坯体从所述整形模具中脱出的步骤具体为：将所述下模和整形坯体从所述阴模中整体脱出后，通过推动柱塞在通孔内轴向移动顶出所述整形坯体即可。
7.根据权利要求1～6任一项所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，所述目标温度为530℃～580℃。
8.根据权利要求1～6任一项所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，所述整形压制分两次进行，第一次整形压制的压强为160MPa～220MPa，保压15～25秒后泄压，进行第二次整形压制，所述第二次整形压制的压强为160MPa～220MPa，保压时间为15～25秒。
9.根据权利要求1～6任一项所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，将整形坯体从所述整形模具中脱出后，还包括对所述整形坯体进行机械加工的步骤。
10.根据权利要求1～6任一项所述的薄壁框体产品的制备方法，其特征在于，所述圆形烧结坯由以下方法制备：
提供陶瓷增强铝基复合材料原料粉末；
将所述原料粉末混合均匀后压制成圆形坯体；
将所述坯体烧结后，得到圆形烧结坯。
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