一种冷等静压管坯成型模具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种冷等静压管坯成型模具，通过设置具有锥度的内模，可有效避免因装粉后粉体自重问题造成底部堆积严重，密度过大，压制后变形不均产生局部粗大的现象；设置胶塞替代常规胶套密封，能够有效避免渗水；同时采用刚性外模，能够保证在装料填粉过程中内膜不变形的同时保证后期压坯的变形量和尺寸。使用本实用新型专利技术所述的模具压制得到的管体外形均匀完整，无偏心，无哑铃状或底部粗大现象，内壁光滑，两端头平齐，无需进行二次加工修整坯管；在压制过程无渗水现象，操作便捷高效，模具重复利用率高，在保证压坯质量的同时有效地提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种冷等静压管坯成型模具
本技术涉及粉末冶金压制成型的模具领域，具体涉及一种冷等静压管坯成型模具。
技术介绍
冷等静压是一种成型工艺，其具体是将粉体包封在模具内，密封后放入高压容器内，直接注入液体压力介质。模具和液体相接触，利用液体介质不可压缩和均匀传递压力的性质，从各个方向对粉体进行均匀加压，使粉体受压成型为致密的坯体。目前冷等静压空心长管坯大多采用圆桶状橡胶套作为模具，由于胶套本身较软，装粉振实后胶套会变形不均，容易出现局部密度差异较大的现象，经冷等静压后管坯成型效果差，外圆变形不均匀，存在偏心且管坯呈哑铃状，尤其出现在管坯下端；同时，由于装粉时粉体受重力影响，相对堆积密度较大，压制后下端部表现为管径粗大，需后期进一步加工修整，增加了生产工序及造成原料的浪费。另外，常规胶套密封结构需用胶水进行密封，在冷等静压过程中常有渗水现象，且胶水会造成粉体的二次污染，对产品质量会产生严重影响。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术提供了一种新型冷等静压管坯成型模具，其结构可靠且实用性强，可压制出质地均匀、外形完整的大尺寸规格空心管坯，同时避免了使用常规胶水密封存在的污染粉体以及渗水的风险。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种冷等静压管坯成型模具，其特征在于：由内而外依次包括芯轴、内膜以及外模；所述芯轴为一带有锥度的实心圆棒；所述内膜为带有锥度的软胶套；所述内膜与所述芯轴两端头之间的间隙采用空心圆形胶塞进行公差配合密封；所述外模为一具有刚性的中空圆柱体，套设于所述内膜之外，其表面开设有若干导流孔。相对于现有技术，本技术所提供的冷等静压管坯成型模具，其内膜胶套具有锥度，可有效避免因装粉后粉体自重问题造成底部堆积严重，密度过大，压制后变形不均产生局部粗大的现象；通过胶塞的设置避免了泄漏渗水的风险；同时采用刚性外模，能够保证在装料填粉过程中内膜不变形的同时保证后期压坯的变形量和尺寸；通过该模具制备得的管坯质地均匀、外形完整，产品质量高。优选地，所述芯轴为钢制件，钢材具有的刚性能够固定内膜和控制装料填粉过程中内膜不变形，同时保证后期压坯的变形量和尺寸。优选地，所述芯轴的表面粗糙度Ra不大于0.4，芯轴表面较小的粗糙度能够有利于产品脱模。优选地，所述内膜为聚氨基甲酸酯或氯丁橡胶制品，其具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性，防水防潮效果好。优选地，所述内膜的壁厚为8-20mm。优选地，所述内膜胶套的锥度为3-15mm。优选地，所述空心圆形胶塞外径比内膜胶套内径大5-10mm，内径比内芯轴外径小3-8mm。优选地，上端的空心圆形胶塞为圆环结构，其内孔位置设置有同轴的圆环凸起，圆环凸起高度为8-20mm，厚度为3-8mm；此设置能有效避免在冷等静压过程中胶塞因受外部压力沿芯轴方向做滑移，导致泄漏渗水现象的发生。优选地，所述外模表面等间距地均匀设置有若干导流孔；所述导流孔的直径为10-30mm；导流孔的设置使得冷等静压时压力可均匀传导至内膜，确保压制过程内膜各点受力均匀，保证压制管坯密度均匀性及尺寸精度。优选地，所述外模厚度为5-15mm。相对于现有技术，使用本技术所述的模具压制得到的管体外形均匀完整，无偏心、哑铃状或底部粗大等变形不均的现象，内壁光滑，两端头平齐，无需进行二次加工修整坯管。经多次验证，该技术模具压制过程无渗水现象，模具使用操作便捷高效，重复利用率高，在保证压坯质量的同时有效地提高了生产效率。为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本技术。附图说明图1是本技术的内膜及组件图；图2是本技术所述冷等静压管坯成型模具组装图。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。实施例1请同时参照图1及图2，图1是本技术的内膜及组件图，图2是本技术所述冷等静压管坯成型模具组装图。本专利技术的湿式冷等静压模具其由内到外包括芯轴1、内膜2以及外模3。所述芯轴1为45#钢实心圆棒，其表面粗糙度Ra≤0.4，锥度为上下端外径差值为2-10mm，其差值可以根据制品尺寸进行调整。所述内膜2为带锥度的软质胶套，为聚氨基甲酸酯、氯丁橡胶制品或其他具有较高的弹性、强度、耐磨性以及防水防潮性的材料制品。所述内膜呈下端内径小、上端内径大的结构，其壁厚优选为8-20mm，锥度为上下端内径差值为3-15mm，所述内膜与所述芯轴两端头之间的间隙采用空心圆形胶塞进行公差配合密封，所述空心圆形胶塞包括上胶塞4和下胶塞5。所述上胶塞4高度为100-200mm，内径比芯轴上端外径小3-8mm，外径比内膜上端内径大5-10mm。优选地，所述上胶塞4的一端设置有同轴的圆环凸起，圆环凸起高度为8-20mm，壁厚为3-8mm，该圆环紧贴芯轴。所述下胶塞5高度为100-200mm，其内径比芯轴底端外径小3-8mm，外径比底端内膜内径大5-10mm。所述外模3为一具有刚性的中空圆柱体，具体为采用304或316不锈钢制成的圆桶，其壁厚为5-15mm，外模内壁与内膜外壁间隙为1-3mm。所述外模表面均匀开设有若干直径为10-30mm的圆孔。使用时，第一步先将芯轴其外径较小端头插入下胶塞内孔，再将内膜套入芯轴，将内膜内径较小端与下胶塞配合套紧，在内膜内径较小端外部用紧箍扎紧，使内膜与下胶塞密封紧固。第二步将装配好的内膜及芯轴吊入外模内，利用外模的刚性来固定和控制装料填粉过程中内膜不变形，同时保证后期压坯的变形量和尺寸。随后开始向内膜模腔内灌粉，同时启动振动平台对粉体进行振实，待粉末装满所要求内膜腔体空间后，将粉末夯实均匀。将上胶塞套入芯轴上端及内膜内，直至胶塞紧贴至粉末位置，分别用紧箍扎紧上端空心圆形胶塞的圆环凸起及内膜外圆，使上端内膜与上胶塞及芯轴密封紧固。通过上下胶塞的设置及紧箍扎紧的操作能有效避免在冷等静压过程中胶塞受外部压力作用沿芯轴方向做滑移，导致泄漏渗水现象的发生。将装配好的压坯模具整体放入冷等静压机内在160-230MPa压力条件下压制。冷等静压时压力可经所述外模的导流孔均匀传导至内膜，确保压制过程内膜各点受力均匀，从而保证压制管坯密度均匀性及尺寸精度。压制完成后拆卸开不锈钢外模及胶塞，吊出芯轴脱模，即可得到所需规格的空心长管。本技术所提供的冷等静压管坯成型模具，其内膜胶套具有锥度，可有效避免因装粉后粉体自重问题造成底部堆积严重，密度过大，压制后变形不均产生局部粗大的现象；通过胶塞的设置避免了泄漏渗水的风险；同时采用刚性外模，能够保证在装料填粉过程中内膜不变形的同时保证后期压坯的变形量和尺寸；通过该模具制备得的管坯质地均匀、外形完整，产品质量高，无偏心、哑铃状或底部粗大等变形不均的现象，内壁光滑，两端头平齐，无需进行二次加工修整坯管。经多次验证，该技术模具压制过程无渗水现象，模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷等静压管坯成型模具，其特征在于：由内而外依次包括芯轴、内膜以及外模；所述芯轴为一带有锥度的实心圆棒；所述内膜为带有锥度的软胶套；所述内膜与所述芯轴两端头之间的间隙采用空心圆形胶塞进行公差配合密封；所述外模为一具有刚性的中空圆柱体，套设于所述内膜之外，其表面开设有若干导流孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷等静压管坯成型模具，其特征在于：由内而外依次包括芯轴、内膜以及外模；所述芯轴为一带有锥度的实心圆棒；所述内膜为带有锥度的软胶套；所述内膜与所述芯轴两端头之间的间隙采用空心圆形胶塞进行公差配合密封；所述外模为一具有刚性的中空圆柱体，套设于所述内膜之外，其表面开设有若干导流孔。


2.根据权利要求1所述的冷等静压管坯成型模具，其特征在于：所述芯轴为钢制件。


3.根据权利要求2所述的冷等静压管坯成型模具，其特征在于：所述芯轴的表面粗糙度Ra不大于0.4。


4.根据权利要求1所述的冷等静压管坯成型模具，其特征在于：所述内膜为聚氨基甲酸酯或氯丁橡胶制品。


5.根据权利要求4所述的冷等静压管坯成型模具，其特征在于：所述内膜的壁厚为8-20mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李培林，文宏福，
申请(专利权)人：韶关市欧莱高新材料有限公司，东莞市欧莱溅射靶材有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44