一种用于粉末压制成型的超声波装置的制作方法

本发明属于粉末压制相关的技术领域，特别是涉及一种用于粉末压制成型的超声波装置。

背景技术：

粉末压制成型，是用于将松散的粉末制成具有预定几何形状、尺寸、密度和强度的半成品或成品。

其中，陶瓷粉末成型技术是以氧化锆粉末、氧化锆粉体与成型剂混合作为原料，经过干压成型、烧结工艺制造而成的，此种工艺主要生产轻量型、高刚性的扁平形状陶瓷制品，生产效率高，适合大量生产，成本低，材料利用率高，抗剪切性好。

目前，陶瓷压制成型，具体是通过压力机和模具的静压力下，粉末在15-600mpa压力下，压成所需形状，由于氧化锆材料材质硬脆，在微观上存在着不规则棱角，静压力作用下压制成型后，微粒之间会存在很多空隙，会形成气孔，致使成型后材料的密实度低，会影响到陶瓷面板的力学性能比如硬度、强度、耐磨性、耐高温、耐腐蚀性能。

具体地，如中国专利所公开的粉末压制成型装置(申请号：2017107076452)，其具体公开了采用进出气的气流产生的振动带动薄膜层抖动，以粉末混匀，同时将粉末间隙进行填充。

然而，上述的粉末压制成型装置在工作时，由于采用膜振动产生的能量低，频率小，传播范围有限，只能引起贴近膜表面材料的轻微运动，不足以使整个构件材料密实，从而会影响到压制成型后产品的力学性能；而且，在加压后这种作用就没有了，其并不解决压制过程中粉末排列杂乱问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于粉末压制成型的超声波装置。

具体地，一种用于粉末压制成型的超声波装置，包括模座，设于所述模座上的凹模，以及相对所述凹模设置的凸模，所述凸模与所述凹模配合，且共同形成有用作粉末压制的腔室；其特征在于：所述模座内设置有至少一个超声振动发生器，所述超声振动发生器的振动输出部面向所述凹模设置，其中所述凹模与所述超声振动发生器的振动输出部之间设置有至少一个撞击件，且所述超声振动发生器能够驱动所述撞击件来对所述凹模进行撞击。

作为本发明的优选方案，所述超声振动发生器包括超声波换能器，及设于所述超声波换能器上的变幅杆；所述变幅杆的一端与所述超声波换能器固定连接，另一端面向所述凹模设置，且所述撞击件放置在所述变幅杆面向所述凹模的一侧端面上，并与所述凹模抵接配合。

作为本发明的优选方案，所述超声振动发生器还包括导向套，所述导向套套接在所述变幅杆上，并相对于所述变幅杆滑动。

作为本发明的优选方案，所述超声振动发生器还包括弹性支撑件，用于对所述超声波换能器进行支撑，且所述弹性支撑件能够对所述超声波换能器的支撑进行弹性调节。

作为本发明的优选方案，所述弹性支撑件为弹簧，所述弹簧的两端分别与所述超声波换能器和所述模座止抵。

作为本发明的优选方案，所述撞击件为钢球，所述变幅杆与所述凹模之间设置有多颗钢球。

作为本发明的优选方案，所述变幅杆在面向所述凹模的一端固定有护套，且多颗所述钢球设置在所述护套上，并与所述凹模抵接配合。

作为本发明的优选方案，所述超声波装置进一步包括冷却系统，用于对所述超声振动发生器进行冷却降温。

作为本发明的优选方案，所述冷却系统包括气管接头，所述气管接头设置在所述模座的模座盖板上，用于往所述模座内导入冷气，且所述冷气能够途经所述超声振动发生器，并从所述凹模与所述模座之间的装配间隙向外排出。

作为本发明的优选方案，所述模座内设置有多个超声振动发生器。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所提供的用于粉末压制成型的超声波装置，在粉末压制成型的过程中，用超声振动发生器驱动撞击件对凹模进行撞击，使得该超声波装置工作时所产生对粉末材料的振动能量大，且频率高，进而使得经由该超声波装置压制成型后得到的产品密实度高，且具有良好的力学性能。

附图说明

图1为本发明所提供的用于粉末压制成型的超声波装置的剖视图。

图2为本发明中凹模的结构示意图。

其中，10、模座；11、中间模；12、装配孔；13、模座盖板；14、凸柱；20、凹模；21、导流槽；30、凸模；40、超声振动发生器；41、超声波换能器；42、变幅杆；43、弹性支撑件；44、螺柱；45、导向套；50、撞击件；61、气管接头；230、腔室；421、护套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明请求保护的用于粉末压制成型的超声波装置，用于在粉末压制成型的过程中加入超声振动，使低频冲击和高频超声振动在每个粉末中传递，使得粉末填入尖角产生的空隙中，自适应协调位置错乱，以此提高了该超声波装置对粉末材料压制成型后产品的密实度。

请参阅图1，本发明所提供的用于粉末压制成型的超声波装置，包括模座10，设于所述模座10上的凹模20，相对所述凹模20设置的凸模30，以及设于所述模座10内用于发生超声振动的超声振动发生器40。其中，所述凹模20与所述凸模30配合，且共同形成有用作粉末压制的腔室230。所述超声振动发生器40的振动输出部面向所述凹模20设置，并在两者之间设置至少一个撞击件50，使得超声振动发生器40能够驱动所述撞击件50对所述凹模20进行撞击。

所述模座10为该超声波装置的支撑结构件，用于对置于其上的凹模20进行支撑，以便凸模30受压力机驱动下压并与所述凹模20配合。

在本实施例中，所述模座10包括中间模11，所述中间模11设置在所述模座10和所述凹模20之间，并分别与所述模座10和所述凹槽20固定连接，具体可用圆柱销101和螺钉102分别将中间模11和模座10，以及中间模11和凹模20进行固定连接，以此保证模座10与中间模11，以及中间模11与凹模20之间的装配精度。其中，所述模座10和所述中间模11上分别开设有装配孔12，用于对所述超声振动发生器40进行装配。

可以理解，本实施例的模座10和中间模11的分体式结构设置，便于了模座10在生产制备时对用于装配超声振动发生器40的装配孔12的开设，也就是说，便于了该模座10的生产制备。

所述超声振动发生器40用于产生超声振动，以超声振动的方式驱动所述撞击件50对所述凹模20发生撞击。在本实施例中，所述模座10内设置有多个超声振动发生器40，具体可根据凹模20与凸模30之间腔室230所需要压制粉末的需求来设置超声振动发生器40的数量。

具体地，所述超声振动发生器40包括超声波换能器41，设于所述超声波换能器41上的变幅杆42，以及弹性支撑件43；所述变幅杆42的一端与所述超声波换能器41固定连接，具体可用螺柱44进行固定连接；所述变幅杆42的另一端面向所述凹槽20设置，且所述撞击件50放置在所述变幅杆42面向所述凹模20的一侧端面上，并与所述凹模20抵接配合。也就是说，本实施例的变幅杆42上面向所述凹模20的一侧端面即为所述超声振动发生器40上的振动输出部。且所述超声振动发生器40在工作时，所述换能器41接通电源后能够产生超声高频振动，变幅杆42再将换能器41工作时所产的高频振动进行放大，并将超声能量集中在置于所述变幅杆42上的撞击件50进行高频振动的驱动。

所述弹性支撑件43用于对所述超声波换能器41进行支撑，且所述弹性支撑件43能够对所述超声波换能器41的支撑进行弹性调节，使得所述弹性支撑件43能够对所述超声波换能器41工作时所产生的振动提供反作用力，以便于超声波换能器41通过变幅杆42对撞击件50进行高频振动的驱动。

具体地，所述弹性支撑件43为弹簧，所述弹簧的两端分别与所述超声波换能器41和所述模座10止抵。其中所述弹簧优选为压缩弹簧。进一步地，所述弹簧的两端分别套接在所述超声波换能器41与所述模座10上模座盖板13的凸柱14上，以对所述弹簧进行限位，防止弹簧提供超声波换能器41振动的反作用力时发生偏差。

在本实施例中，所述超声振动发生器40还包括导向套45，所述导向套45套接在所述变幅杆42上，并相对于所述变幅杆42滑动连接。以用所述导向套45对变幅杆42起到限位和导向的作用。其中所述导向套45设置在所述模座10的装配孔12内，且与所述装配孔12间隙配合，使得导向套45在所述模座10内能够进行上下往复滑动。

所述撞击件50受所述变幅杆42的驱动用于撞击凹模20，以对置于所述凹模20与所述凸模30之间腔室230内的粉末进行振动驱动。

在本实施例中，所述撞击件50为钢球，且每个所述变幅杆42和所述凹模20之间设置有多颗钢球，优选地，每个所述变幅杆42和所述凹模20之间设置有两颗钢球。

可以理解，本实施例通过钢球为撞击件50的结构设置，解决了超声振动在重型高压结构件中能量的传导问题，使得变幅杆42的高频振动，经钢球传导给凹模20时，变成了钢球对凹模20的低频冲击和高频振动的复合运动，进而使凹模20传导到置于凹模20和凸模30之间腔室230内的粉末的振动也是低频冲击和高频振动的复合运动，使得振动分布更加均匀，且作用效果更好。

进一步地，所述变幅杆42在面向所述凹模20的一端固定有护套421，且多颗所述钢球设置在所述护套421上，并与所述凹模20抵接配合。使得变幅杆42对钢球进行高频振动驱动时，具体通过护套421与钢球进行直接接触，以此对变幅杆42起到了保护的作用，具有延长变幅杆42使用寿命的作用。

作为本发明的优选方案，本发明的超声波装置还包括冷却系统，用于对所述超声振动发生器40进行冷却降温，具体是用于对超声振动发生器40上的超声波换能器41进行冷却降温。

具体地，所述冷却系统包括气管接头61，所述气管接头61设置在所述模座10的模座盖板13上，用于往所述模座10内导入冷气，且所述冷气能够途经所述超声振动发生器40，并从所述凹模20与所述模座10之间的装配间隙向外排出，以此实现对超声振动发生器40的冷却降温。也就是说，所述超声振动发生器40装配在所述模座10的装配孔12内时，与所述模座10的装配孔12之间留有一定间隙，以用作冷气的流动通道。请参阅图2，所述凹模20在面向所述模座10的一侧端面上开设有多个导流槽21，以用作冷气外流的通道。

综上，本发明所提供的用于粉末压制成型的超声波装置，在粉末压制成型的过程中，用超声振动发生器驱动撞击件对凹模进行撞击，使得该超声波装置工作时所产生对粉末材料的振动能量大，且频率高，进而使得经由该超声波装置压制成型后得到的产品密实度高，且具有良好的力学性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。