用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种模具，尤其是一种用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，能源的高效利用越来越收到国家的重视，固体氧化物燃料电池(SOFC)，由于发电效率高，可以直接将化学能转化为电能，不受卡诺循环限制，理论效率可达80%，可以使用氢气、甲烷、天然气等多种燃料，低噪声、低排放，可以在居民区、矿山、医院等小区域以及军舰及移动目标上供电，在未来具有极大发展前景，而一端封闭的钇稳定氧化锆陶瓷管是SOFC的一种核心元件，大批量稳定性生产一端封闭的钇稳定氧化锆陶瓷管，具有重要意义；
[0003]一端封闭的陶瓷管在其它领域也具有越来越多的应用，如高温测温、高温气体分离装置，冶金或金属提纯加热、腐蚀性气体或液体接触式加热装置，水过滤净化装置等领域得到越来越多的应用，无论是制备一端封闭的多孔陶瓷过滤管，高致密的用于测温的热电偶保护管，加热的热辐射管，制备这种一端封闭的陶瓷管，均要求烧结后每个部位，密度、机械强度，厚度，直线度均匀。
[0004]—端封闭的陶瓷管一般可以使用的主要成型工艺有注浆成型、热压铸成型，等静压成型，挤压成型。注浆成型工艺很成熟，注浆成型要求浆料一定要高固低黏，同时在注浆时注浆人员的技术好坏直接影响到成品质量，人为因素影响大，而且注浆成型一般工艺繁琐，生产周期长，目前批量使用一端封闭的陶瓷管大多使用这种工艺，如反应烧结和重结晶烧结热电偶保护管，由于石膏模由外向内吸收浆料中的水分，坯体会出现密度梯度，结构均匀性不好；热压铸成型和等静压成型适用于大尺寸产品的生产，而且生产设备投资大，生产效率低；挤压成型一端封闭的陶瓷管，由于可以生产一系列尺寸大小，密度均匀，直线度好的管子，在国内外很多领域得到很好的应用，但是对于一端封闭陶瓷管挤出成型模具的相关技术介绍很少。
[0005]专利CN1283541A报到，挤压成型陶瓷管端盖的方法及模具，端盖成型模有一本体，本体与挤出成型模具连在一起，在本体内设置一反填料容器，以接纳来自端盖形成腔的陶瓷料，一柱塞深入反填料容器迫使陶瓷泥料从反填料容器经过通道返回端盖形成腔以被压实，以使其有均匀的密度，但是模具对对前端挤出模具，没有进行描述。
[0006]中国专利CN103739289A报到了一种挤出成型碳化硅热电偶保护管的挤出成型模具，主要有挤出芯、连接件、外模套、封口件组合而成，只是对模具一个简单概述，没有具体对模具结构和如何使用进行描述。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具，安装在挤出机的挤出端部位；包括外模、模芯、封头；所述外模为上下连通的空腔，其内安装模芯，其下端固定在挤出机的挤出端；所述外模与模芯之间留有空隙形成挤压通道；所述外模的顶端通过封头密封。
[0009]作为对本实用新型所述的用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具的改进:所述封头与外模之间通过压紧支架固定。
[0010]作为对本实用新型所述的用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具的进一步改进:所述外模从上至下依次为挤压素坯外壁的定型端、用于压紧泥料的挤出端、与挤出机连接的固定端；所述挤压素坯外壁的定型端为圆柱形，其顶部为环形凸起，其侧面对称设置有压紧支架连接螺孔，其内为圆柱形；所述挤出端相对于定型端的圆柱形设置为圆锥形，其圆锥形顶部与圆柱形底部相互连通；相对于圆锥形底部设置相应形状的固定端，所述固定端上设置有与挤出机连接螺孔。
[0011]作为对本实用新型所述的用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具的进一步改进:所述中间部分的圆锥形锥度为30-45°。
[0012]作为对本实用新型所述的用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具的进一步改进:所述固定端横向设置有与外界空气连通的通孔。
[0013]作为对本实用新型所述的用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具的进一步改进:所述通孔数量为三个，其三个均匀分布于固定端。
[0014]作为对本实用新型所述的用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具的进一步改进:所述模芯相对于外模的定型端、挤出端、固定端设置有对应形状；所述模芯内从上至下依次设置有相互连接的球头、拉杆1、拉杆II ;拉杆II上端中心加工有内螺孔，相对于内螺孔在拉杆I下端设置有外螺纹，通过螺纹固定和调节拉杆I与拉杆II的距离；拉杆II下端中心设置有用于固定绳索的T字形连接孔；所述拉杆II从上至下依次套装有垫片II1、垫片1、垫片
II;所述垫片I和垫片II之间安装有弹簧；所述垫片II相对于模芯下端内侧面设置相应的锥度；所述垫片II下端设置有隔套；所述模芯底端相对于外模的底端三个均布的通气孔设置有三个中心孔；所述隔套相对于模芯的中心孔设置有对称缺口用于穿过绳索；所述隔套下端设置有垫片IV，垫片IV的顶部设置有用于定位和穿过绳索的定位孔；所述绳索一端固定在拉杆II连接孔，另外一端依次穿过垫片IV上的定位孔、模芯上一个中心孔、外模底端的对应通孔；所述模芯的下端通过顶尖帽进行螺纹紧固密闭，同时依次压紧垫片IV、隔套和垫片II。
[0015]作为对本实用新型所述的用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具的进一步改进:所述封头内为半球型空腔，其下端相对于外模中上端的环形凸起加工有对应的凹进台阶；其封头顶部中心加工有有细孔，挤压时用于排除模具内腔中的空气；所述细孔直径为3-5mm ;模具中与泥料接触的部位全部采用抛光处理，减少泥料通过时的阻力。
[0016]用于挤压成型封闭端陶瓷管的方法，使用活塞式挤出机，刚开始挤出半球型封头采用点动式操作，当挤出机将泥料压入外模和模芯之间的通道前，柔性绳索的另一端配重砝码，自动拉紧绳索，从而压紧模芯顶端的球头，密封住模芯支架顶端的空腔部位，泥料进入模具前端的垂直定型段，然后进入模芯和封头的连接的半球型空腔，泥料进入半球型的封头端压紧致密后，多余的泥料通过封头顶端的小孔挤出，停止挤压停滞5s后，移掉封头，然后松开绳索另一端的配重砝码，绳索松开，弹簧将拉杆弹出，从而将球头向外弹出一定的间隙，外界空气通过外模、模芯下端相连接的通气孔进入模芯内部，再通过弹出球头与模芯之间的空隙进入管子内部，保证管子内外压力一致，继续挤压保证挤出的盲管不受外界空气压力而变形。
[0017]本实用新型的整体结构简单，且使用方便，效果好。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0019]图1是本实用新型整套模具组装结构示意图；
[0020]图2是图1中的模芯结构示意图；
[0021]图3是图1中的本实用新型模芯组装结构示意图(仰视图和剖视图)；
[0022]图4是图1中的外模结构示意图(仰视图和剖视图)；
[0023]图5是是图1中的封头结构示意图；
[0024]图6是是图1中的压紧支架结构示意图(三视图)。
【具体实施方式】
[0025]实施例1、图1?图6给出了一种用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具。其用于挤压成型封闭端陶瓷管的模具包括安装在挤出机的挤出端部位的外模5、模芯4和封头3(外模5为上、下不封口的空腔，其内设置模芯4，并由封头3封闭)。
[0026]其中，外模5如图4所示，由一整块钢件机加工而成上、下不封的空腔，根据其结构造型分为上、中、下三部分；其上端部分为圆柱形，其顶部加工有环形凸起，该环形凸起用于定位封头3，其侧面对称加工有压紧支架连接的螺孔，通过该螺孔设置压紧支架2，并通过压紧支架2固定封头3。而其中间部分相对于上端的圆柱形加工成圆锥形，一般锥度为30-45°，其下端部分用于连接挤出机的固定端，该固定端上加工有六个均匀分布的纵向通孔，用于连接挤出机，挤出端上加工有4X4mm的圆形槽，用于装O型橡胶密封圈，在固定端上加工有三个横向对称的通气孔，该通气孔主要与模芯4上三个对称的中心孔相通，在挤压管材时，这些通气孔主要向模芯4内部输送空气，以保证模芯4内外压力一致，同时用于穿过绳索15。
[0027]在外模5内安装模芯4，其如图2所示，该模芯4相对于外模5内侧面进行相应的设计，加工成上端为圆柱形下端为圆锥形，模芯4上端的垂直段与外模5上端内侧面垂直段用于挤出泥料的定型，控制挤出素坯管的内外径尺寸。如图3所示，模芯4的上端加工成垂直方向为30°的锥度，用于安装和定位球头6，该球头6下端中心位置加工有3mm深的内螺孔，用于连接拉杆I 7，通过拉杆I 7连接，与模芯顶部30°的锥面相吻合，整体加工抛光后，形成一个光滑的半球型，球头6通过拉杆I 7拉紧定位，从而对模芯上端面进行密封；模芯4内从上至下依次安装有相互连接的拉杆I 7，拉杆I 7加工外螺纹，拉杆II 9，拉杆II 9上端3/5处加工有外螺纹，上端中心位置加工有内螺孔，用于连接拉杆I 7 ;拉杆II 9上从上至下依次套装有垫片III 8、垫片I 10和垫片II 11，