等静压薄膜袋无应力模具的制作方法

本发明涉及与等静压机配套的工装——等静压模具；粉体放入模具内，模具再放入等静压机而实现粉体的等静压成型，具体为等静压薄膜袋无应力模具。

背景技术：

等静压成型和其它粉体成型技术一样也需要使用模具。把粉体装在模具里通过震实或适当挤压达到一定的初装密度，使其具有固定的形状并进行密封，然后放在等静压机的高压腔里，高压腔液体压力介质的静压经模具传递给粉体实现等静压成型。等静压模具要通过变形传递静压力实现粉体的等静压成型，所以通常要用弹性的橡胶材料或工程塑料来制作。

粉体材料经等静压成型有如下条件要求：

1）粉体初装密度要尽可能的均匀，通常要经过震实或捣实。

2）粉体初装震实或捣实后的形状要达到预定的尺寸要求。

3）经模具传递过来的静压力要均匀、静压力的大小要满足压制工艺的要求。

满足以上要求就能把粉体材料压制成密度形状都合格的工件。

条件1）和2）要求橡胶模具有一定的刚性因而要保持一定的硬度和厚度，条件3）要求模具弹性尽量的好，尽量的薄。面对这种互相矛盾的要求，我们只能根据工件的具体形状和技术要求做折中或顾此失彼式的选择。

对于较长的圆柱形工件我们选择较厚的具有一定硬度的橡胶模具先满足条件1）和2），加压介质的静压经厚厚的模具传递到工件，由于它是圆形的，所以在圆周方向上它还是均匀的。但到两头静压传递就不均匀了，就可能出现形状误差，如果误差不太大或工件本身对形状误差要求不高就可转入烧结，不然还需对毛胚做外加工处理。

对非圆形工件现有的等静压技术是无法用现有橡胶模具直接压制成型的，目前可行的办法是增加一道干粉压机预成型工序，工件经过预成型满足了条件1）和2），即具有大体均匀的密度和固定的形状，然后用塑料薄膜真空封装完成密封并能满足了条件3均匀的传递静压，把它放入等静压机高压腔的液体压力介质里实现等静压成型。

技术实现要素：

本发明解决现有等静压模具的厚度无法兼顾其保持一定刚度和均匀传递静压力的问题，提供一种等静压薄膜袋无应力模具。

本发明是采用如下技术方案实现的：等静压薄膜袋无应力模具，由多孔透气的刚性靠模和铺衬于靠模的模腔内的薄膜袋构成；薄膜袋分成靠模模腔内部分和靠模模腔外部分；薄膜袋的靠模模腔内部分的形状、容积大小与靠模的模腔相配适，使得粉体加入薄膜袋且震实或捣实后的形状与靠模的模腔形状一致，而不会受薄膜袋的靠模模腔内部分与靠模内壁贴合不好的影响；薄膜袋的靠模模腔外部分的长度满足薄膜袋袋口真空封装的需求。工作时，向薄膜袋内加入定量粉体并震实或捣实，粉体自身的重量使薄膜袋的靠模模腔内部分压贴于靠模的模腔内壁。加料震实或捣实完成后，薄膜袋袋口进行真空封装完成密封，将模具放进等静压机的高压腔进行等静压成型即可。由于薄膜袋很薄很柔软自然能满足条件3），能均匀传递液体压力介质的静压力；由于薄膜袋外面有多孔透气的刚性靠模具有良好的刚性和强度，使粉体在装料震实或捣实的过程中也能保持固定的形状，满足了条件1）和2），从而解决了现有等静压模具所无法解决的问题。在实施等静压的整个过程中，等静压高压腔内的压力介质透过靠模把静压力施加在薄膜袋上，并通过薄膜袋的变形实现对粉体的等静压成型。在整个过程中靠模不受力不变形，故称之为无应力模具。

为了提高效率和成型质量，所述的等静压薄膜袋无应力模具还包括底部带有排气管的真空罐，真空罐配有其上开有环孔的密封压盖，多孔透气的刚性靠模位于真空罐内，密封压盖密封压置于靠模的模腔端口并使密封压盖上的环孔对准靠模的模腔，薄膜袋的靠模模腔外部分从压盖中部的环孔引出。使用时，通过真空罐的排气管抽真空，薄膜袋把真空罐内腔与大气隔离，在大气压的作用下薄膜袋紧贴靠模的模腔内壁，以此减小薄膜袋的靠模模腔内部分对粉体初装震实后的形状的影响。

本发明所述的等静压薄膜袋无应力模具，由于薄膜袋很薄，自然能满足条件3），即均匀且无衰减传递静压力；由于薄膜袋外面设置有多孔透气的刚性靠模，在震实或捣实及负压条件下薄膜袋能贴紧靠模的模腔内壁，即使在震实或捣实过程中也能保持固定的形状，满足了条件1）和2），从而解决了现有等静压模具存在的问题；其结构设计新颖、独特。采用本发明所述的模具压制非圆形的工件可省去预成型工序，从而简化粉体的等静压成型工序。压制圆形工件也能获得更好的形状更均匀的密度。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图，图中薄膜袋已装料袋口已真空封装，已可以放进等静压机的高压腔进行等静压；

图2为本发明另一种结构示意图；

图3为图2的薄膜袋装料袋口真空封装后的结构示意图。

图中：1－靠模，2－薄膜袋，3－真空罐，4－垫块，5－密封压盖，6－卡环，7－排气管，8－凸环。

具体实施方式

等静压薄膜袋无应力模具，由多孔透气刚性靠模1和铺衬于靠模的模腔内的薄膜袋2构成；薄膜袋2分成靠模模腔内部分和靠模模腔外部分；薄膜袋的靠模模腔内部分的形状、容积大小与靠模1的模腔相配适，使得粉体加入薄膜袋且震实或捣实后的粉体形状与靠模的模腔形状一致，而不会受薄膜袋的靠模模腔内部分与靠模内壁贴合不好的影响；薄膜袋的模腔外部分的长度满足薄膜袋袋口真空封装的需求。所述的等静压薄膜袋无应力模具还包括底部带有排气管7的真空罐3，真空罐3配有其上开有环孔的密封压盖5，多空透气的刚性靠模1位于真空罐内，密封压盖5密封压置于靠模1的模腔端口并使密封压盖上的环孔对准靠模的模腔，薄膜袋2的靠模模腔外部分从密封压盖5中部的环孔引出。

具体实施时，在有负压作用下，薄膜袋2的靠模模腔内部分的形状、容积大小与靠模的模腔相一致，使薄膜袋2的靠模模腔内部分在负压的作用下沿靠模的模腔内壁张紧铺展（即不产生折叠或皱折），进一步减小薄膜袋2的靠模模腔内部分对粉体初装震实或捣实后的形状的影响。制成薄膜袋2的薄膜的含义是指其厚度相比现有等静压模具薄得多。从均匀传递静压力的角度，薄膜越薄越好。考虑到强度问题，其薄厚的选择和工件的大小有关，大的工件薄膜就要厚一些。其厚度可在0.1-0.5mm范围选择。薄膜袋可选用现有等静压模具的橡胶材料或工程塑料制做，但要求强度更高一些，还要便于真空封装，譬如选择柔软的高强度的塑料薄膜，也期待更好的新材料出现。以上有关薄膜袋的内容属于本领域技术人员的公知常识或常规选择，所以本申请“薄膜”的概念对本领域技术人员来讲是清楚的。具体实施时，靠模1由多孔透气金属材料制成。

具体实施时，制成薄膜袋2的薄膜为弹性薄膜。这样，可减少对薄膜袋的靠模模腔内部分的苛刻尺寸、形状要求，在震实或捣实及负压作用下通过弹性变形而沿靠模的模腔内壁张紧铺展，从而更容易实现薄膜袋的靠膜膜腔内部分的张紧铺展。譬如选择生产避孕套或气球的材料制作薄膜袋就是个不错的选项。

具体实施时，密封压盖5中部的环孔四周设有位于密封压盖上端面的凸环8，凸环8上环套有卡环6，使用时，从环孔引出的薄膜袋2的靠模模腔外部分绕过凸环8被卡环6压住，实现薄膜袋2的靠模模腔外部分的定位，其作用一是方便加料二是更充分地把真空罐与大气隔绝。在真空罐3底部与靠膜1底部之间还支撑有垫块4，目的是为靠模能可靠定位，在震实或捣实过程中不会移动。

整个工作过程：

1、按图2把靠模1、薄膜袋2及真空罐各部分装配完毕抽真空；

2、定量装料、震实或捣实、真空封装如图3；

3、打开真空罐取出靠模如图1；

4、放进等静压机高压腔施以等静压；

5、清洗液体压力介质剪开薄膜袋取出压制完工的工件。