一种模具及制作带台阶压坯的方法与流程

本发明属于硬质合金制造技术领域，具体涉及一种模具及制作带台阶压坯的方法。

背景技术：

带台阶的硬质合金产品可用于地质矿山采掘时的冻土挖掘或焊接切削刀具的切削。现有技术中，在制作带台阶的硬质合金产品时，如说明书附图5、6所示那样先将原料粉末通过内部下冲头带有台阶状压面的模具压制成压坯，然后进行高温烧成即可，采用这样的模具进行压制过程中，带有台阶状压面的下冲头是一个固定的整体，压制过程中并不能活动，原料粉末填充于阴模内时，装填粉末的a处与b处原料存在高度上的差异，当上冲向下运动并挤压原料粉末时，a处与b处原料粉末的压缩比不同，从而使压制成型得到的压坯的a处与b处的密度不一致，在烧结过程中，因压坯内部存在密度差异，烧成的带台阶的硬质合金产品的各个部分收缩不一致，导致烧成样品变形，从而与图纸形状不符合。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种用于压制带台阶的复杂形状硬质合金产品的模具以及利用模具制作带台阶压坯的方法。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种模具，包括下冲、阴模、上冲，阴模上设置从上向下贯穿阴模的模孔，上冲的下端与阴模适配并可从模孔的上端插入，下冲的上端与阴模适配并可从模孔的下端插入，其中，下冲由左冲与右冲拼合而成，所述左冲的顶部高于所述右冲的顶部以形成用于压制带台阶压坯的台阶形压面。

本发明还提供利用上述模具制作带台阶压坯的方法，采用自动压机进行压制，例如s-20a型号的粉末成型压机，压机上设有水平的支撑台，支撑台上带有竖直孔，竖直孔内具有顶升件，支撑台的上部设置可相对于支撑台垂直靠近或远离的压块，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将左冲与右冲置于压机的支撑台上，左冲位于竖直孔上部，顶升件带动左冲上升至使左冲顶部与右冲顶部的高度差大于待制作压坯的预设台阶高度值，将阴模从左冲与右冲的顶部套入，控制阴模的高度至使使阴模的模孔内壁与左冲、右冲的顶部围成带有台阶式底面的压腔，将待压制的粉末填入压腔，上冲安装于压块上并与阴模适配；

步骤2、启动压机，压机的压块带动上冲下压，上冲下压的过程中不断挤压压腔内的粉末，从而将粉末压制定型为带有阶梯端部的压坯，压制期间，顶升件带动左冲同步下降至使左冲与右冲顶部的高度差为待制作压坯的预设台阶高度值。

具体的，所述顶升件为设置于左冲下部的顶棒，顶棒位于支撑台的竖直孔内，顶棒下部为压机上自带的气动芯杆气缸，所述步骤1、2中气动芯杆气缸带动顶棒在竖直孔内垂直运动，压制压坯过程中，根据需要选用顶棒的长度。

本发明的有益效果为：

本发明提供的模具及制作带台阶压坯的方法，将传统带有凸台状压面的下冲分解为高度不同的左冲与右冲，使用时通过在左冲下部设置可升降的顶棒而使左冲在垂直方向具有一定的活动空间，压制过程中，附着上冲的压制，左冲下降至与右冲等高，通过顶棒调节左冲运行的高度，改变阴模装填原料粉末的高度差，使各个部分压缩比接近相同，从而使压坯的各部分密度趋于一致，减小因密度差异造成的烧结收缩变形，解决采用带台阶状压面的模具压制压坯过程中出现各个部分在中因装填原料粉末的压缩比不一致而使压坯各部分密度不均匀的问题，进而解决烧结产品变形的问题。

附图说明

图1为本发明提供的模具；

图2至4为利用模具制作压坯的方法的示意图；

图5、6为利用现有模具制作压坯示意图；

其中，1为左冲，2为右冲，3为阴模，4为上冲，5为支撑台，6为压块，7为顶棒，8为左压盖，9为右压盖，10为上冲压盖，11为压坯，12为气动芯杆气缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种模具，包括下冲、阴模3、上冲4，阴模3具有从上向下贯穿阴模3的模孔，上冲4的下端与阴模3适配并可从模孔的上端插入，下冲的上端与阴模3适配并可从模孔的下端插入，其中，下冲由左冲1与右冲2拼合而成，左冲1的顶部高于右冲2的顶部以形成台阶式压面；左冲1下方设置顶棒7，顶棒7可垂直活动并带动左冲在垂直方向上运行。

以制作带台阶压坯为例，所需要压坯的低阶段的高度为10cm、高阶的高度为15cm、台阶高度差为5cm，则选用左冲与右冲顶部高度差为5的模具，设原料粉末的压缩比为80％，利用本实施例提供的模具制作带有阶梯的压坯，采用s-20a型号的粉末成型压机进行压制，压机上设有水平的支撑台5，支撑台5的上部设置可相对于支撑台5垂直靠近或远离的压块6，支撑台下部具有气动芯杆气缸，采用压机自带的模具架将模具各部件进行安装，如图2所示，装配该模具时，先将顶棒7安装到带有气动芯杆(浮动冲头)气缸的模具架连接件上，顶棒7上方是压机的支撑台5，支撑台5上具有供顶棒7穿过的竖直孔，将左冲、右冲和阴模安装于压机的支撑台5上，通过左压盖8将左冲1固定于支撑台5的竖直孔上部，左压盖8内具有供左冲1垂直运动的空间，右压盖9将右冲2固定于支撑台5上，安装外置于阴模3外的大板并调节紧固螺丝的松紧程度使其与阴模3表面处于同一平面，将推料盒安装在大板上由压紧气缸把推料盒压紧，最后将上冲4通过上冲压盖10安装于压块6上，上冲4可自由运行于阴模3内外不出现擦挂时由上冲压盖10中的螺丝紧固；

压制过程中，如图2所示，压机的气动芯杆(浮动冲头)的气缸充气而将顶棒7向上顶至使左冲1顶部与右冲2顶部的高度差大于待制作压坯的预设台阶高度值，左冲1顶部与右冲2顶部的高度差是按照原料粉末的压缩比与待压制压坯的预设台阶高度值计算得到的，具体为5÷80％＝6.25cm，将待压制的粉末填入阴模3与左冲1、右冲2的顶部围成的带有台阶式底面的压腔，则左冲上部的原料高度为10÷80％＝12.5cm、右冲上部的原料高度为15÷80％＝18.75cm；启动压机，如图3所示，压块6带动上冲4向下压并不断挤压压腔内的粉末，压制期间，气动芯杆(浮动冲头)的气缸卸气而使顶棒7下降至使左冲1底部与右冲2底部的水平高度一致，即使左冲1落于支撑台5上，压制完成后，如图4所示，压块6带动上冲4向上运行，即得到带有阶梯端部的压坯11，左冲1对应的压坯11的低阶尺寸为10cm、右冲2对应的压坯11的高阶尺寸为15cm，压坯11台阶的高度差为左冲1与右冲2顶部的高度差，即为预定的5cm，制成压坯后，左冲1压制的低阶段对应原料的理论压缩比为10÷12.5×100％＝80％，右冲2压制的高阶段对应的原料的理论压缩比为15÷18.75×100％＝80％，从而使压坯的密封均匀。

若采用如图5、6所示的现有模具与方法进行压制，下冲为顶部高度差为5cm的台阶，装料时，若是按照低阶段上层原料粉末高度为12.5cm来装料，则高阶段上层原料粉末高度为17.5cm，制成压坯后，压坯的低阶段a对应原料的理论压缩比为10÷12.5×100％＝80％，压坯的高阶段b对应的原料的理论压缩比为15÷17.5×100％＝86％，如此，制成的压坯内部原料粉末压缩比不一致，压坯密度不均匀，高温烧结压坯时，压坯易变形。

本实施例提供的模具与压制方法，将现有下冲分离成高度不一样的左冲与右冲，实现原料粉末随阴模和上冲相对运动完成原料粉末压缩比一致的压缩，使压坯各部分密度趋于一致。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。