本發(fā)明涉及粉末壓制成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種干式準(zhǔn)等靜壓方法及裝置。

背景技術(shù)：

粉末成形包括粉末壓制成形和粉末特殊成形兩大類。

粉末壓制成形也稱為軸向（或徑向）粉末模壓成形是粉末成形的一種常用方法，是使用一定形狀的模具（通常為鋼模），在外加軸向（或者徑向）壓力的作用下使粉末被壓制成具有一定密度、強(qiáng)度的，具有指定形狀的坯塊的方法。粉末壓制成形具有工藝成熟、安全性好，操作簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)，也具有壓力傳遞不均勻必然導(dǎo)致的坯塊密度不均勻，以及不適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)坯塊壓制等缺點(diǎn)。

等靜壓成型方法屬于粉末特殊成形方法，通過(guò)采用流體作為壓力傳遞介質(zhì)，使得該方法不僅可以用于各種復(fù)雜形狀的坯塊成形，還具有得到的坯塊由于壓力的均勻傳遞而使得其密度均勻一致的優(yōu)點(diǎn)。但是由于傳統(tǒng)等靜壓成型采用液體或氣體等流體作為壓力傳遞介質(zhì)，存在著設(shè)備密封要求高、液態(tài)介質(zhì)易泄漏容易引起安全問(wèn)題，以及成型制品易受壓力傳遞介質(zhì)污染的問(wèn)題，同時(shí)設(shè)備龐大，操作復(fù)雜，不適合用于科學(xué)研究及產(chǎn)品試研等試制試樣場(chǎng)合。

1990年代日本出現(xiàn)了一種稱為橡膠等靜壓的準(zhǔn)等靜壓方法，該方法是采用整體的橡膠模具和原有的軸向粉末成型機(jī)，利用橡膠在高壓下的彈性來(lái)使軸向（或徑向）的壓力能夠作用到坯塊的所有表面，但由于橡膠的流動(dòng)性極其有限，使得其等靜壓效果欠佳；同時(shí)高于100MPa的壓強(qiáng)將是整體橡膠模具受到損壞，使得其應(yīng)用范圍大為受限，這也是該方法至今未能大規(guī)模應(yīng)用的原因。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種干式準(zhǔn)等靜壓方法及裝置。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種干式準(zhǔn)等靜壓方法，所述方法是先將待壓制原料放入彈性模具中；并將所述彈性模具置于充滿具有充分流動(dòng)性的剛性固態(tài)準(zhǔn)流體的高壓腔內(nèi)；然后對(duì)高壓腔加壓，剛性固態(tài)準(zhǔn)流體將壓力均勻傳遞并施加于彈性模具表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)待壓制原料的準(zhǔn)等靜壓壓制。

進(jìn)一步地，所述剛性固態(tài)準(zhǔn)流體為光滑硬質(zhì)耐磨小圓球；其直徑為0.5~20mm；材質(zhì)包括不銹鋼、高錳鋼、模具鋼、軸承鋼、瑪瑙、剛玉、氧化鋯、碳化硅或氮化硅中的任一種。

一種干式準(zhǔn)等靜壓裝置，所述裝置由承壓框架（1300）、高壓腔體（1200）及承壓框架固定卡具（1100）構(gòu)成，所述承壓框架（1300）由完全對(duì)稱的兩部分構(gòu)成；所述高壓腔體（1200）緊密嵌入兩對(duì)稱的承壓框架（1300）內(nèi)，并由承壓框架固定卡具（1100）卡緊固定；所述高壓腔體（1200）包括壓柱（100）、頂蓋（200）、高壓腔壁（300）及底托（400）；所述高壓腔壁（300）內(nèi)部形成等靜壓的高壓腔（301）；所述高壓腔（301）內(nèi)充滿剛性固態(tài)準(zhǔn)流體（900）；所述高壓腔（301）靠中間的位置放置有彈性模具（1000）。

進(jìn)一步地，所述剛性固態(tài)準(zhǔn)流體(900)為光滑硬質(zhì)耐磨小圓球；所述小圓球的直徑為0.5~20mm；材質(zhì)包括不銹鋼、高錳鋼、模具鋼、軸承鋼、瑪瑙、剛玉、氧化鋯、碳化硅或氮化硅中的任一種。

進(jìn)一步地，所述彈性模具（1000）包括橡膠塞b（1001）、中間腔體（1002）、橡膠塞a（1003）、外殼彈性橡膠套（1004），以及彈性橡膠套（1004）外的扎緊固定線（1005）。

進(jìn)一步地，所述壓柱（100）由具有同軸線的上部柱體（101）和下部柱體（102）兩個(gè)圓柱體一體構(gòu)成，所述上部柱體（101）的半徑比下部柱體（102）的半徑大。

進(jìn)一步地，所述頂蓋（200）包括：頂蓋（200）上表面中心的管狀突起（201），厚圓板狀蓋板（202），頂蓋（200）底面中心的圓柱形凸臺(tái)一（203）及頂蓋（200）中心的穿透孔（204）；所述管狀突起（201）、蓋板（202）、圓柱形凸臺(tái)一（203）以及穿透孔（204）同軸線；所述頂蓋（200）為一體構(gòu)成。

進(jìn)一步地，所述底托（400）包括圓柱形凸臺(tái)二(401)和厚圓板狀托板（402），所述圓柱形凸臺(tái)二(401)和托板（402）同軸線；所述頂蓋（200）中心的穿透孔（204）與所述壓柱的（102）部分匹配，穿透孔（204）是頂柱（100）的上下行通道；所述高壓腔（301）與所述圓柱形凸臺(tái)一（203）和圓柱形凸臺(tái)二（401）匹配；所述壓柱（100），頂蓋(200)，高壓腔壁(300)，底托(400)均同軸線。

進(jìn)一步地，所述承壓框架（1300）包括：承壓上板（500），承壓下板（800），固定螺帽一（600a）和固定螺帽二（600b），以及承壓螺柱（700）。

進(jìn)一步地，所述承壓上板（500）為矩形厚板，由沿其短邊的中線平分成的兩半構(gòu)成；在以承壓上板（500）中心為圓心的中心圓一（503）的外側(cè)均勻分布有穿透圓孔一（501）；所述中心圓一（503）內(nèi)有一個(gè)同圓心的穿透圓孔二(502)，頂蓋上表面中心的管狀突起（201）穿過(guò)其中；所述承壓下板（800）為矩形厚板，由沿其短邊的中線平分成的兩半構(gòu)成；在以承壓下板（800）中心為圓心的中心圓二（802）的外側(cè)均勻分布有穿透圓孔三（801）；所述承壓螺柱（700）穿過(guò)穿透圓孔一（501）、穿透圓孔三（801），并通過(guò)與之匹配的固定螺帽一（600a）和固定螺帽二（600b）將承壓上板（500）和承壓下板（800）上下固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明的方法采用具有充分流動(dòng)性的剛性固態(tài)準(zhǔn)流體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣體或液體介質(zhì)，解決現(xiàn)有等靜壓機(jī)對(duì)高壓腔體密封要求高的問(wèn)題，并消除了因壓力傳遞介質(zhì)泄漏的引起的密封安全問(wèn)題，以及成型制品受壓力傳遞介質(zhì)污染的問(wèn)題。

2. 本發(fā)明的方法采用具有充分流動(dòng)性的剛性固態(tài)準(zhǔn)流體代替近年來(lái)出現(xiàn)的橡膠等靜壓中流動(dòng)性極其有限的橡膠介質(zhì)，壓制效果更好，應(yīng)用更廣泛。

3.本發(fā)明的干式準(zhǔn)等靜壓方法不僅適用于本發(fā)明的干式準(zhǔn)等靜壓裝置，而且可被廣泛用于設(shè)計(jì)其它形式的等靜壓裝置或等靜壓機(jī)。

4.本發(fā)明的裝置既具有粉末模壓成形的簡(jiǎn)單、安全的優(yōu)點(diǎn)，又具有等靜壓的壓力均勻的優(yōu)點(diǎn)。

5.本發(fā)明的裝置體積較小，操作簡(jiǎn)單方便高效，特別適用于僅需少量樣品的試驗(yàn)性科學(xué)研究。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，100：壓柱；200：頂蓋；300：高壓腔壁；400：底托；500：承壓上板；600a：固定螺帽一； 600b：固定螺帽二；700：承壓螺柱；800：承壓下板；900：剛性固態(tài)準(zhǔn)流體；1000：彈性模具。

圖2為本發(fā)明裝置的分散結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1200：高壓腔體；1300：承壓框架；1100：承壓框架固定卡具。

圖3為本發(fā)明裝置的高壓腔體的爆炸主視圖。圖中，101：上部柱體；102：下部柱體；201：管狀突起；202：蓋板；203：圓柱形凸臺(tái)一；204：穿透孔；301：高壓腔；401：圓柱形凸臺(tái)二；402：托板。

圖4為本發(fā)明裝置的彈性模具的剖面示意圖。圖中，1001：橡膠塞b；1002：腔體；1003：橡膠塞a；1004：彈性橡膠套；1005：扎緊固定線。

圖5為本發(fā)明裝置承壓上板的俯視圖。圖中，501：穿透圓孔一；502：穿透圓孔二；503：中心圓一。

圖6為本發(fā)明裝置承壓下板的俯視圖。圖中，801：穿透圓孔三；802：中心圓二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

如圖2所示的干式準(zhǔn)等靜壓裝置分散結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置由承壓框架1300、高壓腔體1200及承壓框架固定卡具1100構(gòu)成，承壓框架1300由完全對(duì)稱的兩部分構(gòu)成；高壓腔體1200緊密嵌入兩對(duì)稱的承壓框架1300內(nèi)，并由承壓框架固定卡具1100卡緊固定。

如圖1所示的干式準(zhǔn)等靜壓裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖，高壓腔體1200包括壓柱100、頂蓋200、高壓腔壁300及底托400；高壓腔壁300為圓筒狀，其內(nèi)部形成等靜壓的高壓腔301；高壓腔301內(nèi)充滿剛性固態(tài)準(zhǔn)流體900，高壓腔301靠中間的位置放置有彈性模具1000。

如圖3所示的本發(fā)明裝置的高壓腔體1200的爆炸主視圖，壓柱100由具有同軸線的上部柱體101和下部柱體102兩個(gè)圓柱體一體構(gòu)成，且上部柱體101的半徑比下部柱體102的半徑大。

頂蓋200包括：頂蓋200上表面中心的管狀突起201，厚圓板狀蓋板202，頂蓋200底面中心的圓柱形凸臺(tái)一203及頂蓋200中心的穿透孔204；管狀突起201、蓋板202、圓柱形凸臺(tái)一203以及穿透孔204同軸線；頂蓋200為一體構(gòu)成。

底托400包括圓柱形凸臺(tái)二401和厚圓板狀托板402，圓柱形凸臺(tái)二401和托板402同軸線；頂蓋200中心的穿透孔204與壓柱的102部分匹配，穿透孔204是頂柱100的上下行通道；高壓腔301與圓柱形凸臺(tái)一203和圓柱形凸臺(tái)二401匹配；壓柱100，頂蓋200，高壓腔壁300，底托400均同軸線。

如圖4所示的本發(fā)明裝置的彈性模具1000的剖面示意圖，彈性模具1000包括橡膠塞b1001、中間腔體1002、橡膠塞a1003、外殼彈性橡膠套1004，以及彈性橡膠套1004外的扎緊固定線1005。

如圖1、圖5和圖6所示，承壓框架1300包括：承壓上板500，承壓下板800，固定螺帽一600a和固定螺帽二600b各十六個(gè)，以及承壓螺柱700八根；所述承壓上板（500）為矩形厚板，由沿其短邊的中線平分成的兩半構(gòu)成；在以承壓上板（500）中心為圓心的中心圓一（503）的外側(cè)均勻分布有穿透圓孔一（501）；所述中心圓一（503）內(nèi)有一個(gè)同圓心的穿透圓孔二(502)，頂蓋上表面中心的管狀突起（201）穿過(guò)其中；所述承壓下板（800）為矩形厚板，由沿其短邊的中線平分成的兩半構(gòu)成；在以承壓下板（800）中心為圓心的中心圓二（802）的外側(cè)均勻分布有穿透圓孔三（801）；所述承壓螺柱700穿過(guò)穿透圓孔一501、穿透圓孔三801，并通過(guò)與之匹配的固定螺帽600a和固定螺帽600b將承壓上板500和承壓下板800上下固定。

實(shí)施例2：

一種干式準(zhǔn)等靜壓方法，所述方法是先將待壓制原料放入彈性模具中；并將所述彈性模具置于充滿具有充分流動(dòng)性的剛性固態(tài)準(zhǔn)流體的高壓腔內(nèi)；然后對(duì)高壓腔加壓，剛性固態(tài)準(zhǔn)流體將壓力均勻傳遞并施加于彈性模具表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)待壓制原料的準(zhǔn)等靜壓壓制。

所述剛性固態(tài)準(zhǔn)流體為光滑硬質(zhì)耐磨小圓球；其直徑為0.5~20mm；材質(zhì)包括不銹鋼、高錳鋼、模具鋼、軸承鋼、瑪瑙、剛玉、氧化鋯、碳化硅或氮化硅中的任一種。

下面結(jié)合本發(fā)明的干式準(zhǔn)等靜壓裝置對(duì)本發(fā)明的本發(fā)明的干式準(zhǔn)等靜壓方法做進(jìn)一步說(shuō)明。

在本實(shí)施例中，優(yōu)選的等靜壓操作過(guò)程為：（1）將高壓腔壁300緊密扣在底托400的圓柱形凸臺(tái)二401上；（2）在高壓腔301內(nèi)沖入適量導(dǎo)壓介質(zhì)；（3）將裝有壓制坯塊的彈性模具1000放入高壓腔301內(nèi)；（4）蓋上頂蓋，使圓柱形凸臺(tái)一203緊密扣在高壓腔壁300上；（5）通過(guò)穿透孔204繼續(xù)充入導(dǎo)壓介質(zhì)，直至穿透孔204半充滿為止；（6）將壓柱100塞進(jìn)穿透孔，以上步驟完成了整個(gè)高壓腔體的組裝；（7）將上述高壓腔體緊密剛性嵌入承壓框架的前（或后）半部分，其中，前期已經(jīng)事先完成了承壓框架的高度調(diào)節(jié)；（8）把承壓框架的兩部分對(duì)接，再用承壓框架固定卡具1100卡緊固定，完成整個(gè)裝置的組裝；（9）將組裝完成的裝置放入小型粉末壓片機(jī)的工作空間；（10）啟動(dòng)小型粉末壓片機(jī)進(jìn)行加壓泄壓，實(shí)現(xiàn)等靜壓過(guò)程。

需要特別說(shuō)明的是，本發(fā)明的干式準(zhǔn)等靜壓方法不僅適用于本發(fā)明的干式準(zhǔn)等靜壓裝置，而且可被廣泛用于設(shè)計(jì)其它形式的等靜壓裝置或等靜壓機(jī)。

本發(fā)明的干式準(zhǔn)等靜壓方法及裝置，使用剛性固態(tài)準(zhǔn)流體作為導(dǎo)壓流體介質(zhì)的準(zhǔn)等靜壓方法，利用小型粉末壓片機(jī)對(duì)通過(guò)拼裝方式來(lái)操作的等靜壓制的裝置，解決了現(xiàn)有等靜壓機(jī)對(duì)高壓腔體密封要求高，安全隱患大，體積龐大，操作復(fù)雜，樣品易受導(dǎo)壓介質(zhì)污染、壓制效果不好、難以應(yīng)用于科學(xué)研究及產(chǎn)品試研等試制試樣場(chǎng)合的問(wèn)題，可簡(jiǎn)單高效完成準(zhǔn)等靜壓壓制，有著廣泛的應(yīng)用，特別適用于僅需少量樣品的試驗(yàn)性科學(xué)研究過(guò)程。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。