CN204276909U - 一种超大钨坩埚生产用组合模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于生产超大规格钨坩埚的组合模具，包括内钢模、软膜，还包括柱面上均布透液孔的外钢套、法兰盘、密封盘以及均布通孔的管板；软膜的一端的承接法兰与内钢模的法兰凸缘台相重合，另一端承接法兰上依次设置有密封盘、管板；软膜外设置有外钢套，其两端分别置于法兰盘圆槽中；法兰盘、软膜的一端的承接法兰、密封盘以及管板，另一法兰盘、软膜的另一端承接法兰以及内钢模的法兰凸缘台，分别通过螺栓连接紧固；内钢模、软膜与密封盘之间形成容纳钨粉的型腔；本实用新型彻底解决了液压成型中的浸液及其对钨坩埚尺寸的限制问题，保证了压制成功率，同时提高了压坯形貌质量和实收率，降低了生产难度和强度，提高生产效率。

Description

一种超大钨坩埚生产用组合模具

技术领域

本实用新型涉及一种用于超大规格钨坩埚生产的组合模具，特别适用于直径大于400mm超大钨坩埚的等静压成型生产。

背景技术

钨坩埚主要用于蓝宝石单晶生长容器，由于蓝宝石单晶体积越大利用率就越高，因此大尺寸钨坩埚市场需求日益迫切。目前国内大规模投入市场的钨坩埚直径尺寸一般在400mm以下，一般将直径400mm以上的钨坩埚定义为超大钨坩埚，但由于超大钨坩埚的生产一般采用等静压成型技术，受压制密封紧固技术的困扰，浸水（油）导致压制成功率很低，目前国内鲜有厂家能生产直径超过400mm的带底钨坩埚，即使强行生产，由于压制成功率低，生产成本急骤升高导致市场价格很高，使得单晶炉生产厂家望而却步。

钨坩埚要保证压制的成功，除了原料粉末压制性能要好外，其模具起到了至关重要的作用。国内生产钨坩埚的厂家一般采用钢模、套环、软模的组合，密封采用铁丝或卡箍紧固，这种传统的紧固方法对于直径较小的钨坩埚基本可以满足要求，但当直径接近甚至超过400mm的超大钨坩埚来说，由于铁丝或卡箍的紧固力有限，在等静压机200MPa左右的压力下，套环、软塞变形或铁丝未箍好极易造成压坯浸水（油）导致压制失败，压制成功率很低。

传统密封技术靠人力扎紧软模端口，劳动强度大、效果差；装粉过程中人工找正模具以防止压坯偏心，操作难度大、容易出现偏差；传统上端盖软塞靠卡嵌入软模内密封，由于模具内外压强差产生阻力，导致装、卸上端盖非常困难，这些均导致生产效率低下。同时现有模具靠活动外壳控制压坯外壁，软模无固定支撑限位，钨粉添加过程中软模弹性位移挤压外壳偏离轴线甚至变形，导致压坯形貌不规整，壁厚不均匀，加工余量大，严重时导致压坯尺寸超差报废，实收率低。

发明内容

本实用新型提供了一种用于生产超大规格钨坩埚的组合模具，能彻底解决等静压成型中的压制浸水（油）的问题，从而保证压制成功率，解决了密封浸水对钨坩埚尺寸的限制，同时提高压坯形貌质量，提高实收率，并且降低生产难度和强度，提高生产效率。

本实用新型的超大钨坩埚生产用组合模具，包括内钢模、软模，它还包括柱面上均布若干透液孔的外钢套、2个法兰盘、密封盘以及均布若干通孔的管板；内钢模一端设计有法兰凸缘台，软模为“][”形且两端分别设有自带承接法兰；软模的一端的承接法兰与内钢模的法兰凸缘台相重合，另一端承接法兰上依次设置有密封盘、管板；软模外设置有外钢套，外钢套两端分别置于2个法兰盘的圆槽中；法兰盘、软模的一端的承接法兰、密封盘以及管板通过若干螺栓连接紧固；另一法兰盘、软模的另一端承接法兰以及内钢模的法兰凸缘台通过若干螺栓连接紧固；内钢模、软模与密封盘之间形成容纳钨粉的型腔。

所述“][”形软模筒体与两端的自带承接法兰一体成形。

所述软模的厚度最好为3～10mm，密封盘的厚度为3～10mm。

所述软模和密封盘的材质为橡胶，内钢模材质为不锈钢。

为减轻模具重量，所述内钢模内部掏空，呈筒形。

为省去了装填钨粉过程中防止偏心的找正操作，节约时间，降低操作难度，所述外钢套两端分别与圆槽间隙配合。

本实用新型中内钢模、软模与密封盘之间形成容纳钨粉的型腔，外钢套具有较好的刚性，径向限位软模、轴向支撑软模和密封盘等组件，侧壁均匀分布着透液孔，使得液压过程中压力直接作用在软模上、进而传递到粉末物料上，液体压力同时还通过管板上的通孔、密封盘传递到粉末物料上，粉末物料受到压力均匀且不会脏化。

本实用新型的有益效果在于：通过法兰来承接、用螺栓紧固，实现了原来软环、软塞和铁丝紧固的功能，确保了密封的效果，保证压制生产成功率，并且可采用电动扳手紧固，降低操作难度和强度，提高生产效率，同时解决了密封浸水对钨坩埚尺寸的限制；通过法兰盘对软模的固定，达到了原来采用金属模台限位软模的作用；密封盘和钢制管板组合形成上密封组件达到原来软塞或钢塞的密封效果，传统密封软塞卡嵌入软模密封，且为保证强度具有很大的自重，使用过程中由于工作腔体内外压强差装卸困难，此密封组件相对软模完全开放，降低了操作强度和难度，提高了生产效率；法兰盘上设置圆槽，限位外钢套，省去了装填钨粉过程中防止偏心的找正操作，节约了时间，降低了操作难度，提高了生产效率，并且外钢套包裹软模整个筒体，工作过程中起到限位、塑形作用，压坯整体外壁光滑，外观规整，大大减小毛坯加工余量，提高了实收率。

附图说明

图1是本实用新型的超大钨坩埚生产用组合模具结构示意图。

图中：1.法兰盘，1a.圆槽，2.外钢套，2a. 透液孔，3.软模，3a.软模承接法兰（3a），4.内钢模，4a. 法兰凸缘台（4a）， 5（5′）.螺栓，6.密封盘，7.管板，8.型腔。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的超大钨坩埚生产用组合模具，包括内钢模4、软模3，还包括柱面上均布若干透液孔2a的外钢套2、2个法兰盘1、密封盘6以及均布若干通孔的管板7。内钢模4一端设计有法兰凸缘台4a，软模3为“][”形且两端分别设有自带承接法兰3a，其筒体3b与两端的自带承接法兰3a一体成形；软模3的一端的承接法兰3a与内钢模4的法兰凸缘台4a相重合，另一端承接法兰3a上依次设置有密封盘6、管板7；软模3外设置有外钢套2，外钢套2两端分别置于2个法兰盘1的圆槽1a中、间隙配合进行限位。法兰盘1、软模3的一端的承接法兰3a、密封盘6以及管板7通过若干螺栓5连接紧固，如图上部所示；另一法兰盘1、软模3的另一端承接法兰3a以及内钢模4的法兰凸缘台4a通过若干螺栓5′连接紧固，如图中下部所示；这样，内钢模4、软模3与密封盘6之间形成容纳钨粉的型腔8。

软模3和密封盘6的材质为橡胶，厚度为3～10mm。内钢模4材质为不锈钢，为减轻模具重量，其内部掏空，呈筒形。

模具装配过程：将软模3套在内钢模4上，垫上下面一个法兰盘1，装上外钢套2并卡嵌入法兰盘1的圆槽1a内，软模3、内钢模4和法兰盘1用螺栓5′、电动扳手连接紧固；在软模3、内钢模4和法兰盘1初步形成的空腔中装填钨粉后，垫上上面的另一个法兰盘1，装上密封盘6和管板7，并用螺栓5紧固，内钢模4、软模3与密封盘6之间最终形成容纳钨粉的型腔。

本实用新型由于通过法兰来承接、用螺栓紧固，实现了原来软环、胶塞和铁丝紧固的功能，确保密封的效果，保证压制生产成功率，降低操作难度和强度，提高生产效率，同时解决了密封浸水对钨坩埚尺寸的限制；通过法兰盘对软模的固定，达到了原来采用金属模台限位软模的作用；橡胶圆盘和钢制管板组合形成上密封组件达到原来胶塞或钢塞的密封效果，解决了传统密封塞卡由于工作腔体内外压强差装卸的困难，此密封组件相对软模完全开放，降低了操作强度和难度，提高了生产效率；法兰盘上设置圆槽限位外钢套，省去了装填钨粉过程中防止偏心的找正操作，节约了时间，降低了操作难度，提高了生产效率，并且外钢套包裹软模整个筒体，工作过程中起到限位、塑形作用，压坯整体外壁光滑，外观规整，壁厚均匀，大大减小毛坯加工余量，提高了实收率。

Claims (6)

1.一种超大钨坩埚生产用组合模具，包括内钢模（4）、软模（3），其特征在于，它还包括柱面上均布若干透液孔（2a）的外钢套（2）、2个法兰盘（1）、密封盘（6）以及均布若干通孔的管板（7）；所述内钢模（4）一端设计有法兰凸缘台（4a），所述软模（3）为“][”形且两端分别设有自带承接法兰（3a）；所述软模（3）的一端的承接法兰（3a）与内钢模（4）的法兰凸缘台（4a）相重合，另一端承接法兰（3a）上依次设置有密封盘（6）、管板（7）；所述软模（3）外设置有外钢套(2)，外钢套（2）两端分别置于2个法兰盘（1）的圆槽（1a）中；所述法兰盘（1）、软模（3）的一端的承接法兰（3a）、密封盘（6）以及管板（7）通过若干螺栓（5）连接紧固；所述另一法兰盘（1）、软模（3）的另一端承接法兰（3a）以及内钢模（4）的法兰凸缘台（4a）通过若干螺栓（5′）连接紧固；所述内钢模（4）、软模（3）与密封盘（6）之间形成容纳钨粉的型腔（8）。

2.根据权利要求1所述的超大钨坩埚生产用组合模具，其特征在于：所述“][”形软模（3）筒体（3b）与两端的自带承接法兰（3a）一体成形。

3.根据权利要求1所述的超大钨坩埚生产用组合模具，其特征在于：所述软模（3）的厚度为3～10mm，所述密封盘（6）的厚度为3～10mm。

4.根据权利要求1所述的超大钨坩埚生产用组合模具，其特征在于：所述软模（3）和密封盘（6）的材质为橡胶，所述内钢模（4）材质为不锈钢。

5.根据权利要求1所述的超大钨坩埚生产用组合模具，其特征在于：所述内钢模（4）呈筒形。

6.根据权利要求1所述的超大钨坩埚生产用组合模具，其特征在于：所述外钢套（2）两端分别与圆槽（1a）间隙配合。