CN216028073U - 一种耐高压的粉末压制模具 - Google Patents
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Abstract
一种耐高压的粉末压制模具，包括凸模、凹模和助脱棒。所述凸模包括上凸模和下凸模；上凸模位于凹模上方，下凸模位于凹模的下方；上凸模向下，下凸模向上，凹模位于上下模之间，上下凸模相对与凹模处同一垂直中心线上；所述凹模为双套层结构，内套为高强度硬质合金，外套为韧性合金，内套镶嵌在外套中成一整体；两个助脱棒分别置于装有金属粉末的凹模两端。本实用新型模具可以在在不使用成型剂的情况下，对粉末进行高于3.5GPa的压制。同时耐高压时间长，可以通过延长高压时间，从而得到孔隙率极低的金属样品。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种耐高压粉末压制模具，属粉末冶金制备技术领域。
背景技术
粉末压制是一种广泛使用的材料成型方法，在科研与材料生产中扮演重要的角色。尤其重要的是在金属粉末冶金领域，粉末压制成型已成为一种重要的制备方法，其工艺研究已成为金属材料领域的研究主题之一。
目前关于粉末冶金的主要方法一般都是将金属粉末混合成型剂然后在较低压力下预压成型，然后在高温下烧结去除成型剂。
由于高温下粉末颗粒的粒径会出现迅速长大的现象，从而导致烧结后的块体内部的颗粒较大。特别是对于纳米级别的粉末，烧结后往往成了微米级，从而丧失了纳米结构材料的特殊性能。因此，如何有效的保持原来粉末的粒径大小，成为一个难题。另外对于非晶粉末的成型，往往对温度更为敏感，无法保证高温下还能保持非晶性，因此目前关于纳米非晶粉末的成型往往是室温静压下一步成型，无法使用成型剂并进行后续烧结。但是，无成型剂或者室温下的金属粉末成型对压制压力要求很高，需要保证在高压压制下的成型，并且保证低孔隙率，以此保证纳米金属粉末不被氧化，才能保证得到优异的力学性能。但是目前市面上的粉末成型模具压力都太小(低于1 GPa)，极易变形或者损坏，只适用于粉末的低压压制，例如用于红外样品的压制制备，远远低于金属纳米晶或者纳米非晶粉末的成型要求。
发明内容
本实用新型的目的是，为了解决粉末在高压下的压制成形，公开一种耐高压的粉末压制模具。
本实用新型的技术方案如下，一种耐高压的粉末压制模具，包括凸模、凹模和助脱棒；所述凸模包括上凸模和下凸模；上凸模位于凹模上方，下凸模位于凹模的下方；上凸模向下，下凸模向上，凹模位于上下模之间，上下凸模相对，与凹模处同一垂直中心线上；所述凹模为双套层结构，内套为高强度硬质合金，外套为韧性合金，内套镶嵌在外套中成一整体。
所述凹模形状为圆形、矩形或其它形状。
所述上凸模由上压头和上模座组成，上压头形状如凹模，上压头与上模座为一体铸造；下凸模由下压头和下模座组成，下压头形状如凹模，下压头与下模座为一体铸造；上模座和下模座均为板状结构，其直径大于等于凹模外径。
所述助脱棒形状同凹模，外形尺寸略小于凹模的外形尺寸；两个助脱棒分别置于装有金属粉末的凹模两端。
本实用新型的工作过程如下，本实用新型压制模具需将下凸模上安装凹模，然后在凹模柱内装上一个助脱棒，然后放入需压制的金属粉末，再在粉末上放置另一个助脱棒；将上凸模放入凹模柱内进行压制。
本实用新型的有益效果是，本实用新型模具可以在在不使用成型剂的情况下，对粉末进行高于3.5GPa的压制。同时耐高压时间长，可以通过延长高压时间，从而得到孔隙率极低的金属样品。
附图说明
图1为本实用新型耐高压粉末压制模具结构示意图；
图中，1为上凸模；2为凹模；3为下凸模；4为助脱棒；21为外套（韧性合金）；22为内套（高强度硬质合金）。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式如图1所示。
本实施例一种耐高压的粉末压制模具，包括上凸模1、下凸模3、凹模2和助脱棒4。上凸模1位于凹模2上方，下凸模3位于凹模2的下方；上凸模1向下，下凸模3向上，凹模2位于上下模之间，上下凸模相对，与凹模处同一垂直中心线上。
本实施例的上凸模1、下凸模2和助脱棒4为圆柱形，由W6Mo5Cr4V2钢制备，其热处理工艺为先在850度预热后加热到1220度，之后在油浴中淬火后在550度回火两小时，如此反复加工三次。
本实施例的凹模2的内部镶嵌套21所用材料为钨钢，内径1厘米，外套22所用为Cr12MoV冷作磨具钢。
本实施例对纳米合金粉末进行压制，粉末压制时先将下凸模3上装上凹模2；将凹模2内装上平均直径小于20纳米的Fe合金纳米粉末；在凹模2内的粉末上放入助脱棒4；将上凸模1的压棒放入凹模腔内；压制时先缓慢上升压力，让凹模和粉末间的气体慢慢排出，每隔1 GPa保压1分钟，之后上升到3.6 GPa后保持压力不变（每隔1分钟补压一次）4分钟，取出片状样品，压制完成后模具无变形和损坏，所制备的块体合金样品空隙率较低且富有金属光泽。
Claims (4)
1.一种耐高压的粉末压制模具，包括凸模、凹模和助脱棒，其特征在于，所述凸模包括上凸模和下凸模；上凸模位于凹模上方，下凸模位于凹模的下方；上凸模向下，下凸模向上，凹模位于上下模之间，上下凸模相对与凹模处同一垂直中心线上；所述凹模为双套层结构，内套为高强度硬质合金，外套为韧性合金，内套镶嵌在外套中成一整体；两个助脱棒分别置于装有金属粉末的凹模两端。
2.根据权利要求1所述的一种耐高压的粉末压制模具，其特征在于，所述凹模形状为圆形或矩形。
3.根据权利要求1所述的一种耐高压的粉末压制模具，其特征在于，所述上凸模由上压头和上模座组成，上压头形状如凹模，上压头和上模座为一体铸造；下凸模由下压头和下模座组成，下压头形状如凹模，下压头和下模座为一体铸造；上模座和下模座均为板状结构直径大于等于凹模外径。
4.根据权利要求1所述的一种耐高压的粉末压制模具，其特征在于，所述助脱棒形状同凹模，外形尺寸略小于凹模的外形尺寸。
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| CN202122224867.3U Active CN216028073U (zh) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 一种耐高压的粉末压制模具 |
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2021
- 2021-09-15 CN CN202122224867.3U patent/CN216028073U/zh active Active
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