[发明专利]等静压成型模具

说明书

技术领域

本发明涉及材料成型技术领域，具体是用于粉末坯件成型的等静压成型模具。

背景技术

目前，粉末坯件常用以下几种方法成型：

1、热压铸成型法：利用石蜡料浆融化加热后具有流动性和可塑性，冷却后能在金属模凝固成一定形状。其基本工艺过程为配料——球磨-预热-拌蜡(抽真空)成型-排蜡-烧成-磨加工-成品。其优点是能制作出形状复杂、精密度高的中小型制品；工效高、产量大；设备投资小、操作简单、模具损耗小。其缺点是工序繁杂、工期长；不适用于大件、薄壁产品；由于在配料中添加了有机物，多了一道排蜡工序，在排蜡、注模工艺过程中易有空气介入，排蜡时有有机物排出，很容易使制品产生不均匀的气孔，直接影响到陶瓷制品的体积密度、气密性。况且，由于成型压力小，受力不均，烧成后制品的均匀性、电气性能和透液性都受到一定程度的影响。

2、注浆成型法：利用石膏模型的毛细管作用力，将悬浮的料浆吸附于模具内壁而形成一定形状和强度的坯件。其基本工艺过程为配料-湿磨-陈腐-注浆-烘干-烧成-磨加工-成品。其优点是能制作出形状复杂且不规则、制品大且尺寸要求不严的产品，工艺简单，模具投资小。其缺点是劳动强度大，生产周期长，环境卫生差。但由于注浆含水率高、压力的传递性和高位差、烧成后的产品收缩变形大、均匀性差、对机械强度、电气性能、几何尺寸均有一定影响，合格率低，工效低。

3、干压成型法：将粉料采用机械压力强制压入模具的成型方法。其基本工艺过程为配料-湿磨-喷雾造粒-干压成型-烧成-磨加工-成品。其优点是操作简单、方便、周期短、工效高、产品精度高、产量大，机械强度、电气性能较好。其缺点是设备投资大，对模具要求高且损耗大，只能生产形状较为简单的产品。

近年来出现的等静压成型技术是将粉末材料装在成型模具内，采用压力介质，把粉末材料压制成高密度产品。但由于模具缺陷，常常会导致产品出现变形和飞边，并且产品成型后在定位块处产生通孔，需进行封底处理，加大了后续加工成本。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种等静压成型模具，以提高成型精度，免去后加工过程，避免因机械加工而产生的微裂纹和残余应力，减少粉尘污染。

为实现上述目的，本发明的上固定环和下固定环分别装在外模内，在外模内、上固定环和下固定环之间装有内模，外模与内模间形成型腔。

所述内模由用于成型坯件内部形状的上内模和下内模组成。

所述上固定环和下固定环的定位孔内分别设有上胶套、下胶套。

所述上内模的顶部设有用与坯件相同材料所制成的定位杆，定位杆插入上胶套的定位孔内。

所述下内模装在下胶套的定位孔内。

成型时，固定内模，活动外模，在抽真空的作用下，对弹性外模施加压力，实施陶瓷管状坯件的预压成型，随后，在等静压工作介质中，接受等静压传压介质施加的压力，粉末的压制从外模圆周向内模(及上下边缘)的方向，在保证陶瓷管管坯密度分布均匀的同时，型坯易于获得高精度的外形尺寸和高光洁度的外表面，具有优良的封接面微观结构和外观质量。

本发明与现有技术相比，适于制作性能要求较高、壁厚、件大、一致性好的产品，强度高，环境污染小，由于液体介质受压后各个方向的压力处处相等，各向压力传递到粉体中，使得胚体各向均匀受压致密，烧结后的定位杆与制品均匀性好，无需进行封底处理，无飞边，气孔率少。

附图说明

图1是本发明的结构示意简图。

具体实施方式

如图1所示，上固定环1和下固定环6分别装在外模3内，在外模3内、上固定环1和下固定环6之间装有内模，内模由用于成型坯件内部形状的上内膜10和下内模2组成，外模3与内模间形成型腔4；上固定环1和下固定环6的定位孔内分别设有上胶套5、下胶套8，可使不同部位的粉料压缩率一致，压出的产品顶部和底部变形和密度分布均匀，无飞边产生；上内膜10的顶部设有用与坯件相同材料所制成的定位杆9，定位杆9插入上胶套5的定位孔内，在产品压制过程中，定位杆9与产品压为一体，产品不会产生通孔，其间可保持良好的密封性，脱膜后无需再进行封底处理；下内模2装在下胶套8的定位孔内。

成型时，将粉末填充于由弹性外模3和刚性内模形成的型腔4，然后在抽真空的作用下，对型腔内的粉末实现预压成型，并使型腔4内达到真空密封状态；再将已经抽真空并预压实的粉末连同模具，整体放入等静压工作介质中，对等静压传压介质实施压力，使弹性外模3膨胀，进而使粉末由外向内方向压缩成型。