CN221018673U - 一种净成形球用等静压模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种净成形球用等静压模具，属于难熔金属成型领域。所述净成形球用等静压模具包括具有近球部和延伸部的内部空间的模具主体，和可插拔的密封组件，所述密封组件与延伸部配接。在使用时，将金属粉末装入模具主体的内部空间中，敲实后装好密封组件，然后放入等静压机进行压型，压型后拆除所述密封组件后，脱模即可。所述近净成形球用等静压模具结构简单紧凑，使用便捷，使用效率高，等静压成型后无需整形即可进行下一步操作，解决了球形产品整形费时费力的问题，可降低钨或钼粉末冶金球形产品的生产成本，有利于为批量、稳定、高效生产钨或钼粉末冶金球形产品。

Description

一种净成形球用等静压模具

技术领域

本实用新型涉及难熔金属成型领域，属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种近净成形球用等静压模具。

背景技术

金属钨或金属钼及其合金材料作为耐高温材料，具备比重大、熔点高、耐蚀性好、高温抗蠕变能力强、导电导热性好、膨胀系数小等一系列优良特性，广泛应用于机械、化工、电子、宇航、半导体、高温炉结构件等领域。钨或钼材料常用的制备方法为粉末冶金法，主要步骤包括首先将金属钨或金属钼粉末压型，然后依次经过整形、烧结、热变形和机加工，完成粉末冶金。其中，压型步骤中最常用的是冷等静压成型，即使用冷等静压模具装粉后，在冷等静压机中压型。

目前钨金属、钼金属及其合金球形产品成型的方法主要为先用金属粉末压型出一根金属棒，然后进行整形，再烧结。球形材料在整形时需要用数控车床，整形费时费力，且粉末利用率低。

实用新型内容

为了解决球形产品成型粉末利用率低和压型效率低的问题，本实用新型旨在提供一种近净成形球用等静压模具。

一种近净成形球用等静压模具，所述等静压模具包括：

模具主体，所述模具主体的内部空间包括近球部和圆柱形的延伸部，所述模具主体由弹性高分子材料制成，为保证压型效果好，不出现变形，所述模具主体的最小处壁厚t和近球部的直径D之间满足关系式：t＝0.3*D；

密封组件，所述密封组件为可插拔的密封塞，所述密封组件与所述延伸部配接，用于防止等静压用液体介质渗入模具主体内。

优选地，所述密封组件靠近模具主体的一端具有塞入部，所述塞入部包括至少两个凸部和至少两个凹部，所述延伸部的轴线的延伸方向为第一方向，所述凸部与所述凹部沿第一方向交替排列。所述凸部和所述凹部相互配合，可以进一步防止等静压用液体介质渗入模具主体内。

所述密封组件远离模具主体的一端具有截止部，防止所述塞入部塞入过深，还可便于拆装密封组件。

优选地，所述凸部和凹部之间平滑过渡形成波浪形结构。所述凸部和所述凹部形成的平滑的波浪形结构，便于塞入部更容易地塞入和拔出。

优选地，第二方向垂直于所述第一方向，在第二方向上，所述凹部最低点的截面直径等于所述延伸部的截面直径，所述凸部的截面直径大于所述延伸部的截面直径，所述凸部与所述延伸部过盈配合。

优选地，在第一方向上，所述模具主体的内部空间的长度减去所述近球部的直径大于或等于所述塞入部的长度。

优选地，在第一方向上，所述模具主体的内部空间的长度减去所述近球部的直径等于所述塞入部的长度。

优选地，所述密封组件由弹性高分子材料制成。

优选地，为便于所述密封组件的拆装，在第二方向上，所述截止部的截面尺寸大于所述模具主体的截面尺寸。

优选地，在第二方向上，所述延伸部的截面直径小于所述近球部的直径。

本实用新型的有益效果包括：

所述净成形球用等静压模具包括具有近球部和延伸部的内部空间的模具主体，和可插拔的密封组件，所述密封组件与延伸部配接。在使用时，将金属粉末装入模具主体的内部空间中，敲实后装好密封组件，然后放入等静压机进行压型，压型后拆除所述密封组件后，脱模即可。所述近净成形球用等静压模具结构简单紧凑，使用便捷，使用效率高，等静压成型后无需整形即可进行下一步操作，解决了球形产品整形费时费力的问题，可降低钨或钼粉末冶金球形产品的生产成本，有利于为批量、稳定、高效生产钨或钼粉末冶金球形产品。

附图说明

图1为未使用状态下的等静压模具结构示意图；

图2为使用状态下的等静压模具结构示意图；

图3为压型脱模后金属球示意图；

图4为对比例2的等静压模具结构示意图；

其中，各附图标记具体为：

10、模具主体；11、近球部；12、延伸部；20、密封组件；21、塞入部；22、凸部；23、凹部；24、截止部；30、胶套；40、钢外壳；50、塞子；60、铁丝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本实用新型提供了一种近净成形球用等静压模具，如图1和图2所示，所述等静压模具包括：

模具主体10，所述模具主体10的内部空间包括近球部11和圆柱形的延伸部12，所述模具主体由弹性高分子材料制成，为保证压型效果好，不出现变形，所述模具主体10的最小处壁厚t和近球部11的直径D之间满足关系式：t＝0.3*D；

密封组件20，所述密封组件20为可插拔的密封塞，所述密封组件20与所述延伸部12配接，用于防止等静压用液体介质渗入模具主体内。

具体地，如图1所示，所述模具主体10的外部为立方柱体结构，所述模具主体10的内部具有用于盛装粉末冶金材料的内部空间，如图1所示，所述内部空间从上到下依次包括一个近球形的近球部11和位于近球部11下部的圆柱形延伸部12，所述近球部11和所述延伸部12的上端用于形成如图3所示的近球形的钨或钼金属球压坯，例如，使用所述模具主体的壁厚为23～45mm，形成的金属球无需进一步整形，直接进行进一步的烧结、热变形和机加工后，即可得到直径为50～100mm的球形产品。

在本发明中，模具主体10的壁厚可根据球的增大适当增加，大的壁厚可以确保粉末装入后不走形，确保压出后为规矩的球形。

在使用时，如图2所示，将金属粉末装入模具主体的内部空间中，敲实后装好密封组件20，然后放入等静压机进行压型，压型后拆除所述密封组件20后，脱模即可。

在本申请一种优选地实施方式中，如图1所示所述密封组件20靠近模具主体10的一端具有塞入部21，所述塞入部21包括至少两个凸部22和至少两个凹部23，所述延伸部12的轴线的延伸方向为第一方向，所述凸部22与所述凹部23沿所述第一方向交替排列，可以进一步防止等静压用液体介质渗入模具主体内。

所述密封组件20远离模具主体的一端具有截止部24。

在本申请一种优选地实施方式中，如图1所示，所述凸部22和凹部23之间平滑过渡形成波浪形结构。所述波浪形结构，一方面便于塞入部更容易地塞入和拔出，另一方面，可以更进一步地防止等静压用液体介质渗入模具主体内。

在本申请一种优选地实施方式中，如图1所示，第二方向垂直于所述第一方向，在第二方向上，所述凹部23最低点的截面直径等于所述延伸部12的截面直径，所述凸部22的截面直径大于所述延伸部12的截面直径，所述凸部22与所述延伸部12过盈配合。

具体地，为使塞入部21更好地塞入延伸部12内部，如图1所示，所述塞入部21的顶面的直径等于所述延伸部12的横截面直径。

具体地，为使塞入部21与延伸部12配接更紧密，如图1所示，所述塞入部21最低端的直径等于所述延伸部12的横截面直径。

在本申请一种优选地实施方式中，如图1所示，在第一方向上，所述模具主体的内部空间的长度减去所述近球部11的直径大于或等于所述塞入部21的长度。

优选地，如图1所示，在第一方向上，所述模具主体10的内部空间的长度减去所述近球部11的直径等于所述塞入部21的长度。

具体地，如图1所示，所述塞入部21的长度加上所述近球部11的直径，等于在所述模具主体10的内部空间中最高点到最低点的长度。即，当把塞入部21完全塞入延伸部12时，所述塞入部21顶端与所述近球部11顶点的距离等于所述近球部11的直径。使用所述近净成形球用等静压模具压型完成后形成如图3所示的金属球压坯，所述金属球的顶端到底端的长度等于金属球的直径。

在本申请一种优选地实施方式中，所述密封组件20由弹性高分子材料制成。

具体地，所述密封组件20和所述模具主体10所使用的弹性高分子材料各自独立地选自聚氯乙烯、丁腈橡胶或者聚氨酯中的一种或几种。

在本申请一种优选地实施方式中，如图1所示，为便于所述密封组件20的拆装，在第二方向上，所述截止部24的截面尺寸大于所述模具主体10的截面尺寸。

在本申请一种优选地实施方式中，在第二方向上，所述延伸部12的截面直径小于所述近球部11的直径。

本申请所述的近净成形球用等静压模具价格低廉，结构简便，操作方便，适用于批量化生产。本实用新型成功地提供了一种近净成形球用等静压模具。克服了球形压坯整形费时费力的问题，减少了人工，提升了效率。

本申请所述的近净成形球用等静压模具，不仅可应用于钨钼及其合金产品，还可以用于铁、铜、铝、陶瓷等材料产品。

实施例1

使用如图1所示的等静压模具，钨球的成品为直径48mm。模具主体的内球形的直径为73mm，模具主体的上壁厚为27.5mm，压出的钨压坯的直径为58.8mm。压出钨球压坯的结构如图3所示，压出的钨球压坯形状完好，粉末利用率100％，坯料的生产效率为200个/天。

对比例1

制备直径为48mm的成品钨球，所用的方法为等静压圆棒坯料，然后锯床切段后再用数控车床车整形坯，车整形坯的结构如图3所示。整形出的球形形状好，但粉末利用率较低为65％，坯料的生产效率为100个/天。

对比例2

使用如图4所示的模具制备直径为48mm的成品钨球，所用的方法为等静压直接压坯料。

对比例2的模具包括胶套30、钢外壳40、塞子50和铁丝60，所述胶套30的厚度为5mm，为防止变形外部套上钢外壳40，将钨粉加入所述胶套30后，压紧，塞入塞子50，如图4所示，用铁丝60捆绑密封，然后进行压型。该方法拆装模具过程繁杂，效率较低。

该对比例的方法与实施例1类似，均为近净成形压坯，不同的是模具设计及使用方法不一样。该模具的胶套厚度较薄，为5mm，需要加不锈钢外壳来对其进行支撑，防止装粉后胶套被撑大，造成走形。该模具在使用时为先将模具组装好，然后将粉末装入模具体中后封口，组装好的模具如图4所示。然后压型，压型后先将不锈钢外壳耳朵处的螺丝拧松，之后将不锈钢外壳拆掉，最后将压坯取出，即可。装下一个时再重复此循环。该方法粉末利用率为100％，和实施例1一致，但生产效率比实施例1低，为150个/天。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种净成形球用等静压模具，其特征在于，所述等静压模具包括：

模具主体(10)，所述模具主体(10)的内部空间包括近球部(11)和圆柱形的延伸部(12)，所述模具主体(10)由弹性高分子材料制成，所述模具主体(10)的最小处壁厚t和所述近球部(11)的直径D之间满足关系式：t＝0.3*D；

密封组件(20)，所述密封组件(20)为可插拔的密封塞，所述密封组件(20)与所述延伸部(12)配接，用于防止等静压用液体介质渗入模具主体内。

2.如权利要求1所述的净成形球用等静压模具，其特征在于，所述密封组件(20)靠近模具主体(10)的一端具有塞入部(21)，所述塞入部(21)包括至少两个凸部(22)和至少两个凹部(23)，所述延伸部(12)的轴线的延伸方向为第一方向，所述凸部(22)与所述凹部(23)沿所述第一方向交替排列；

所述密封组件(20)远离模具主体(10)的一端具有截止部(24)。

3.如权利要求2所述的净成形球用等静压模具，其特征在于，所述凸部(22)和凹部(23)之间平滑过渡形成波浪形结构。

4.如权利要求3所述的净成形球用等静压模具，其特征在于，第二方向垂直于所述第一方向，在第二方向上，所述凹部(23)最低点的截面直径等于所述延伸部(12)的截面直径，所述凸部(22)的截面直径大于所述延伸部(12)的截面直径，所述凸部(22)与所述延伸部(12)过盈配合。

5.如权利要求2所述的净成形球用等静压模具，其特征在于，在第一方向上，所述模具主体(10)的内部空间的长度减去所述近球部(11)的直径大于或等于所述塞入部(21)的长度。

6.如权利要求2所述的净成形球用等静压模具，其特征在于，所述密封组件(20)由弹性高分子材料制成。

7.如权利要求2所述的净成形球用等静压模具，其特征在于，在第二方向上，所述截止部(24)的截面尺寸大于所述模具主体(10)的截面尺寸。

8.如权利要求1～7任一项所述的净成形球用等静压模具，其特征在于，在第二方向上，所述延伸部(12)的截面直径小于所述近球部(11)的直径。