CN209681159U - 一种真空热压炉用石墨模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种真空热压炉用石墨模具，所述模具包括上压头、模芯、内衬套、外衬套、垫片、外模、下压头、底座，模芯、内衬套、外衬套、外模依次嵌套，上压头、垫片、下压头自上而下夹于内衬套和外衬套之间，热压时，外模与底座卡紧，将热压产品压于上压头与下压头之间并由垫片分隔，通过模芯挤入内衬套中以定型，从而通过上下压头压紧热压产品成型，通过该模具可以热压成型空心异型材料，有效降低成本。

Description

一种真空热压炉用石墨模具

技术领域

本实用新型涉及真空热压成型应用技术领域，特别是涉及一种用于热压空心异型材料的石墨模具的设计领域。

背景技术

真空热压炉主要由炉体、热压模具、加热系统、保温及测温系统、真空系统、充气系统、水冷系统、控制系统、液压系统等组成。真空热压炉为周期作业式，广泛应用于硬质合金、功能陶瓷、粉末冶金、PVD靶材、热电材料、光电材料等在高温、高真空(或保护气氛)条件下进行热压烧结处理，如应用于透明陶瓷、工业陶瓷等金属以及由难熔金属组成的合金材料的真空烧结以及陶瓷材料碳化硅及氮化硅的高温烧结。也可用于粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其机械性能。

目前生产型企业成熟的热压成型的产品外形通常是规则的圆形或方形实心体，配套的石墨模具设计比较简单，一般包括上下压头、外模、垫片、衬套。如果需要热压异型产品一般是先用常规模具热压圆形或方形实心体，后道再经过复杂的加工成型工序，制作效率较低、能耗高、原材料浪费较大，个别特殊的异型产品因为材料特性等原因可能很难生产。

实用新型内容

本实用新型提出一种真空热压炉用石墨模具，通过该模具可以热压成型常见的空心异型产品。相对于部分异型材料用传统方法(热压后再经厚道加工成型)和模具能做的产品，本实用新型能有效降低成本、缩短生产周期。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型提出一种真空热压炉用石墨模具，所述模具包括上压头、模芯、内衬套、外衬套、垫片、外模、下压头、底座，所述模具构造为可用于热压成型空心异型材料。

本实用新型实施例的特征还在于，所述模芯构造为空心桶状，所述模芯的高度与所述外模的高度一致，所述模芯外径与所述内衬套内径一致。

本实用新型实施例的特征还在于，所述模芯的配合锥度为0-10°。

本实用新型实施例的特征还在于，所述模芯的高度方向开有一条通槽，所述通槽的槽宽为0.01-10mm。

本实用新型实施例的特征还在于，所述内衬套构造为圆周方向多瓣式组合。

本实用新型实施例的特征还在于，所述内衬套由2-10瓣组成，所述内衬套高度与所述外模高度一致，所述内衬套内部与所述模芯配合，所述内衬套外部与所述上压头、垫片、下压头配合。

本实用新型实施例的特征还在于，所述外衬套构造为圆周方向多瓣式组合。

本实用新型实施例的特征还在于，所述外衬套由2-10瓣组成，所述外衬套高度与所述外模一致，所述外衬套外部与所述外模配合，所述外衬套内部与所述上压头、垫片、下压头配合。

本实用新型实施例的特征还在于，所述垫片的厚度为1-100mm，所述垫片的内外部分别与所述内衬套和外衬套配合，所述外模内部与外衬套配合。

本实用新型实施例的特征还在于，所述模具内部构件间的配合间隙为0.01-2mm。

本实用新型石墨模具具有高温强度高、抗热震性好、导热性高、石墨颗粒度微米级的特性，适用于热压成型各种特种陶瓷、靶材、硬质合金、热电光电等材料，通过其特定的形状构造可以热压成型空心异型材料，解决了业内热压异型产品的脱模困难、热压产品裂纹、外模开裂、热压成品制作工序长、原材料浪费、后期加工成本高等诸多问题和困难。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型石墨模具整体组装结构示意图；

图2为本实用新型石墨模具上压头结构示意图；

图3为本实用新型石墨模具模芯结构示意图；

图4为本实用新型石墨模具内衬套结构示意图；

图5为本实用新型石墨模具外衬套结构示意图；

图6为本实用新型石墨模具垫片结构示意图；

图7为本实用新型石墨模具外模结构示意图；

图8为本实用新型石墨模具下压头结构示意图；

图9为本实用新型石墨模具底座结构示意图。

图中：1-上压头、2-模芯、3-内衬套、4-外衬套、5-垫片、6-热压产品、7-外模、8-下压头、9-底座、10-上压头内轮廓、11-上压头截面、12-上压头外轮廓、13-模芯内孔、14-模芯外径、15-通槽、16-内衬套内轮廓、17-内衬套外轮廓、18-外衬套内轮廓、19-外衬套外轮廓、20-垫片截面、21-垫片内轮廓、22-垫片外轮廓、23-外模外径、24-外模内轮廓、25-外模下端、26-下压头内轮廓、27-下压头截面、28-下压头外轮廓、29-底座外径、30-底座上端、31-底座下端

具体实施方式

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。

如图1所示，本实施例用于热压一种圆环形合金靶材，该石墨模具包括上压头1、模芯2、内衬套3、外衬套4、垫片5、外模7、下压头8、底座9。外模7套在外衬套4外，内衬套3在外衬套4内，内衬套3和外衬套4之间自上而下设有上压头1、垫片5和下压头8，热压产品6压于上压头1与下压头8之间并由垫片5分隔。模芯2在内衬套3内并设有锥度，外模7、外衬套4、内衬套3、上压头1、垫片5、下压头8和模芯2一起置于底座9之上，由外模7外轮廓下端的凹槽和底座9外轮廓上端的凸台卡嵌配合。热压时，外模7与底座9卡紧，将热压产品6压于上压头1与下压头8之间并由垫片5分隔，通过具有锥度的模芯2挤入内衬套3中以定型，从而通过上下压头压紧热压产品成型。具体的，如图2-9所示：

上压头截面11尺寸较优地选择为D219*d151mm，高度优选为170mm。上压头外轮廓12与外衬套内轮廓18配合间隙优选为0.3mm，上压头内轮廓10与内衬套外轮廓17配合间隙优选为0.3mm。上压头上端11热压炉炉体的过渡压头台阶咬合定位。

模芯2构造为空心桶状，模芯2高度优选为240mm，模芯外径14优选为115mm，模芯2与内衬套3配合锥度优选为3°，模芯内孔13直径优选为25mm，模芯2的高度方向开一条通槽15，通槽15宽度优选为6mm。

内衬套3构造为圆周方向四瓣式组合，内衬套3高度为240mm，内衬套内轮廓16与模芯2配合，内衬套外轮廓17与上压头1、垫片5、下压头8配合，配合间隙优选为0.3mm。

外衬套4构造为圆周方向四瓣式组合，外衬套4高度为240mm，外衬套外轮廓19与外模7配合，外衬套内轮廓18与上压头1、垫片5、下压头8配合，配合间隙优选为0.3mm。

垫片截面20尺寸较优地选择为D219*d151mm，厚度优选为10mm。垫片外轮廓22与外衬套内轮廓18配合间隙优选为0.3mm，垫片内轮廓21与内衬套外轮廓17配合间隙优选为0.3mm。

外模外径23优选为400mm，外模高度优选为240mm，外模内径较大的一端优选为242mm，外模内轮廓24与外衬套4配合，外模下端25与底座9的定位方式优选为台阶咬合，外模7的台阶深20mm、宽20mm。

下压头截面27尺寸较优地选择为D219*d151mm，下压头高度优选为60mm。下压头外轮廓28与外衬套内轮廓18配合间隙优选为0.3mm，下压头内轮廓26与内衬套外轮廓17配合间隙优选为0.3mm。

底座外径29优选为400mm，底座高度优选为60mm，底座上端30与外模7的定位方式优选为台阶咬合，底座下端31与热压炉炉体的定位方式优选为平面贴合，外沿伸出热压炉底部承载台30mm。

模具装配后的规格为D400*410mm，热压的环形靶材尺寸为D200*d150*20mm，热压压力约为40MPa，温度1300℃。

本套模具采用高强等静压石墨，尺寸及结构适用于真空热压炉设备有效加热空间、定位方式、配合要求、热压产品尺寸特性、热压工艺等设计，外模选材设计充分考虑了强度和经济性，模具结构可一次成型双片环形靶材。经验证，该模具拆装方便，使用稳定，热压出的靶材满足性能要求，平均每片环形靶材的制作周期比传统方式缩短约40％，原料消耗缩减约70％，并且有效降低了后道的加工费用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述模具包括上压头(1)、模芯(2)、内衬套(3)、外衬套(4)、垫片(5)、外模(7)、下压头(8)、底座(9)，所述模芯(2)、内衬套(3)、外衬套(4)、外模(7)由内而外依次嵌套，所述上压头(1)、垫片(5)、下压头(8)自上而下夹于内衬套(3)和外衬套(4)之间，所述模具构造为可用于热压成型空心异型材料。

2.如权利要求1所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述模芯(2)构造为空心桶状，所述模芯(2)的高度与所述外模(7)的高度一致，所述模芯(2)外径与所述内衬套(3)内径一致。

3.如权利要求2所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述模芯(2)的配合锥度为0-10°。

4.如权利要求2所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述模芯(2)的高度方向开有一条通槽(15)，所述通槽(15)的槽宽为0.01-10mm。

5.如权利要求1所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述内衬套(3)构造为圆周方向多瓣式组合。

6.如权利要求5所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述内衬套(3)由2-10瓣组成，所述内衬套(3)高度与所述外模(7)高度一致，所述内衬套(3)内部与所述模芯(2)配合，所述内衬套(3)外部与所述上压头(1)、垫片(5)、下压头(8)配合。

7.如权利要求1所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述外衬套(4)构造为圆周方向多瓣式组合。

8.如权利要求7所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述外衬套(4)由2-10瓣组成，所述外衬套(4)高度与所述外模(7)一致，所述外衬套(4)外部与所述外模(7)配合，所述外衬套(4)内部与所述上压头(1)、垫片(5)、下压头(8)配合。

9.如权利要求1所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述垫片(5)的厚度为1-100mm，所述垫片(5)的内外部分别与所述内衬套(3)和外衬套(4)配合，所述外模(7)内部与外衬套(4)配合。

10.如权利要求1-9任一项所述的真空热压炉用石墨模具，其特征在于：所述模具内部构件间的配合间隙为0.01-2mm。