CN210100259U - 一种等静压模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种等静压模具，包括用于合模的上模和下模，所述上模/下模具有放置粉体的容腔，所述容腔的内部设置有能够与外部连通的通道，工作时所述等静压模具外部的压力介质能够进入所述通道中。本实用新型的等静压模具，解决了管筒状坯体内外壁密度不均匀的问题，降低了烧结体出现裂纹的概率，便于坯体尺寸一次成型，减少后续坯体的加工步骤，提高了生产效率。

Description

一种等静压模具

技术领域

本实用新型属于模具技术领域，具体涉及一种等静压模具。

背景技术

等静压技术是一种利用密闭高压容器内制品在各方向均等的超高压压力状态下成型的技术，主要应用于粉末冶金的粉体成型，在陶瓷铸造等领域具有广泛的应用。按照成型和固结时的温度高低，等静压技术分为冷等静压、温等静压、热等静压三种不同类型。冷等静压是在常温下，以液体为压力介质，用于粉体材料成型，为进一步烧结、煅造或热等静压工序提供坯体。冷等静压又分为湿式和干式两种。湿式冷等静压是将粉体包封在模具内，密封后放入高压容器内，直接打入液体压力介质，使之和液体压力介质相接触，利用液体压力介质的不可压缩和均匀传递压力的性质从各个方向对粉体进行均匀加压，使粉体受压成型为致密的坯体。

现有的湿式冷等静压模具通常由聚氨酯或橡胶材料制成，模具本身具有较大的厚度，由于在压制过程中液体压力介质从模具外部的四周向中心进行压制，容易造成加压不均匀，因此做出的坯体尺寸较难控制，难以做到尺寸一次成型，导致后序坯体加工的工作量增加；此外，由于部分湿式冷等静压模具中管或筒状坯体芯部有钢芯支撑，钢芯导致模具内部基本不收缩，从而使制作出的坯体内外密度不均匀，烧结出的产品内圈经常出现裂纹，需要采用车削加工的方法切掉内圈的一部分坯体，从而导致工艺复杂，生产流程长，增加了制作成本且不利于控制产品品质。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种等静压模具，所述模具便于坯体尺寸一次成型，从而可降低坯体后续加工的工作量，提高生产效率。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

一种等静压模具，包括用于合模的上模和下模，所述上模/下模具有放置粉体的容腔，所述容腔的内部设置有能够与外部连通的通道，工作时所述等静压模具外部的压力介质能够进入所述通道中。

优选的，所述下模具有所述容腔，所述下模包括下模体和支柱，所述下模体包括侧面和底面，所述支柱设于所述下模体内部并处于下模体的底面上，所述下模体与所述支柱之间的空间构成所述容腔，所述通道设于所述支柱的内部，所述上模包括上模体，所述上模体包括侧面和顶面，所述下模体的底面上设有开口，所述开口与所述通道连通，和/或，所述上模体的顶面上开有与所述通道的位置对应的穿孔，所述穿孔与所述通道连通。

优选的，所述通道沿支柱的长度方向贯通所述支柱。

优选的，所述支柱设于所述下模体的中部，所述通道处于所述容腔的中部。

优选的，所述上模体的顶面内壁上设有第一凹槽和第二凹槽，

所述第一凹槽的位置与所述下模体的侧面对应，所述下模体的侧面的顶部能够卡设在所述第一凹槽内；

所述第二凹槽的位置与所述支柱对应，所述支柱的顶部能够卡设在所述第二凹槽内。

优选的，所述下模体的底面越过所述下模体的侧面向外延伸的部分形成第一凸台；所述上模体的侧面底端沿水平方向向其外侧延伸，从而形成第二凸台，所述上模和所述下模合模时所述第二凸台能够叠合在所述第一凸台上；所述下模体的侧面与所述第一凸台的连接处在所述下模外部形成外角，所述上模体的侧面与所述第二凸台的连接处在所述上模内部形成内角，所述外角和所述内角均为圆弧状，且所述内角与所述外角相适配。

优选的，所述等静压模具还包括密封圈，所述上模和所述下模合模时所述密封圈位于所述第一凸台和所述第二凸台之间。

优选的，所述上模体的侧面与所述下模体的侧面的厚度之和与所述支柱的壁厚相等。

优选的，所述等静压模具还包括钢芯，所述钢芯能够处于所述通道内，用于检测支柱是否偏离所述下模的中心位置。

优选的，所述下模和所述上模由有机硅改性聚氨酯模具胶制成；所述等静压模具还包括支撑杆，所述支撑杆设于所述下模体、所述上模体和所述支柱的内部。

本实用新型等静压模具，解决了管筒状坯体内外壁密度不均匀的问题，减少了坯体后续加工的工作量，缩短了生产周期，降低了陶瓷坯体等静压过程的生产成本，既提高了生产效率又保证了坯体合格率。具体来说，其有益效果如下：

(1)改变了传统等静压模具工作过程中由四周向中心单向压制的工作模式，由于下模的容腔内部设置有通道，工作时所述等静压模具外部的压力介质能够进入所述通道，使得压力介质在施压是由四周向中心同时中心向四周而形成的双向压制，而不是仅仅从模具外部的四周向中心进行施压，从而解决了管筒状坯体内外壁密度不均匀的问题，极大的降低了烧结体出现裂纹的概率，便于坯体的尺寸一次成型，可减少后续坯体加工的工作量；

(2)通过上模和下模进行套装组合，并且上模的顶面内壁上设有定位槽，即第一凹槽和第二凹槽，其分别对应下模体的侧面和支柱，这样在装配过程中就可以通过定位槽来确定模具是否装配到位，从而优化了开装模具的方式，降低了开模难度，减少了传统的撬开盖板的开模方式对模具的损害；

(3)由于外角和内角均为圆弧状且相适配，同时第一凸台和第二凸台之间还设有密封圈，这样就极大的降低了压制过程中模具内进水的概率，提高了压制坯体环节的成型率，减少了原料浪费；

(4)由于该等静压模具具有钢芯，在每次压制完成后可通过在支柱中插入钢芯来检验支柱是否偏离所述下模的中心位置，从而能够得知容腔内所形成的坯体是否偏离中心位置，进而可了解压制的效果；

(5)为防止压制过程中出现较严重的变形，通过在下模体、上模体和支柱内部设置支撑杆，从而可以保护所述等静压模具。

附图说明

图1为本实用新型实施例中等静压模具的下模的结构主视图；

图2为图1中下模的俯视图；

图3为本实用新型实施例中等静压模具的上模的结构主视图；

图4为图3中上模的俯视图。

图中：1-通道；2-下模体；3-支柱；4-底面；5-容腔；6-第一凹槽；7-第二凹槽；8-密封圈；9-开口；10-上模体；11-穿孔；12-第一凸台；13-第二凸台；14-外角；15-内角。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的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。

针对现有技术中等静压模具所制成的管筒状坯体存在的内外壁密度不均匀的问题，本实用新型提供一种等静压模具，能够解决上述问题，所述等静压模具包括用于合模的上模和下模，

所述上模/下模具有放置粉体的容腔，

所述容腔的内部设置有能够与外部连通的通道，工作时所述等静压模具外部的压力介质能够进入所述通道中。

实施例1：

一种等静压模具，包括用于合模的上模和下模，上模/下模具有放置粉体的容腔5，容腔5的内部设置有能够与外部连通的通道1，工作时所述等静压模具外部的压力介质能够进入通道1中；其中，容腔5可以设置在上模内，当粉料填充至上模的容腔5后，通过下模将上模密封，可以完成上模和下模的合模；同样的，容腔5也能设置在下模内，将粉料填充在下模的容腔后，通过上模与下模的合模，再进行模具的压制。

由于容腔5的设置，本实施例中的等静压模具能够实现四周向中心同时中心向四周双向压制，可以解决等静压模具中管筒状坯体内外壁密度不均匀的问题，便于坯体尺寸的一次成型，减少坯体后续加工的工作量；此外，由于上模和下模进行套装而合模，能够代替传统的橡胶盖板和撬开盖板的开模方式，不仅提高了等静压模具的密封性，同时也降低了开模难度，减少了开模过程对等静压模具的损害。

实施例2：

一种等静压模具，包括用于合模的上模和下模，其中，本实施例中，下模具有放置粉体的容腔5，容腔5的内部设置有通道1，工作时等静压模具外部的压力介质能够进入通道1中。

如图1、图2所示，本实施例中，下模包括下模体2和支柱3，下模体2包括侧面和底面4，支柱3设于下模体2内部并处于下模体2的底面4上，下模体2与支柱3之间的空间构成容腔5，容腔5内可以用于填充陶瓷粉料，当外部的压力介质(液体，液体可以是水、油等中的任意一种或者其组合物)对合模后的模具压制完成后就能在容腔5内形成坯体；通道1设于支柱3的内部，下模体2的底面4上设有开口9，开口9与通道1连通，并构成通道1的入口，压力介质可以通过开口9进入至通道1中，进而可实现等静压模具四周向中心同时中心向四周的双向压制。

在一些优选的方案中，上模体10的顶面上开有与通道1的位置对应的穿孔11，其中穿孔11与通道1连通；在具体应用中，可以将通道1沿支柱3的长度方向贯通支柱3，即通道1具有两个进液口，分别是通道的上端端口和下端端口，其中通道1的下端端口在下模体的底面上，即构成下模体的开口9，通道1的上端端口在支柱3的顶面上，穿孔11的位置与通道1的上端端口的位置对应。

这样，当将模具放置在压力介质(液体)中，压力介质可以从通道1的上端端口和下端端口分别进入至通道1中，便于实现等静压模具四周向中心同时中心向四周双向压制。

优选的，支柱3设于下模体2的中部，通道1处于容腔的中部，且通道1的中心线与下模的中心线重合。

优选的，如图3、图4所示，上模包括上模体10，上模体10的顶面内壁上设有第一凹槽6和第二凹槽7，上模体10的顶面内壁上设有第一凹槽6和第二凹槽7，第一凹槽6在上模体上的位置与下模体2的侧面对应，下模体2的侧面的顶部能够卡设在第一凹槽6内；第二凹槽7在上模体上的位置与支柱3对应，支柱3的顶部能够卡设在第二凹槽7内。在工作过程中，模具同时受到外部和内部(四周以及中心)的液压的作用而压缩，第一凹槽6与下模体2的侧面的嵌合处，以及第二凹槽7与支柱3的嵌合处也都受到液压作用向模具内的坯体方向收缩，进而保证在压制坯体的过程中模具内部的密封要求；为了使上述两个嵌合处起到更好的密封作用，第一凹槽6和第二凹槽7的深浅程度可以根据模具的厚度来确定，当模具的压壁厚较大时，由于所压制坯体收缩也会较大，就需制定较深的第一凹槽6和第二凹槽7，反之则设置为较浅的第一凹槽6和第二凹槽7。

优选的，下模体2的底面4越过下模体2的侧面向外延伸的部分形成第一凸台12；上模体10的侧面底端向其外侧沿水平方向延伸，从而形成第二凸台13，当上模和下模合模时，第二凸台13能够叠合在第一凸台12上；下模体2的侧面与第一凸台12的连接处在下模外部形成外角14，上模体10的侧面与第二凸台13的连接处在上模内部形成内角15，外角14和内角15均为圆弧状，避免尖锐棱角对上模和下模的刮伤损害，且内角15与外角14相适配，进一步确保等静压模具内部的密封。

优选的，等静压模具还包括密封圈8，在上模和下模合模时，密封圈8位于第一凸台12和第二凸台13之间，密封圈8可以进一步加强模具压制过程中密封效果。

优选的，密封圈8位于第一凸台12上，可以减少密封圈8的套装步骤，缩短等静压模具的套装时间。

优选的，上模体10的侧面与下模体2的侧面的厚度之和与支柱3的壁厚相等，使得陶瓷粉料在压制过程中受力更均匀。

优选的，本实施例中的等静压模具还包括钢芯，钢芯能够处于通道1内，用于检测支柱3是否偏离下模的中心位置。在压制工作前，将钢芯插入下模的通道1中，用于支撑下模，保证模具中心不发生偏移，且容腔5的四周装料均匀，有利于压制完成后坯体成型；在压制工作结束后，将钢芯依次插入上模的开口和下模的通道1中，可以检测支柱3是否偏离中心位置。

本实施例中，下模和上模由有机硅改性聚氨酯模具胶制成；其中，有机硅改性聚氨酯模具胶的厚度为5～15mm；具体的，有机硅改性聚氨酯模具胶的厚度根据压制坯体的大小和收缩大小确定；通常情况下，坯体的体积范围为0.001cm³-0.2m³，收缩范围为10％-25％，因此，有机硅改性聚氨酯模具胶常选用耐压P≥200Mpa、拉伸强度为20～40Mpa，同时压缩变形可以达到40～50％的有机硅改性聚氨酯模具胶。

本实施例中的等静压模具还可包括支撑杆，支撑杆设于下模体2、上模体10和支柱3的内部，支撑杆采用硬度较高的弹性体制成，弹性体的邵氏硬度大于95A。

优选的，等静压模具中的通道1的直径为10～100mm，钢芯与所述通道1的直径相同；通道1的直径根据模具的尺寸决定的，由于模具的体积范围为0.01-0.3m³，因此，通道的直径选用10～100mm。

具体的，将钢芯插入下模的通道1中，钢芯用于陶瓷粉料填充过程中对下模的支撑作用；然后将粉料加入至下模的空腔5中，并震动填实，震动频率为20-100Hz，震动时间为20-30min，然后将上模由上至下套至下模上，调整上模和下模之间的位置，并通过上模顶面内壁上的第一凹槽6和第二凹槽7确定上、下模装配是否到位，在确保上、下模装配到位后，通过卡扣或其他固定件将上模的第一凸台12和下模的第二凸台13固定在一起，作为优选，还可在第一凸台12和第二凸台13之间设置密封圈8进行密封，防止模具压制过程中模具浸入液体损害陶瓷粉料，其中，密封圈8的大小和形状根据模具中第一凸台12和第二凸台13之间的形状和大小确定，然后将装配完成后的模具放入液体中，接下来，在液压为200MPa的条件下，压制工作进行时长为5-10min，压制结束后取出模具，再次将钢芯插入穿孔11和通道1中，确保模具内壁未偏离中心位置即得到坯体，最后取出压制好的坯体，进行进一步的处理。

经本实施例中等静压模具压制后得到的坯体一次成型，且尺寸容易控制，在后续的烧结步骤中不易产生裂纹，降低了坯体后续加工的工作量；同时，利用本实施例中的等静压模具还降低了陶瓷坯体等静压过程中的生产成本，缩短了生产周期，既提高了生产效率又保证了坯体合格率。

实施例3：

本实施例中的等静压模具与实施例2中的区别在于：所述下模体2的底面4上不设有开口9，通道1只有一个进液口，所述进液口为通道1的上端端口，其设置在支柱3的顶面上，穿孔11的位置与通道1的上端端口的位置对应。

本实施例中的等静压模具的其他结构均与实施例1中相同，这里不再赘述。

由于穿孔11与通道1对应，本实施例中的等静压模具在工作中，液体仅通过上模体10顶面的穿孔11进入到通道1中，从而也可实现等静压模具四周向中心同时中心向四周双向压制。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种等静压模具，其特征在于，包括用于合模的上模和下模，

所述上模/下模具有放置粉体的容腔(5)，

所述容腔(5)的内部设置有能够与外部连通的通道(1)，工作时所述等静压模具外部的压力介质能够进入所述通道(1)中。

2.根据权利要求1所述的等静压模具，其特征在于，所述下模具有所述容腔(5)，

所述下模包括下模体(2)和支柱(3)，所述下模体(2)包括侧面和底面(4)，所述支柱(3)设于所述下模体(2)内部并处于下模体(2)的底面(4)上，所述下模体(2)与所述支柱(3)之间的空间构成所述容腔(5)，所述通道(1)设于所述支柱(3)的内部，

所述上模包括上模体(10)，所述上模体(10)包括侧面和顶面，

所述下模体(2)的底面(4)上设有开口(9)，所述开口(9)与所述通道(1)连通，和/或，所述上模体(10)的顶面上开有与所述通道(1)的位置对应的穿孔(11)，所述穿孔(11)与所述通道连通。

3.根据权利要求2所述的等静压模具，其特征在于，所述通道(1)沿支柱(3)的长度方向贯通所述支柱(3)。

4.根据权利要求3所述的等静压模具，其特征在于，所述支柱(3)设于所述下模体(2)的中部，所述通道(1)处于所述容腔的中部。

5.根据权利要求4所述的等静压模具，其特征在于，所述上模体(10)的顶面内壁上设有第一凹槽(6)和第二凹槽(7)，

所述第一凹槽(6)的位置与所述下模体(2)的侧面对应，所述下模体(2)的侧面的顶部能够卡设在所述第一凹槽(6)内；

所述第二凹槽(7)的位置与所述支柱(3)对应，所述支柱的顶部能够卡设在所述第二凹槽(7)内。

6.根据权利要求5所述的等静压模具，其特征在于，所述下模体(2)的底面(4)越过所述下模体(2)的侧面向外延伸的部分形成第一凸台(12)；

所述上模体(10)的侧面底端沿水平方向向其外侧延伸，从而形成第二凸台(13)，所述上模和所述下模合模时所述第二凸台(13)能够叠合在所述第一凸台(12)上，

所述下模体(2)的侧面与所述第一凸台(12)的连接处在所述下模外部形成外角(14)，所述上模体(10)的侧面与所述第二凸台(13)的连接处在所述上模内部形成内角(15)，

所述外角(14)和所述内角(15)均为圆弧状，且所述内角(15)与所述外角(14)相适配。

7.根据权利要求6所述的等静压模具，其特征在于，所述等静压模具还包括密封圈(8)，所述上模和所述下模合模时所述密封圈(8)位于所述第一凸台(12)和所述第二凸台(13)之间。

8.根据权利要求2-7任一项所述的等静压模具，其特征在于，所述上模体(10)的侧面与所述下模体(2)的侧面的厚度之和与所述支柱(3)的壁厚相等。

9.根据权利要求8所述的等静压模具，其特征在于，所述等静压模具还包括钢芯，

所述钢芯能够处于所述通道(1)内，用于检测支柱(3)是否偏离所述下模的中心位置。

10.根据权利要求2-7任一项所述的等静压模具，其特征在于，所述下模和所述上模由有机硅改性聚氨酯模具胶制成；

所述等静压模具还包括支撑杆，所述支撑杆设于所述下模体(2)、所述上模体(10)和所述支柱(3)的内部。

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