[实用新型]一种陶瓷叶轮凝胶注模成型用模具

说明书

技术领域

本实用新型属于模具制造技术领域，具体涉及一种陶瓷叶轮凝胶注模成型用模具。

背景技术

化工、石油及核电站经常需要将高温、强酸碱性溶液泵入或泵出，迫切需要耐高温、耐强酸碱腐蚀、耐磨损的叶轮泵。无压烧结碳化硅是一种良好的结构陶瓷，具有硬度高、热导率高、热震性能高，耐磨损、耐化学腐蚀性能好等特点，是一种非常理想的耐腐蚀、耐磨损、耐高温离心泵叶轮制造材料。但陶瓷材料烧结后很难进行机加工，如何制备出满足性能要求、形状复杂精确的大尺寸泵用叶轮，一直是工业界的一个难题。

凝胶注模成型是近年来倍受关注的一种近净成型技术，该技术是由美国橡树岭国家实验室于20世纪90年代初实用新型的一种胶态快速成型技术，将传统的粉体成型工艺与聚合物化学结合起来，把高分子单体的聚合反应特点应用到粉体成型领域中。其技术原理是利用有机单体在聚合成三维网状的聚合物的同时，将分散均匀的粉体悬浮液中的颗粒包裹，从而使之原位固化，形成具有粉体与高分子物质复合结构的坯体。该工艺具有所需设备简单、成型坯体组成均匀、缺陷少、不易变形、近净尺寸成型复杂形状结构件及实用性强等突出优点，受到国内外学术界和工业界的广泛关注。目前，凝胶注模成型技术已广泛地应用于Al₂O₃、ZrO₂、SiC、AlN、Si₃N₄等氧化物或非氧化物的精密陶瓷结构件的生产体系中，随着该项技术的不断改进，凝胶注模成型工艺也日臻完善并将成为陶瓷叶轮的一种重要的成型方法。但是在凝胶注模成型叶轮过程中，必须要使用模具承载陶瓷浆料，而目前所用模具材料通常为金属基材质。采用金属材料制作叶轮模具，存在金属表面容易受到浆料中酸碱介质的腐蚀，浆料凝胶化后叶轮坯体容易与金属表面发生粘连，导致叶轮坯体脱模困难，外观质量差，成品率降低。本专利探求出一种新的陶瓷叶轮凝胶注模成型用模具的制造方法，利用该方法可以制造出一系列与陶瓷浆料不易发生粘连的无机材质模具、有机材质模具以及有机-无机复合材质模具，如石膏、硅酸盐、石蜡、环氧树脂、聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龙等。有理由相信，上述模具材料体系不仅会极大地促进陶瓷叶轮的研制和生产，也会助力于凝胶注模工艺生产其他类型的陶瓷结构件。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种陶瓷叶轮凝胶注模成型用模具，所述模具包括外模、模芯定子、模芯和防粘涂层，所述外模包括上模环、中间环、下模环以及底座；

进一步地，所述的模芯为所要浇筑的叶轮模芯，所述的叶轮模芯装在外模内腔中，由模芯定子定于外模内腔正中央；

进一步地，所述的外模内腔包括上模腔和下模腔，其中所述上模腔由上模环、中间环以及模芯侧面组成，所述下模腔由底座、下模环、中间环和模芯正面组成；

进一步地，所述防粘涂层分别设置在叶轮模芯、模芯定子和外模内腔的表面上，所述防粘涂层为与水各相异性的高分子材料，且厚度为θ，10μm≤θ≤1000μm；

进一步地，所述中间环厚度同叶轮厚度相同，构成叶轮正侧两面的分割密封环，且均由防粘涂层作为密封剂；

进一步地，所述的外模和模芯定子由铁基材料制成，所述的叶轮模芯由铝质材料制成；

本实用新型的有益效果如下：

(1)采用具有加工方便、成本低、易于使用、可以很方便地加工制成所需构件的铁基材料作为本实用新型的模具主体；并在外模内腔的表面和模芯表面涂抹防粘涂层，在脱模时，可避免坯体与外模内腔表面和模芯表面粘连，从而保证了坯体的外观质量，并且有利于模芯的脱除，同时也降低了模具重量和生产成本，提高了生产效率；

(2)采用上模环、中间环、下模环和底座组成一个可方便拆开、组合的外模，该四分式结构的外模与模芯和模芯定子组合在一起使用，使得坯体脱模更加方便、灵活，且坯体脱模后外观质量好；

(3)外模中的底座在对整套装置起支撑作用的同时，还可以防止漏液外流，并且方便搬运和倒置，也利于实现浇筑时的液面平衡；

(4)本实用新型可广泛应用于各种材质的凝胶注模用陶瓷叶轮模具的浇筑。

附图说明

图1为本实用新型陶瓷叶轮凝胶注模成型用模具制造方法的组装示意图。

具体实施方式