一种冷等静压成型模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种冷等静压成型模具，包括密封胶套和设置在其内的钢模，密封胶套由橡胶套和橡胶塞组成，钢模由组合阴模以及设置在组合阴模内的上动模和下动模组成，组合阴模由长侧板、短侧板、上紧固圈和下紧固圈组成，长侧板和短侧板均竖直设置，长侧板和短侧板的上端通过上紧固圈箍紧，长侧板和短侧板的下端通过下紧固圈箍紧，长侧板、短侧板、上动模和下动模形成的腔体为金属粉末填充腔，长侧板和短侧板均为钢板，上动模和下动模均为钢模。本实用新型满足大尺寸压坯高压压制力需求，克服了常规软胶模包套成型造成压坯形状、尺寸偏差较大、表面质量差及材料成品率较低的缺点，实现大尺寸板、锭坯的精确成型，坯体形状规整、成品率高。
【专利说明】一种冷等静压成型模具
【技术领域】
[0001]本实用新型属于粉末冶金【技术领域】，具体涉及一种冷等静压成型模具。
【背景技术】
[0002]粉末冶金技术是集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、近净(终)成形、无(少)污染的先进制造技术，在难熔金属材料及其零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经成为当代材料科学发展的前沿技术。目前粉末冶金技术也正向着高致密化、高性能化、集成化、最优化和低成本等方向发展。近年来，一系列粉末冶金新技术不断涌现。
[0003]模壁润滑技术取代粉末润滑已成为粉末成形研究和开发的热点。模壁润滑技术作为一种易嫁接的技术，与其他成形技术的结合，将为粉末高致密化精密成形提供更为有效的途径。
[0004]高压温压技术是在粉末压制、温压成形工艺的基础上，提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成形技术。在PMC2TEC2002国际会议上，日本丰田汽车公司Mik1 Kondoh披露利用温压、模壁润滑和高压压制力，制得几乎全致密铁基粉末压坯。
[0005]高速压制技术是瑞典Hoganas公司在2001年推出的一项新技术。该技术是传统粉末压制成形技术的一种极限式外延的结果，比传统的压制技术快500?1000倍，适于大批量生产零部件。目前，利用该技术只能制备形状较为简单且具有一级台阶的制品，同时模具费用昂贵，而且模具形状及其寿命也是该技术快速发展的瓶颈。
[0006]粉末冶金新技术、新工艺的不断出现，除了改善产品性能、增加新产品，还将为进一步扩大粉末冶金零件的应用范围提供新的技术。但目前大多仍处于实验室阶段或试生产阶段，需要专用的大型设备，或适合于新技术应用的粉末特性还有待进一步研究。距钨、钥等难熔金属的生产应用尚有一定的差距。
[0007]难熔金属的板、棒、管及异型件的坯、锭一般是采用粉末冶金工艺(P/Μ)制备。目前，粉末冶金技术制坯的方法主要有液压机模压和冷等静压成型，液压机模压适于小规格压坯，且多为单向压制模压成型，虽然模压成型生产效率高，表面平整度高，但这种成型方式得到的钥坯料弹性后效效应明显、内应力大且易于形成内裂纹，造成难以消除的缺陷。当大尺寸的压坯由传统液压机模压成型时，由于液压机吨位太低使压坯不能具有足够的强度，常常导致压制过程中压坯损伤，特别是在成型与脱模过程中。因此，有必要在高吨位下(即超过200Mpa)压制粉料，以获得高强度压坯避免在成型与脱模过程中损伤坯料。然而，对于大规格的坯料，工业上实现压力高于200Mpa的液压机模压成型所需设备投入庞大，故多采用冷等静压(CIP)软胶膜压制成型。冷等静压在各个方向施加均等的压力，坯料密度分布较均匀，保压泄压速率可控制，坯料的弹性后效和内应力相对较小。但由于粉末自重导致向下自发的流动倾向难以控制，导致冷等静成型的板坯沿装粉方向的厚度差异较大，若操作不当引起软胶膜褶皱也易于导致表面出现凹坑或其它缺陷，成品率较低。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种冷等静压成型模具，其结构简单、操作方便，通过密封胶套内置钢模，满足大尺寸压坯高压压制力需求，克服了常规软胶模包套成型造成压坯形状、尺寸偏差较大、表面质量差及材料成品率较低的缺点，从而在冷等静压机中实现大尺寸板、锭坯的精确成型，同时坯体形状规整、成品率高。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种冷等静压成型模具，其特征在于:包括密封胶套和设置在所述密封胶套内的钢模，所述密封胶套由橡胶套和橡胶塞组成，所述橡胶塞设置在橡胶套的上部且与橡胶套配合密封，所述钢模由组合阴模以及设置在组合阴模内的上动模和下动模组成，所述组合阴模由长侧板、短侧板、上紧固圈和下紧固圈组成，所述长侧板和短侧板均竖直设置，所述长侧板和短侧板的上端通过上紧固圈箍紧，所述长侧板和短侧板的下端通过下紧固圈箍紧，所述长侧板、短侧板、上动模和下动模形成的腔体为金属粉末填充腔，所述金属粉末填充腔与所需制作的坯料形状相对应，所述长侧板和短侧板均为钢板，所述上动模和下动模均为钢模。
[0010]上述的一种冷等静压成型模具，其特征在于:所述上紧固圈与长侧板和短侧板的上端的配合锥度均为7°?9°，所述下紧固圈与长侧板和短侧板的下端的配合锥度均为
7。?9。。
[0011]上述的一种冷等静压成型模具，其特征在于:所述金属粉末填充腔为方形空腔。
[0012]上述的一种冷等静压成型模具，其特征在于:所述长侧板和短侧板的数量相等且均为两块，两块长侧板前后对称设置，两块短侧板左右对称设置。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、本实用新型结构简单、设计合理且使用操作方便。
[0015]2、本实用新型与传统冷等静压胶膜成型模具相比，在冷等静压中利用内置于密封胶套中的钢模直接作用于金属粉末成型，消除了常见的压坯表面凹坑、缩头等压制缺陷，所成型的坯料形状规整，尺寸精确，成品率高。
[0016]3、本实用新型与传统钢模相比，通过外部密封胶套将冷等静压压力均匀传递至钢模的上动模和下动模上，使得上动模和下动模在冷等静压作用下沿钢模内腔上下相对滑动，从而实现高压制力下金属粉末双向压制，所成型的板坯密度均匀，强度高。
[0017]4、本实用新型可用于成型块状压坯，特别适用于成型尺寸要求精确的板坯和大规格板坯,所成型的压坯形状规整,成品率高。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图。
[0020]图2为图1的A-A剖视图。
[0021 ] 图3为图1的B-B剖视图。
[0022]附图标记说明:
[0023]I一上紧固圈； 2—下动模； 3—下紧固圈；
[0024]4一上动模；5—橡胶塞； 6—金属粉末填充腔；
[0025]7—橡胶套；8—长侧板； 9一短侧板。
【具体实施方式】
[0026]如图1至图3所示，本实用新型包括密封胶套和设置在所述密封胶套内的钢模，所述密封胶套由橡胶套7和橡胶塞5组成，所述橡胶塞5设置在橡胶套7的上部且与橡胶套7配合密封，所述钢模由组合阴模以及设置在组合阴模内的上动模4和下动模2组成，所述组合阴模由长侧板8、短侧板9、上紧固圈I和下紧固圈3组成，所述长侧板8和短侧板9均竖直设置，所述长侧板8和短侧板9的上端通过上紧固圈I箍紧，所述长侧板8和短侧板9的下端通过下紧固圈3箍紧，所述长侧板8、短侧板9、上动模4和下动模2形成的腔体为金属粉末填充腔6，所述金属粉末填充腔6与所需制作的坯料形状相对应，所述长侧板8和短侧板9均为钢板，所述上动模4和下动模2均为钢模。
[0027]本实施例中，所述上紧固圈I与长侧板8和短侧板9的上端的配合锥度均为7°?9°，所述下紧固圈3与长侧板8和短侧板9的下端的配合锥度均为7°?9° ;有一定的配合锥度，使得上紧固圈1、下紧固圈3可将长侧板8和短侧板9能很好的箍紧。
[0028]本实施例中，所述金属粉末填充腔6为方形空腔，所述长侧板8和短侧板9的数量相等且均为两块，两块长侧板8前后对称设置，两块短侧板9左右对称设置；金属粉末填充腔6还可以为圆柱形空腔。
[0029]本实用新型的工作原理为:使用时，下动模2工作面朝上平置在工作台上，并将长侧板8、短侧板9、上紧固圈I和下紧固圈3与下动模2进行组合，形成金属粉末填充腔6 ；将准备好的金属粉末均匀装入金属粉末填充腔6内，并辅以压实或振动等操作使金属粉末填充腔6内填满金属粉末；将上动模4装在金属粉末填充腔6内上端，完成钢模组合；将装好粉末的钢模竖直吊入橡胶套7中，采用橡胶塞5密封，以防止液压介质渗入；将上述装配好的模具放入冷等静压缸体内再设定压力、保压时间下压制成型；泄压后吊出，脱模即得到成型的板坯。重复上述步骤，可实现连续生产。依据冷等静压缸体大小和模具的大小，可多组模具同时放入冷等静压中压制成型，可显著提高生产效率。
[0030]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种冷等静压成型模具，其特征在于:包括密封胶套和设置在所述密封胶套内的钢模，所述密封胶套由橡胶套(7)和橡胶塞(5)组成，所述橡胶塞(5)设置在橡胶套(7)的上部且与橡胶套(7)配合密封，所述钢模由组合阴模以及设置在组合阴模内的上动模(4)和下动模(2)组成，所述组合阴模由长侧板(8)、短侧板(9)、上紧固圈(I)和下紧固圈(3)组成，所述长侧板(8)和短侧板(9)均竖直设置，所述长侧板(8)和短侧板(9)的上端通过上紧固圈(I)箍紧，所述长侧板(8)和短侧板(9)的下端通过下紧固圈(3)箍紧，所述长侧板(8)、短侧板(9)、上动模(4)和下动模(2)形成的腔体为金属粉末填充腔￠)，所述金属粉末填充腔(6)与所需制作的坯料形状相对应，所述长侧板(8)和短侧板(9)均为钢板，所述上动模(4)和下动模(2)均为钢模。
2.按照权利要求1所述的一种冷等静压成型模具，其特征在于:所述上紧固圈(I)与长侧板(8)和短侧板(9)的上端的配合锥度均为7°?9°，所述下紧固圈(3)与长侧板(8)和短侧板(9)的下端的配合锥度均为7°?9°。
3.按照权利要求1或2所述的一种冷等静压成型模具，其特征在于:所述金属粉末填充腔(6)为方形空腔。
4.按照权利要求3所述的一种冷等静压成型模具，其特征在于:所述长侧板(8)和短侧板(9)的数量相等且均为两块，两块长侧板(8)前后对称设置，两块短侧板(9)左右对称设置。
【文档编号】B22F3/03GK203917913SQ201420368869
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月5日 优先权日:2014年7月5日
【发明者】张晓 , 赵虎, 冯鹏发, 卜春阳, 左羽飞, 张菊平 申请人:金堆城钼业股份有限公司