CN210908102U - 一种粉体材料的压制模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粉体材料的压制模具，包括模冲和阴模，两模冲沿轴向设置于阴模的中空模腔中，两模冲的成型端与阴模之间形成的空间用于放置物料，其中模冲的非成型端设置有用于带动该模冲转动的旋转机构；所述旋转机构与模冲的非成型端嵌套转动连接；采用旋转机构带动模冲转动的方式，提高了粉体的压实均匀度和密实度。

Description

一种粉体材料的压制模具

技术领域

本实用新型涉及粉体成型加工技术领域，尤其涉及一种粉体材料的压制模具。

背景技术

粉末冶金工艺作为常见的金属成型方式，具有材料利用率高、可批量模压成形、生产效率高等特点，其产品已经在机械、航空等领域中得到了广泛应用。产品的压制均匀性一直是粉末冶金工艺关注的重点之一，一般用压制-烧结工艺生产的粉末冶金零件高度为0.8-150mm，当产品高度较小时，如小于3mm，压制密度均匀性受装粉均匀性影响就会变大，如压制产品的高度为1mm，压缩比2.2，松装总高度为2.2mm，装粉高度的最低位置和最高位置相差0.5mm，0.5mm的误差，占总高度的22.7%，严重影响产品密度的均匀性。

装粉均匀性影响了影响烧结时的变形量以及最终产品的性能和使用寿命，使得压制产品出现掉边现象，严重的，压制产品难以成行，甚至会损坏模具。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种粉体材料的压制模具，提高了粉体的压实均匀度和密实度。

本实用新型提出的一种粉体材料的压制模具，包括模冲和阴模，两模冲沿轴向设置于阴模的中空模腔中，两模冲的成型端与阴模之间形成的空间用于放置物料，其中模冲的非成型端设置有用于带动该模冲转动的旋转机构。

进一步地，所述旋转机构与模冲的非成型端嵌套转动连接。

进一步地，旋转机构包括第一旋转平台，第一旋转平台的表面上设置有第一凸台，模冲的非成型端开设有与第一凸台配合连接的第一旋转孔，第一旋转平台通过第一凸台与第一旋转孔的配合带动该模冲的转动。

进一步地，旋转机构包括第二旋转平台，第二旋转平台表面上设置有开设有第二旋转孔，模冲的非成型端上设置有与第二旋转孔配合连接的第二凸台，第二旋转平台通过第二旋转孔与第二凸台的配合带动所述模冲的转动。

进一步地，旋转机构包括第三旋转平台，第三旋转平台上表面可旋转固定在压机的压头、下表面上设置有第三凸台，模冲的非成型端上固设有基座，基座在远离所述模冲的一端开设有与第三凸台配合连接的第三旋转孔。

进一步地，第三旋转平台与基座之间连接有压盖，压盖固定于第三旋转平台上，模冲通过基座与压盖可松动连接，压盖上开设有压紧孔，压紧孔中匹配设置有压紧块。

进一步地，第一凸台设置于第一旋转平台的中部，第二旋转孔设置于第二旋转平台的中部，第三凸台设置于第三旋转平台的中部。

进一步地，旋转机构还包括弹性垫圈，弹性垫圈分别设置于第一凸台与第一旋转孔的连接处、第二旋转孔与第二凸台的连接处、第三凸台与第三旋转孔的连接处。

本实用新型提供了一种粉体材料的压制模具，优点在于：通过旋转机构带动与之连接的模冲转动，由于模冲的成型端与模腔中的粉体直接接触，因此模冲转动时，带动粉体流动，提高了粉体的流动性和均匀性，提高了粉体在压制后的密实度和均匀度。

附图说明

图1为实施例1的压制模具结构示意图；

图2为实施例2的压制模具结构示意图；

图3为实施例3的压制模具结构示意图；

图4为实施例4的旋转机构结构示意图；

图5为实施例4的机头与固定装置连接示意图；

其中，1-模冲，2-阴模，3-旋转机构，4-压盖，5-压紧块，11-第一旋转孔，12-第二凸台，13-第三旋转孔，14-基座，31-第一旋转平台，32-第一凸台，33-第二旋转平台，34-第二旋转孔，35-第三旋转平台，36-第三凸台，37-弹性垫圈，38-手柄，39-机头，40-固定装置。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

参照图1至5，本实用新型提出的一种粉体材料的压制模具，包括模冲1和阴模2，两模冲1沿轴向设置于阴模2的中空模腔中，两模冲1的成型端与阴模2之间形成的空间用于放置物料，其中模冲1的非成型端设置有用于带动该模冲1转动的旋转机构3。

具体地，所述旋转机构3与模冲1的非成型端嵌套转动连接，两模冲1分别为上模冲和下模冲，下模冲位于阴模2模腔的中下部，上模冲位于阴模2型腔的中上部，上下模冲的成型端与阴模2之间形成的空间用于放置物料，上模冲或下模冲的非成型端设置有用于带动该模冲1转动的旋转机构3。

在压制过程中，模腔中的粉体不能充分流动，是造成粉体压制密度差的主要原因，本申请所述的压制模具，在压制的过程中，旋转机构3与模冲1连接，通过设置的旋转机构3，带动与之连接的模冲1转动，由于模冲1的成型端与模腔中的粉体直接接触，因此模冲1转动时，带动粉体流动，提高了粉体的流动性和均匀性，提高了粉体在压制后的密实度。

实施例1

如图1所示，本实施例所述的压制模具，主要用于手动压制成型模具，旋转机构3包括：第一旋转平台31，第一旋转平台31下表面上设置有第一凸台32，上模冲的非成型端开设有与第一凸台32配合连接的第一旋转孔11，第一旋转平台31通过第一凸台32与第一旋转孔11的配合带动上模冲的转动。

本实施例所述的压制模具，工作时，先把下模冲置于阴模2的模腔中，接着从上方把待压制的粉体添加到阴模2的模腔，然后放入上模冲和旋转机构，一只手扶着阴模，使其阴模在旋转机构3转动时不发生转动，另一只手转动第一旋转平台31，通过第一凸台32带动上模冲转动。

完成转动后，压机的压头可以直接对第一旋转平台31施加压力，进而实现对模腔中的粉体进行压制；也可以先移去旋转机构3，再对上模冲施加压力，进而实现对模腔中的粉体进行压制。

由于模冲1的成型端与模腔中的粉体直接接触，因此模冲1转动时，带动模腔内的粉体流动，粉体充分流动，从而提高压坯密度的均匀性。

本实施例，还可以通过夹具固定阴模2，通过电机驱动第一旋转平台31，实现半自动压制。

需要说明的是，本实施例中，第一旋转平台31也可以是上表面与第一凸台32之间配合连接，此时第一旋转平台31通过第一凸台32与下模冲连接；也可以是上下模冲均设置第一旋转平台31。

实施例2

如图2所示，本实施例所述的压制模具，主要用于手动压制成型模具，其压制模具结构与实施例1的不同之处在于：旋转机构3包括第二旋转平台33，第二旋转平台33下表面上设置有第二旋转孔34，上模冲的非成型端上设置有与第二旋转孔34配合连接的第二凸台12，第二旋转平台33通过第二旋转孔34与第二凸台12的配合带动该模冲1的转动。

需要说明的是，本实施例中，第二旋转平台33也可以是上表面与第二凸台12之间配合连接，此时第一旋转平台31通过第二凸台12与下模冲连接；也可以是上下模冲均设置第二旋转平台33。

实施例3

如图3所示，本实施例所述的压制模具，主要用于手动压制成型模具，其压制模具结构与实施例1的不同之处在于：旋转机构3为手柄38，手柄38位于上模冲的的非成型端的边缘，并与上模冲可拆卸连接。

本实施例所述的压制模具，工作时，先把下模冲置于阴模2的模腔中，接着从上方把待压制的粉体添加到阴模2的模腔，然后放入上模冲和手柄38，一只手扶着阴模，使其阴模在旋转机构3转动时不发生转动，另一只手转动手柄38。完成转动后，移去手柄38，压机的压头上模冲施加压力，进而实现对模腔中的粉体进行压制。

实施例4

如图4和5所示，本实施例所述的压制模具，主要用于自动压制成型模具，旋转机构3包括第三旋转平台35，第三旋转平台35上表面可旋转固定在压机的压头上，第三旋转平台35下表面设置有第三凸台36，上模冲的非成型端设有基座14，基座14在远离上模冲的一端开设有与第三凸台36配合连接的第三旋转孔13，第三凸台36与第三旋转孔13间隙配合。压盖4固定在第三旋转平台35上，上模冲通过基座14与压盖4可松动连接，基座14一侧设置有压紧块5，压紧块5的一端与基座14可接触连接，压紧块5的另一端与机头39或气动夹紧装置连接，压紧块5与机头39连接时，压紧块5可以通过固定装置40与机头39连接。固定装置40采用现有的装置即可。

本实施例所述的压制模具，装模时，先安装下模冲，然后使阴模2的模腔与下模冲成形端配合，阴模放置在模架上，阴模2的模腔上模冲的成形端配合，接着固定阴模2，压紧块5通过基座14压紧上模冲；工作时，一个压制过程为：压机的压头带动上模冲向上移动；自动添料装置往模腔中完成添加粉体过程，接着压头带动上模冲向下移动，上模冲成形端接触到粉；此时，第三旋转平台35通过外接的驱动装置被驱动转动，进而模冲1转动，带动粉体流动；转动完成后，气动夹紧装置驱动压紧块5，使得压紧块5处于对基座14压紧状态；然后进行脱模，即压头带动上模冲向上移动，模架带动阴模2向下移动，压坯从阴模中脱出；也可以是压头带动上模冲向上移动，下模冲往上把压坯顶出，压坯从阴模中脱出。

第三旋转平台35转动时，阴模2是固定不动的，第三凸台36与第三旋转孔13设置间隙配合，上模冲与第三旋转孔的相对位置可以进行调节，消除上模冲与第三旋转平台35以及阴模之间存在应力。第三旋转平台35可以按周向旋转，也可以设定一定的旋转角度，如旋转角度为30-135度。

在实施例1、实施例2、实施例4中，优选地，第一凸台32设置于第一旋转平台31的中部，第二旋转孔34设置于第二旋转平台33的中部，第三凸台36设置于第三旋转平台35的中部。凸台的中部设置，可以使用旋转平台便于旋转。

在实施例1、实施例2、实施例4中，进一步地，旋转机构3还包括弹性垫圈37，弹性垫圈37分别设置于第一凸台32与第一旋转孔11的连接处、第二旋转孔34与第二凸台12的连接处、第三凸台36与第三旋转孔13的连接处。弹性垫圈37的设置可以缓冲凸台与旋转孔的力传递时的碰撞，弹性垫圈37的材料为弹性体塑料，如聚氨酯。

在实施例1-4中，关于凸台与旋转孔的形状可以是三角形、方形，也可以是不规则的图形，需要注意的是，第一凸台32与第一旋转孔11、第二旋转孔34与第二凸台12、第三凸台36与第三旋转孔13的形状分别是对应匹配的。在实施例3中，凸台与旋转孔的形状还可以是圆柱形。

实施例5

一种粉体材料的制备方法，配料、混粉、成形、烧结，其中成形包括：

装模：将下模冲的成型端设置于阴模2的腔体中；

装粉：将粉体装入阴模2的模腔中；

合模：将上模冲模放置于模腔中，上模冲的成形端与粉体接触；

旋转：使用实施例1-4之一的旋转机构，旋转带动上模冲1转动；

压制：压机的压头施加压力，压力为压制压力；

脱模：把压坯从阴模中脱出。

实施例6

一种复层粉体材料的制备方法，与实施例5不同的是，在旋转和压制之间还包括一轮或多轮的以下工序：

预压：压机的压头施加压力，压力为预压压力；

开模：将上模冲从模腔中移出；

装粉：将粉体装入阴模2的模腔中；

合模：将上模冲模放置于模腔中，上模冲的成形端与粉体接触；

旋转：使用实施例1-4之一的旋转机构，旋转带动上模冲1转动。

在旋转完成后，通过预压，对模腔中的粉体进行预压成型处理，预压压力较小时，上模冲成形端会粘结粉体，预压压力较大时，在压制时，层与层之间的界面不易消除，会影响烧结时层与层之间的结合。对于铁基粉体而言，预压压力为50MPa-300MPa；压制压力为400-750MPa，旋转时，上模冲与粉体接触，接触力不大于20MPa；超过20MPa，粉体的流动性会受到影响。

一种薄片产品的制备方法，包括：配料、混粉、成形、烧结、冲压和去应力退火；其中成形过程的压制模具和成形方法均采用本申请中记载的模具和方法。

进一步地，烧结、冲压工序之间还包括整形，去应力退火之后还包括机械加工，机械加工包括磨加工、铣加工和钻加工。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种粉体材料的压制模具，包括模冲（1）和阴模（2），其特征在于，两模冲（1）沿轴向设置于阴模（2）的中空模腔中，两模冲（1）的成型端与阴模（2）之间形成的空间用于放置物料，模冲（1）的非成型端设置有用于带动该模冲（1）转动的旋转机构（3）。

2.根据权利要求1所述的粉体材料的压制模具，其特征在于，所述旋转机构（3）与模冲（1）的非成型端嵌套转动连接。

3.根据权利要求2所述的粉体材料的压制模具，其特征在于，旋转机构（3）包括第一旋转平台（31），第一旋转平台（31）的表面上设置有第一凸台（32），模冲（1）的非成型端开设有与第一凸台（32）配合连接的第一旋转孔（11），第一旋转平台（31）通过第一凸台（32）与第一旋转孔（11）的配合带动该模冲（1）的转动。

4.根据权利要求2所述的粉体材料的压制模具，其特征在于，旋转机构（3）包括第二旋转平台（33），第二旋转平台（33）表面上设置有开设有第二旋转孔（34），模冲（1）的非成型端上设置有与第二旋转孔（34）配合连接的第二凸台（12），第二旋转平台（33）通过第二旋转孔（34）与第二凸台（12）的配合带动所述模冲（1）的转动。

5.根据权利要求2所述的粉体材料的压制模具，其特征在于，旋转机构（3）包括第三旋转平台（35），第三旋转平台（35）上表面可旋转固定在压机的压头、下表面上设置有第三凸台（36），模冲（1）的非成型端上固设有基座（14），基座（14）在远离所述模冲（1）的一端开设有与第三凸台（36）配合连接的第三旋转孔（13）。

6.根据权利要求5所述的粉体材料的压制模具，其特征在于，第三旋转平台（35）与基座（14）之间连接有压盖（4），压盖（4）固定于第三旋转平台（35）上，模冲（1）通过基座（14）与压盖（4）可松动连接，基座（14）一侧设置有压紧块（5），压紧块（5）的一端与基座（14）可松动连接。

7.根据权利要求6所述的粉体材料的压制模具，其特征在于，第一凸台（32）设置于第一旋转平台（31）的中部，第二旋转孔（34）设置于第二旋转平台（33）的中部，第三凸台（36）设置于第三旋转平台（35）的中部。

8.根据权利要求6所述的粉体材料的压制模具，其特征在于，旋转机构（3）还包括弹性垫圈（37），弹性垫圈（37）分别设置于第一凸台（32）与第一旋转孔（11）的连接处、第二旋转孔（34）与第二凸台（12）的连接处、第三凸台（36）与第三旋转孔（13）的连接处。

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