CN209812654U - 一种新型碳素坩埚成型模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型碳素坩埚成型模具，它包括由上部柱体和下部柱体构成的上模具以及具有圆桶状模腔的下模具，该下部柱体的外径小于下模具的内径，其特征是，所述上部柱体的下表面设置有对中钢圈；所述对中钢圈的外圈直径小于下模具的内径，其内圈直径大于下部柱体的外径，且其与上模具和下模具同轴心；还包括设置在下模具内的内腔垫圈；所述内腔垫圈的内圈直径大于下部柱体的外径，其外圈直径小于下模具的内径，其上部沿圆周具有与对中钢圈相适配的对中凹槽。本实用新型结构简单，应用方便，效果好，可以有效提高坩埚压制过程中坩埚壁内部的体积密度，极大提高坩埚的品质。
Description
技术领域
本实用新型属于碳素制品成型模具技术领域，涉及一种新型碳素坩埚成型模具，特别适用于大规格石墨坩埚或匣钵的热压或冷压生坯成型。
背景技术
目前，现有的石墨化负极材料行业中，坩埚作为一个粉体高温石墨化容器，其消耗量非常大。附图10中示出了现有坩埚成型模具的结构示意图，其包括由上部柱体11和下部柱体12构成的上模具1以及呈圆桶状内腔的下模具2，下部柱体12的外径小于下模具2的内径，应用时，将坩埚原料4放入下模具2的内腔里，将上模具1的下部柱体12向下压入下模具2的内腔，上、下模具同轴心，即可压制出如图11所示的坩埚生坯。但在坩埚制作过程中，尤其是通过压制成型的方式生产坩埚时，坩埚的成品率以及各项性能指标难易达到预期，易出现次品，其中影响坩埚寿命的主要参数是生坯的体积密度。由于圆形(或者方形) 坩埚有个壁厚(60mm左右)，模压成型后，壁的内部容易出现松软现象，导致外壁的体积密度比壁内部高。而外部一层硬壁后期是要用机床车掉的，留下的密度更低，体积密度是衡量坩埚最重要的一个指标，它的高低直接影响坩埚的使用寿命。
实用新型内容
为解决上述背景技术中坩埚压制成型后壁内部的体积密度低的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型碳素坩埚成型模具，可以有效提高坩埚压制过程中坩埚壁内部的体积密度，极大提高坩埚的品质。
本实用新型解决技术问题的技术方案如下：
本实用新型一种新型碳素坩埚成型模具，它包括由上部柱体和下部柱体构成的上模具以及具有圆桶状模腔的下模具，该下部柱体的外径小于下模具的内径，其特点是，所述上部柱体的下表面设置有对中钢圈；所述对中钢圈的外圈直径小于下模具的内径，其内圈直径大于下部柱体的外径，且其与上模具和下模具同轴心；还包括设置在下模具内的内腔垫圈；所述内腔垫圈的内圈直径大于下部柱体的外径，其外圈直径小于下模具的内径，其上部沿圆周具有与对中钢圈相适配的对中凹槽。
作为技术方案的进一步改进，所述对中钢圈的内圈与下部柱体外侧的间距和该对中钢圈的外圈与下模具内侧的间距相等。
作为技术方案的进一步改进，所述对中钢圈的截面呈等腰梯形状，其短边朝外。
作为技术方案的进一步改进，所述对中钢圈的腰与其短边延长线所成角度为40°～50°。
作为技术方案的进一步改进，所述的对中钢圈与上部柱体一体成型或者可拆卸式连接。
作为技术方案的进一步改进，所述对中凹槽的内边沿与内腔垫圈内圈的间距和该对中凹槽的外边沿与内腔垫圈外圈的间距相等。
作为技术方案的进一步改进，所述内腔垫圈的底部圆周边沿设置有倒角。
应用本实用新型时，将坩埚原料填充到下模具的模腔内，然后将内腔垫圈人工放置到模腔内坩埚原料的上方，工人无需刻意去放置，只需丢入即可，带对中凹槽的一面朝上，另一面接触到坩埚原料，然后上模具下降压制，下部柱体压入下模具的模腔内，下压过程中，固定在上模具的对中钢圈接触内腔垫圈的对中凹槽后，由于内腔垫圈的对中凹槽和对中钢圈是同轴心，而且对中凹槽与对中钢圈相适配，均呈倒立的等腰梯形状，对中凹槽有锥度，所以在压制过程中内腔垫圈在对中钢圈的作用下，被强制往模具中心移动，当上、下模具合模时，即完成坩埚生坯的压制。压制后的坩埚生坯因为有内腔垫圈进一步向下压制坩埚原料，可使得压制后的坩埚内壁的体积密度提高。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型结构新颖，设计合理，操作方便，效果好；
2、本实用新型通过使用对中钢圈及与之相适配的内腔垫圈，在坩埚生坯压制过程中，显著提高压制成型的坩埚内壁的体积密度，提升坩埚质量；
3、本实用新型中对中钢圈可以与上模具可拆卸式连接，方便对现有坩埚成型模具进行改造，也可以是在模具制造时，铸造为一体。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型中对中钢圈的平面结构示意图；
图3是图2中B－B向剖视示意图；
图4是图3中II处放大示意图；
图5是本实用新型中内腔垫圈的结构示意图；
图6是本实用新型中内腔垫圈的立体结构示意图；
图7是本实用新型中内腔垫圈的另一视角立体结构示意图；
图8是图5中A－A向剖视示意图；
图9是图8中I处放大示意图；
图10是现有坩埚成型模具的结构示意图；
图11是现有坩埚成型模具压制成型的坩埚生坯示意图；
图12是本实用新型压制成型的坩埚生坯示意图；
图中：1.上模具、11.上部柱体、12.下部柱体、13.对中钢圈、2.下模具、 3.内腔垫圈、31、对中凹槽、4.坩埚原料。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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。本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
如图1至图9所示，本实用新型一种新型碳素坩埚成型模具，它包括由上部柱体11和下部柱体12构成的上模具1以及具有圆桶状模腔的下模具2，该下部柱体12的外径小于下模具2的内径，所述上部柱体11的下表面设置有对中钢圈13；所述对中钢圈13的外圈直径小于下模具2的内径，其内圈直径大于下部柱体12的外径，且其与上模具1和下模具2同轴心；还包括设置在下模具2 模腔内的内腔垫圈3；所述内腔垫圈3的内圈直径大于下部柱体12的外径，其外圈直径小于下模具2的内径，其上部沿圆周具有与对中钢圈13相适配的对中凹槽31。应用时，将坩埚原料4填充到下模具2的模腔内，然后将内腔垫圈3 人工放置到模腔内坩埚原料4的上方，工人无需刻意去放置，只需丢入即可，带对中凹槽的一面朝上，另一面接触到坩埚原料，然后上模具2下降压制，下部柱体12穿过内腔垫圈3的内圈并压入下模具2的模腔内，下压过程中，固定在上模具1的对中钢圈13接触内腔垫圈3的对中凹槽31后，由于内腔垫圈3 的对中凹槽31和对中钢圈13是同轴心并且相适配，所以在压制过程中内腔垫圈3在对中钢圈13的作用下，被强制往模具中心移动，当上、下模具1、2合模时，即完成坩埚生坯的压制，压制成型的坩埚生坯示意图如图12所示，其口部带有由内腔垫圈形成的一定深度的凹槽。压制后的坩埚生坯因为有内腔垫圈3 进一步向下压制坩埚原料，可使得压制后的坩埚内壁的体积密度提高。
本实施例中，为进一步提升压制成型的坩埚生坯的品质，将所述对中钢圈 13的内圈与下部柱体12外侧的间距和该对中钢圈13的外圈与下模具2内侧的间距设置为相等关系，使得上模具1下降压制过程中，压制更为均匀。
本实施例中，为便于所述对中钢圈13与内腔垫圈3在坩埚生坯压制成型过程中的对中，所述对中钢圈13的截面可以设置为呈等腰梯形状，其短边朝外，即倒立的等腰梯形状，或者设置为圆弧状等其它相关形状，所述的内腔垫圈3 的对中凹槽31的形状也作相应调整与之相适配，更便于对中并进一步提升压制成型的坩埚的质量。
本实施例中，所述对中钢圈13的截面设置为呈等腰梯形状时，其腰与其短边延长线所成角度一般为40°～50°，优选45°，对中效果更优，压制效果更好。
本实施例中，为便于对现有坩埚成型模具进行改进，所述的对中钢圈13与上部柱体11之间可以采用可拆卸式连接方式，一般通过若干螺丝钉将对中钢圈 13安装至上部柱体11的下表面，改造方便，费用低；对于后期新的模具的制作，可采用上模具1与对中钢圈13一体铸造成型的方式。
本实施例中，为进一步提高坩埚生坯的压制品质，可以将所述对中凹槽31 的内边沿与内腔垫圈3内圈的间距和该对中凹槽31的外边沿与内腔垫圈3外圈的间距设置为相等关系，这样使得压制成型后的坩埚生坯口部凹槽两侧的宽度相等，压制更为均匀。
本实施例中，为进一步提升坩埚生坯的压制效果，所述内腔垫圈3的底部圆周边沿可以设置有倒角，倒角可以为圆形倒角或者类似斜边倒角。
Claims (7)
1.一种新型碳素坩埚成型模具，它包括由上部柱体(11)和下部柱体(12)构成的上模具(1)以及具有圆桶状模腔的下模具(2)，该下部柱体(12)的外径小于下模具(2)的内径，其特征是，所述上部柱体(11)的下表面设置有对中钢圈(13)；所述对中钢圈(13)的外圈直径小于下模具(2)的内径，其内圈直径大于下部柱体(12)的外径，且其与上模具(1)和下模具(2)同轴心；还包括设置在下模具(2)内的内腔垫圈(3)；所述内腔垫圈(3)的内圈直径大于下部柱体(12)的外径，其外圈直径小于下模具(2)的内径，其上部沿圆周具有与对中钢圈(13)相适配的对中凹槽(31)。
2.根据权利要求1所述的一种新型碳素坩埚成型模具，其特征是，所述对中钢圈(13)的内圈与下部柱体(12)外侧的间距和该对中钢圈(13)的外圈与下模具(2)内侧的间距相等。
3.根据权利要求1所述的一种新型碳素坩埚成型模具，其特征是，所述对中钢圈(13)的截面呈等腰梯形状，其短边朝外。
4.根据权利要求3所述的一种新型碳素坩埚成型模具，其特征是，所述对中钢圈(13)的腰与其短边延长线所成角度为40°～50°。
5.根据权利要求1－4任一项所述的一种新型碳素坩埚成型模具，其特征是，所述的对中钢圈(13)与上部柱体(11)一体成型或者可拆卸式连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型碳素坩埚成型模具，其特征是，所述对中凹槽(31)的内边沿与内腔垫圈(3)内圈的间距和该对中凹槽(31)的外边沿与内腔垫圈(3)外圈的间距相等。
7.根据权利要求1所述的一种新型碳素坩埚成型模具，其特征是，所述内腔垫圈(3)的底部圆周边沿设置有倒角。
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