一种超声粉末成型装置的制作方法

本发明属于粉末压制成型相关的技术领域，特别是涉及一种超声粉末成型装置。

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，粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成型和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。

目前，粉末压制成型，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，由于粉末材料材质硬脆，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，会影响到材料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，提供一种超声粉末成型装置。

具体地，一种超声粉末成型装置，包括模座，设于所述模座上的成型模具，及与所述成型模具配合设置的压杆；所述成型模具上具有一用作粉末压制的型腔，所述压杆部分伸入至所述成型模具的型腔内，用于对所述型腔内的粉末进行压制；其特征在于：所述成型模具上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成型模具的型腔设置。

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，另一端面向所述成型模具的型腔设置，并通过固定件与所述成型模具固定连接。

作为本发明的优选方案，所述变幅杆与所述成型模具之间用螺栓进行固定连接。

作为本发明的优选方案，所述超声波换能器与所述变幅杆同轴设置，并用螺柱进行固定连接。

作为本发明的优选方案，所述成型模具上设置有两个超声振动发生器，两个所述超声振动发生器相对于所述成型模具的中轴线对称设置，且两个所述超声振动发生器上超声波换能器的超声波之间的相位相差半个波长。

作为本发明的优选方案，所述成型模具上设置有一个超声振动发生器，所述超声振动发生器的朝向沿所述成型模具上型腔的径向设置。

作为本发明的优选方案，所述超声粉末成型装置还包括导套，所述导套设置在所述成型模具上型腔的开口上，且所述压杆贯穿所述导套并伸入至所述成型模具的型腔内。

作为本发明的优选方案，所述模座上设置有柱塞，所述柱塞部分伸入至所述成型模具的型腔内。

作为本发明的优选方案，所述模座与所述成型模具之间设置有橡胶垫。

作为本发明的优选方案，所述成型模具上型腔的横截面设置为圆形。

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：

本发明所提供的超声粉末成型装置，在粉末压制成型的过程中，用超声振动发生器产生超声振动对成型模具进行驱动，使得该超声粉末成型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粉末成型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为本发明所提供的超声粉末成型装置的结构示意图。

图2为本发明所提供的超声粉末成型装置的剖视图。

其中，10、模座；11、柱塞；12、橡胶垫；20、成型模具；21、型腔；30、压杆；40、超声振动发生器；41、超声波换能器；42、变幅杆；50、导套。

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。

本发明请求保护的超声粉末成型装置，用于在粉末压制成型的过程中加入超声振动，使得粉末在压制过程中填入尖角产生的空隙中，自适应协调位置错乱，以此提高了该超声粉末成型装置对粉末材料压制成型后产品的密实度。

请参阅图1、图2，本发明所提供的超声粉末成型装置，包括模座10，设于所述模座10上的成型模具20，与所述成型模具20配合设置的压杆30，以及设于所述成型模具20上至少一个超声振动发生器40。其中，所述成型模具20上具有一用作粉末压制的型腔21，所述压杆30部分伸入至所述成型模具20的型腔21内，用于对所述型腔21内的粉末进行压制。

所述模座10为该超声粉末成型装置的支撑结构件，用于对置于其上的成型模具20进行支撑。

其中，所述模座10上设置有柱塞11，所述柱塞11部分伸入至所述成型模具20的型腔21内，并与部分伸入至所述成型模具20上型腔21内的压杆30相对设置，且本实施例的超声粉末成型装置工作时所需要压缩的粉末导入至所述成型模具20的型腔21内时，具体被所述柱塞11所阻隔，并在所述柱塞11上被压制成型。

在本实施例中，所述模座10与所述成型模具20之间设置有橡胶垫12，以对所述成型模具20与所述模座10之间的相互接触起到缓冲的作用。具体地，所述橡胶垫12设置在所述模座10与所述成型模具20相接触的部位上。

可以理解，本实施例的超声粉末成型装置在工作时，置于所述成型模具20上型腔21内的粉末在压杆30的下压驱动下成型为固态状，在此过程中，粉末会填充满所述成型模具20上型腔21置于所述压杆30与所述柱塞11之间部位。也就是说，本实施例的超声粉末成型装置工作时所需要制备的产品的形状由所述成型模具20上型腔21来决定的。在本实施例的中，所述成型模具20上型腔21的横截面设置为圆形，使得该超声粉末成型装置工作时所制备的产品为圆柱状结构。当然了根据使用的需求，所述成型模具20上型腔21的横截面也可设置为三角形、方形、棱形，以及其它规则或者不规则的异形结构。

所述超声振动发生器40固定在所述成型模具20上，且所述超声振动发生器40工作时用于产生超声振动，以对所述成型模具20进行驱动，使得该超声粉末成型装置在对粉末进行压制的过程中加入超声振动。

具体地，所述超声振动发生器40包括超声波换能器41，及设于所述超声波换能器41上的变幅杆42；所述变幅杆42的一端与所述超声波换能器41固定连接，另一端面向所述成型模具20的型腔21设置，并通过固定件与所述成型模具20固定连接。使得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所述变幅杆42与所述成型模具20相连接的端面，并对所述成型模具20进行超声驱动。

其中，所述变幅杆42与所述成型模具20之间用螺栓(图未示)进行固定连接。所述超声波换能器41与所述变幅杆42同轴设置，并用螺柱(图未示)进行固定连接。

在本实施例中，所述超声粉末成型装置包括两个超声振动发生器40，两个所述超声振动发生器40设置在所述成型模具20上，并相对于所述成型模具20的中轴线对称设置，且两个所述超声振动发生器40上超声波换能器41的超声波之间的相位相差半个波长。使得该两个超声振动发生器40在工作时，能够同时对所述成型模具20进行超声振动的驱动，亦即两个超声振动发生器40各自工作时所产生的对成型模具20的超声振动驱动相叠加，以此提高该超声粉末成型装置工作时，对粉末压制时的超声振动强度，使得所述成型模具20具有径向扩张收缩的固有模态，进而使得置于所述成型模具20上型腔21内的粉末交替产生径向压紧收缩和放松张开的高频振动。需要说明的是，所述超声粉末成型装置上也可以具体设置一个超声振动发生器40，且所述超声振动发生器40的朝向沿所述成型模具20上型腔21的径向设置，以对所述成型模具20进行超声振动驱动，或者在成型模具20上设置的超声振动发生器40的数量多个，以对所述成型模具20进行混合的超声振动驱动。

作为本实施例的优选方案，本实施例的超声粉末成型装置还包括导套50，所述导套50设置在所述成型模具20上型腔21的开口上，以便将外置的粉末导入至所述成型模具20的型腔21内。其中，所述压杆30贯穿所述导套50并伸入至所述成型模具20的型腔21内。

综上，本发明所提供的超声粉末成型装置，在粉末压制成型的过程中，用超声振动发生器产生超声振动对成型模具进行驱动，使得该超声粉末成型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粉末成型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。