一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具的制作方法

本实用新型属于金属复合管材技术领域，涉及一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具。

背景技术：

难熔金属及其合金具有熔点高、高温强度高等优点，是重要的高温结构材料。难熔金属及其合金的使用温度与它们的熔点直接相关，目前使用较多的是钼合金、钨合金、铌合金等。由于钼合金存在低温脆性、焊接脆性、加工困难和抗高温氧化性差等缺点，其应用范围受到限制。mo-nb、mo-w、mo-ta等为无限固溶合金，不存在高温相变或生成脆性相等问题，因此，在mo中添加一定比例的w、nb、ta是提高钼基合金的性能的有效途径之一。同时向难熔金属基体中引入适量的第二相增强颗粒(稀土氧化物或陶瓷相)，难熔金属基复合材料的性能显著高于难熔合金。

考虑到实际应用中对材料性能的需求的特殊性，双层或多层管材可以满足难熔金属的功能性实现。

现有双层或多层管材的通常为压力成型后烧结得到，通过管与管装配后进行压力成型。通过钢管界面区域各自一定量形变，二者新鲜表面在较高温度、较大压应力的作用下实现界面冶金结合并具有较高的结合率。压力成型过程中不能准确控制管的形变量，导致管的壁厚、内孔圆度、内孔同轴度等尺寸偏离。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，解决了现有技术中双层或多层管材压制成型获得的管材尺寸形变不能准确控制的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，包括由内而外依次套设的芯模、橡胶筒和固定筒，橡胶筒和芯模之间形成型腔，型腔两端设置有端塞，形成密封的成型腔。

本实用新型的特点还在于，

芯模(2)为管状，芯模(2)四周靠近两端设置有防滑结构(2-1)。

防滑结构(2-1)为开设在芯模(2)外壁的若干凹槽圈(2-2)。

芯模靠近两端的外径尺寸略小于其他部位外径尺寸。

固定筒纵剖面为凸字形，固定筒筒体靠近下端的直径大于筒体其余部分直径。

固定筒直径小的部分的高度略高于成型腔高度。

固定筒上成型腔所在位置设置有注入孔。

注入孔的孔径为10～15mm。

芯模和橡胶筒的高度均高于固定筒。

端塞的高度均为40～100mm，橡胶筒(5)厚度为5～10mm，固定筒(6)的厚度为5～10mm。

本实用新型的有益效果是，本实用新型采用钢性芯模，管坯内壁尺寸精度高，直接通过基材管内壁定位，实现了管坯从内至外逐层压制成型，获得的管材的尺寸和形位公差与烧结前相比偏离小。同时提高了管坯内尺寸精度高、减小了预留加工量、提高了原材粉末利用率。本实用新型模具不仅适合于难熔金属双层或多层复合金属管材的制备外，还可应用于其他双层或多层金属管材的复合成型。

附图说明

图1是本实用新型所采用等静压成型模具的结构示意图；

图2是芯模上防滑结构示意图。

图中，1-1.上端塞，1-2.下端塞，2.芯模，2-1.防滑结构，2-2.凹槽圈，3.芯坯，4.型腔，5.橡胶筒，6.固定筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其结构如图1所示，包括由内而外依次套设的芯模2、橡胶筒5和固定筒6，橡胶筒5和固定筒6之间形成型腔4，型腔4两端分别设置有上端塞1-1和下端塞1-2，形成密封的成型腔。

其中芯模2、固定筒6均为刚性模具。

芯模2为管状，芯模2靠近两端的外径尺寸比其他部位外径尺寸小0.02-0.05mm，芯模2外壁成型腔所处位置光滑、四周靠近两端设置有防滑结构2-1，如图2所示，防滑结构2-1为开设在芯模2外壁的若干凹槽圈2-2。

固定筒6为凸型筒，即纵剖面为凸字形，筒体靠近下端的直径大于筒体其余部分直径。凸型筒保证底部与芯模2、橡胶筒5底部相平，利于固定橡胶筒保证外形尺寸。

固定筒6上设有用于在固定筒6与橡胶筒5之间注入冷等静压介质的注入孔，注入孔位于成型腔所在位置。

芯模2和橡胶筒5的高度均高于固定筒6，固定筒6直径小的部分高度略高于成型腔的高度。

上端塞1-1和下端塞1-2的高均为40～100mm，橡胶筒5厚度为5～10mm，固定筒6的厚度为5～10mm，注入孔的孔径为10～15mm。

端塞、橡胶筒、固定筒需根据管材不同结构层配合芯模2及其他结构更换。

采用上述模具进行难熔金属管材压坯成型过程具体为：

1、按照复合管材内径尺寸要求选取芯模2，在芯模2下部紧贴外壁放置下端塞1-2，外置橡胶筒5，密封橡胶筒5和芯模2接触部位底部，并在橡胶筒5外安装固定筒6；将步骤1得到的管坯内部第一层难熔金属造粒粉a填入型腔4中，在橡胶筒5上部安装端塞1-1，密封。

上述密封方式可以是采用在筒体外安装束缚结构进行密封，比如采用金属丝在所要密封部位绕周缠绕紧固。则上述密封需在端塞所在处的橡胶筒5外周缠绕金属丝。

2、将填装好的模具放入冷等静压机中压制，卸压。

压制过程中冷等静压介质通过注入孔进入模具橡胶筒5与固定筒6之间的缝隙，作用于橡胶筒5使其向内压缩、管坯成型。

3、从冷等静压机中吊出模具，脱去固定筒6和橡胶筒5，露出在型腔4处形成的芯坯3，对带有芯模2的芯坯3进行修整，保证芯坯3的外形规则，然后按照所需压制的管材下一层的厚度更换相应尺寸的端塞、橡胶筒5、固定筒6，并将其与带有芯模2的芯坯重新组装，将管材第二层难熔金属造粒粉b装入等静压模具，进行压制；

2.4重复步骤2.3从内至外逐层进行管坯的压制，直到完成最后一层难熔金属造粒粉的压制，对管坯进行修整，脱去芯模2，得到双层或多层难熔金属管坯。

通过采用本实用新型模具制备双层或多层难熔金属复合坯，保证了压坯内腔尺寸精准，直接通过基材管内孔定位，减小了预留加工量，同时获得了压坯密度一致性好的双层或多层难熔金属管坯。

技术特征：

1.一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，包括由内而外依次套设的芯模(2)、橡胶筒(5)和固定筒(6)，橡胶筒(5)和芯模(2)之间形成型腔(4)，型腔(4)两端设置有端塞，形成密封的成型腔。

2.据权利要求1所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，所述芯模(2)为管状，芯模(2)四周靠近两端设置有防滑结构(2-1)。

3.根据权利要求2所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，所述防滑结构(2-1)为开设在芯模(2)外壁的若干凹槽圈(2-2)。

4.根据权利要求1所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，所述芯模(2)靠近两端的外径尺寸略小于其他部位外径尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，所述固定筒(6)纵剖面为凸字形，固定筒(6)筒体靠近下端的直径大于筒体其余部分直径。

6.根据权利要求5所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，所述固定筒(6)直径小的部分的高度略高于成型腔高度。

7.根据权利要求1所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，所述固定筒(6)上成型腔所在位置设置有注入孔。

8.根据权利要求7所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，所述注入孔的孔径为10～15mm。

9.根据权利要求1所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，所述芯模(2)和橡胶筒(5)的高度均高于固定筒(6)。

10.根据权利要求1所述的一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，其特征在于，端塞的高度为40～100mm，橡胶筒(5)厚度为5～10mm，固定筒(6)的厚度为5～10mm。

技术总结
本实用新型公开了一种双层或多层难熔金属复合管材制备模具，具体为：包括由内而外依次套设的芯模、橡胶筒和固定筒，橡胶筒和芯模之间形成型腔，型腔两端设置有端塞，形成密封的成型腔。本实用新型能够实现管坯从内至外逐层压制成型，同时提高了管材的内尺寸精度高、减小了预留加工量、提高了原材粉末利用率，不仅适合于难熔金属双层或多层复合金属管材的制备外，还可应用于其他双层或多层金属管材的复合成型。

技术研发人员：张晓;安耿;卜春阳;赵虎;刘仁智;朱琦;何凯;庄飞
受保护的技术使用者：金堆城钼业股份有限公司
技术研发日：2019.06.13
技术公布日：2020.05.19