[发明专利]氮化硅生坯球径向压制模具装置及生产氮化硅生坯球方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模具装置及生产方法，特别是一种氮化硅生坯球径向压制 模具装置及生产氮化硅生坯球的方法。

背景技术

目前，轴承或其他机构的滚动体的生产，是先将氮化硅粉末置于模具内， 再利用压制的方式压制成球状形成生坯球，然后再进入下道工序。现有的氮化 硅生坯球压制模具装置均为橡胶单模结构或钢制组合模结构，工作时，将氮化 硅粉填装其中，利用冷等静压设备压制成生坯类球体。现有的这种模具装置及 生产方法具有如下缺点：

1、在受到巨大压制力条件下形变量较大，以及氮化硅粉受粒度分布和级配 等因素的影响在受压位移后形成的坯体应力分布不均，所以，制成的生坯类球 体圆度很不理想，必须为下几道工序(烧结、粗磨、精磨、抛光等)保留足够 的预留工差，因此，为达到质量要求和外形尺寸要求，材料耗用和浪费很大， 制造成本高。

2、在正常生产过程中，必须保持相当数量的模具用于生产周转，同时，由 于氮化硅粉硬度极高，冷等静压工序压力大于200MPa以上，造成模具损耗比较 严重，使用寿命短，不但增加了生产成本，也会影响生坯球生产质量。

3、不适合批量化生产，在生产过程中将模具分批次投入冷等静压机内压制， 压制周期长(压制周期40分钟左右)，生产数量少，工作效率低下，为了达到 批量化和规模化生产，必须相应增加压制设备，同时增加了设备的投入。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮化硅生坯球的圆度好、节省原材料、模具损耗 小、模具使用寿命长、适合于批量规模化生产、生产成本低的氮化硅生坯球径 向压制模具装置及生产氮化硅生坯球的方法，克服现有技术的不足。

本发明的氮化硅生坯球径向压制模具装置，有固定设置的下模杆和与中模 升降机构相接的中模，中模上设有中模孔，下模杆的上部插入中模孔内，与中 模孔相配有上模杆，上模杆与上底板相接，在上模杆的下端设有半球状上模腔， 在下模杆的上端设有半球状下模腔，所述的上模杆和下模杆与中模孔之间的间 隙为0.02毫米-0.05毫米，所述的中模的材料为氮化硅并洛氏硬度HRA至少为 92，所述的上模杆和下模杆由洛氏硬度HRC至少为74的钢材加工成型。

本发明的氮化硅生坯球径向压制模具装置，其中所述的下模杆的下端与下 模体固定连接，下模体与基板固定连接。

本发明的氮化硅生坯球径向压制模具装置，其中所述的中模固定在中模体 的中心孔内，中模体与中模架导柱的上端固定连接，中模架导柱插装在基板上 的导柱孔内，中模架导柱的下端与中模架底板固定连接，中模架底板接升降油 缸。

本发明的氮化硅生坯球径向压制模具装置，其中所述的上底板与上模导柱 的上端相接，上模导柱插装在中模体上的导柱孔内。

一种利用氮化硅生坯球径向压制模具装置生产氮化硅生坯球的方法，其特 征在于：包括如下步骤：

a、先向下模腔和中模孔组成的空间内加入规定量的氮化硅粉，氮化硅粉的 粒度≤0.4mm；

b、驱动上底板和上模杆下移，使上模杆插入中模孔内并上模杆与下模杆合 模，利用上模腔和下模腔压制氮化硅生坯球，其中上模杆的下行速度控制为15 -20毫米/秒，当上模杆向下运行到距中模孔上口0-5毫米处，开始压制，压 制速度控制为0.5-5毫米/秒，压力控制在220-280MPa之间，并保压20-40 秒；

c、卸压，使上模杆向下的压力降为0；

d、上模杆上移脱模，上移速度控制在0.1-0.8毫米/秒之间，当上移1-3 毫米后再快速上移到原位，使压制的生坯球位于下模腔内；

e、中模下移，其速度为10-15毫米/秒，当下模杆的上端面比中模孔的上 口高出2-5毫米时下移停止并取出压制的生坯球；

f、中模上移回位，重复上述步骤。

本发明的氮化硅生坯球径向压制模具装置及利用氮化硅生坯球径向压制模 具装置生产氮化硅生坯球的方法，与现有技术相比具有如下优点：生产的氮化 硅生坯类球体致密度较高，圆度好，可实现氮化硅生坯球连续生产，质量稳定， 克服了压制腔内模具几何外形对压制后生坯的表层产生应力集中和应力突变现 象，提高了氮化硅生坯球的合格率，产量大，节省原材料，生产成本低，适合 于批量化和规模化生产，模具使用寿命长。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的结构示意图；

图2是中模、上模杆、下模杆的部局结构示意图；