一种高比重钨合金制品坯体准近净成型软模模具的制作方法

本发明涉及高比重钨合金小型号制品坯体加工物料控制技术领域，更具体地讲，涉及一种高比重钨合金制品坯体准近净成型软模模具。

背景技术：

高比重钨合金小异形(方圆结合)系列制品，在当前等静压制、氢气烧结工艺路线下，通常采取的是制作圆柱形坯体棒料进行烧结，以确保后续机械加工整形过程工件余量足够；因此，现行圆柱形坯体结构棒料的物料损耗是构成产品成本的重要组成部分；即使在后期的软模模具结构改进中，将圆柱形调整为方柱形结构，有效实现了物料的阶段性降耗，但仍未达到最佳的物料控制目标，同时又暴露出了后续机械加工环节的打刀新问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高比重钨合金制品坯体准近净成型软模模具；实现了待加工坯体的准近净成形，从而有效杜绝了原圆柱形软模物料装填量大、生产周期长、加工繁琐的弊端，生产效率得到有效提升。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种高比重钨合金制品坯体准近净成型软模模具，包括设置有装料腔的软膜、用于封堵装料腔的塞头以及安装在塞头上的抽气嘴；所述装料腔包括方柱形料腔、与方柱形料腔一端连通且圆滑过渡的圆柱形料腔；所述塞头位于方柱形料腔远离圆柱形料腔的一侧。

方柱形料腔与圆柱形料腔两者圆滑过渡，形成与最终制品形状相接近的装料腔，有效的缩减了物料装填量；本发明引入了准近净坯体成型理念，设计该软膜，全过程实现了物料装填量在原有基础上30％的递减。

在一些可能的实施方式中，所述方柱形料腔与圆柱形料腔的连接处的曲率半径为6.67-8.33。

在一些可能的实施方式中，所述方柱形料腔的截面尺寸为23mm*23mm；所述圆柱形料腔的直径为21mm。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现向装料腔内装料，所述软膜的外侧套装有外模支撑。

优选的，所述外模支撑为铝膜。

在一些可能的实施方式中，所述塞头包括与方柱形料腔配合使用的的塞本体、与塞本体远离方柱形料腔一端连接的塞帽；所述塞头上设置有贯穿塞帽和塞本体的安装孔；所述抽气嘴安装在安装孔内。

在一些可能的实施方式中，为了有效的避免在压制后的脱模阶段的端头崩边而影响加工余量的问题，所述安装孔包括贯穿塞帽和塞头的孔一、以及与孔一同轴连接且位于塞本体远离塞帽一端的孔二；所述孔二上安装有滤布；所述滤布与塞本体靠近方柱形料腔的一端共面。

所述孔二的直径大于孔一的直径。

在一些可能的实施方式中，所述方柱形料腔、圆柱形料腔、安装孔同轴设置。

在一些可能的实施方式中，所述软膜的外侧设置有与塞帽配合使用的环状凸台。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过将设置具有方柱形料腔和圆柱形料腔的软模，确保了小异形高比重合金制品加工质量的同时，坯体料耗得到明显降低；提高了小异形高比重合金制品的生产效率；

本发明通过将滤布与塞本体的端面共面设计，有效的避免了压制后脱模阶段的端头崩边而影响加工余量的问题。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明中软膜与外模支撑的连接关系示意图；

图3为本发明中软膜与外模支撑的侧视图；

图4为本发明中塞头、抽气嘴的结构示意图；

图5为坯体的结构示意图；

图6为坯体的侧视图；

图7为本发明制备坯体的制作示意图

其中：10、坯体；201、塞头；2011、塞本体；2012、塞帽；2013、滤布；202、软膜；2021、方柱形料腔；2022、圆柱形料腔；203、外模支撑；204、抽气嘴。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的附图中，需要理解的是，不具有相互替代性的不同技术特征显示在同一附图，仅是为了便于简化附图说明及减少附图数量，而不是指示或暗示参照所述附图进行描述的实施例包含所述附图中的所有技术特征，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本发明中进行详细说明。

如图1-图7所示，

一方面，一种高比重钨合金制品坯体准近净成型软模模具，包括设置有装料腔的软膜202、用于封堵装料腔的塞头201以及安装在塞头201上的抽气嘴204；如图2所示，所述装料腔包括方柱形料腔2021、与方柱形料腔2021一端连通且圆滑过渡的圆柱形料腔2022；所述塞头201位于方柱形料腔2021远离圆柱形料腔2022的一侧。

通常，针对小型号高比重合金制品的生产加工，在坯体10的制作环节需考虑物料装填对软模结构的形变影响、真空除气方法对坯体10结构收缩形变影响、等静压制中制品摆放形式对其外观形变的影响、烧结填料目数在制品表面的嵌入深度对后续加工余量的影响，以及制品液相烧结形变等综合因素；因此，通常做法是制作较大余量的圆柱形坯体10予以应对，以确保最终制品的精加工尺寸与质量；其最大弊端是物料损耗太大。

针对上述现存因素可能对最终坯体10加工余量造成的影响，最初首先是对其圆柱体软模模具进行了减量设计，将物料装填量有效降至一定范围，但考虑到制品精加工后的方圆结合形状，圆柱体棒料的减量最终受制于其结构本身；因此，尝试由圆到方的结构调整及减量，设计制作了纯方柱形结构的软模模具，使其坯体10结构与最终制品形状相接近，将物料装填量进一步缩减；但当方柱形棒料的减量与坯体10待加工余量较为接近时，减量则无法进行；最终，引入了准近净坯体成型理念，方柱形料腔2021与圆柱形料腔2022两者圆滑过渡，形成与最终制品形状相接近的装料腔，有效的缩减了物料装填量；本发明引入了准近净坯体成型理念，设计该软膜202，全过程实现了物料装填量在原有基础上30％的递减。

本发明结合现有圆柱形软模物料装填量大的弊端，结合制品最终形状循序渐进设计出了方圆结合异形软模，实现了现行工艺路线下坯体10制品的准近净成型，制品料耗得到有效控制。

在一些可能的实施方式中，为了进一步解决原坯体外观形状与制品形状相差甚远而导致的料耗居高不下问题，并有效的避免坯体折断；所述方柱形料腔2021与圆柱形料腔2022的连接处的曲率半径为6.67-8.33。

在一些可能的实施方式中，所述方柱形料腔2021的截面尺寸为23mm*23mm；所述圆柱形料腔2022的直径为21mm。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现对于软膜进行支撑，所述软膜202的外侧套装有外模支撑203。

在进行物料装填时，在软膜202的外侧套装外模支撑203对软膜202进行支撑，从而有效的实现将物料装填在装料腔内，并能够使得物料筑实插紧。

在一些可能的实施方式中，如图1所示，所述塞头201包括与方柱形料腔2021配合使用的的塞本体2011、与塞本体2011远离方柱形料腔2021一端连接的塞帽2012；所述塞头201上设置有贯穿塞帽2012和塞本体2011的安装孔；所述抽气嘴204安装在安装孔内。

将抽气嘴204通过安装孔安装在塞头201上，在进行真空除气时，抽气嘴204的一端与真空管连接，通过抽真空设备对于装料腔内进行抽真空；

在一些可能的实施方式中，为了有效的避免在压制后的脱模阶段的端头崩边而影响加工余量的问题，如图4所示，所述安装孔包括贯穿塞帽2012和塞头2011的孔一、以及与孔一同轴连接且位于塞本体2011远离塞帽2012一端的孔二；所述孔二上安装有滤布2013；所述滤布2013与塞本体2011靠近方柱形料腔的一端共面。

所述孔二的直径大于孔一的直径。

安装孔包括位于塞本体2011和塞帽2012上的孔一、与孔一远离塞帽2012一端连接的孔二，孔二的的直径大于孔一的直径；两者同轴设置；滤布2013安装在孔二内，且位于抽气嘴204远离塞帽2012的一侧；滤布2013远离抽气嘴204的一侧与塞本体2011远离塞帽2012的一端共面；相比现有技术，滤布2013的尺寸将大大减小，不会铺满整个塞本体2011远离塞帽2012的端面；这样将有效杜绝压制后脱模阶段的端头崩边而影响加工余量的问题。

在一些可能的实施方式中，如图1所示，所述方柱形料腔2021、圆柱形料腔2022、安装孔同轴设置。

在一些可能的实施方式中，如图1、图2所示，所述软膜202的外侧设置有与塞帽2012配合使用的环状凸台。

本发明中的软膜结合坯体最终形状实现了现行工艺路线下坯体制品的准近净成型，制品料耗得到有效控制。

一种高比重钨合金制品坯体的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤s1:物料装料；依托软模、外模支撑203进行物料装填；

步骤s2:真空除气；在确保软模内坯体10真空除气时间足够的前提下，由装料岗位转移至该环节的待除气制品，严禁去除外支撑铝模；且务必垂直摆放于限位专用周转箱内，然后将抽气嘴204与真空管路连接，除气初期应缓慢对软模腔室进行抽真空。

真空除气的时间为1-2小时。

步骤s3:等静压制；当制品真空除气结束，应逐一将外模支撑203脱除，然后再转移至等静压制岗位，过程需注意震动磕碰对坯体10造成的断裂影响；压制前，需将软模制品吊装在相应吊具之上，亦或直接悬挂于专用周转箱内，再整体放置于缸内压制。具体包括以下步骤：

步骤s31:在等静压制前，逐一将外模支撑203脱除；

步骤s32：将软膜202制品吊装在吊具上或悬挂与周转箱内；

步骤s33：等静压制；压制压力为150mp。

步骤s4:液相烧结；压坯转移至烧结岗位后，装舟前需对坯体10外观质量进行检查，排除掉磕碰与掉边掉角后续加工余量不足的制品，液相烧结过程应充分考虑到填料目数在制品表面的嵌入深度对后续铣削量的影响。烧结温度为1540℃，填料目数为80目。

步骤s5:获得待精加工烧结态坯体10。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。