一種真空熱壓燒結(jié)模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及粉末冶金成型領(lǐng)域，具體的說是一種真空熱壓燒結(jié)模具。
【背景技術(shù)】
[0002]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、彈性模量、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異的物理性能和力學(xué)性能，在軍工領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，并且已經(jīng)應(yīng)用到了汽車、儀表等民用行業(yè)領(lǐng)域，有著巨大的發(fā)展空間。采用粉末冶金法制備鋁基復(fù)合材料是常用的一種制備工藝，主要分為熱壓法、熱等靜壓法和燒結(jié)鍛造法，而真空熱壓法是使用較普遍的一種燒結(jié)方法，是指對(duì)置于限定形狀的模具中的粉末或粉末壓坯加熱的同時(shí)施加單軸壓力的燒結(jié)過程。在真空熱壓法燒結(jié)中，采用的普通模具燒結(jié)的試樣在高溫和高壓作用下，極易粘結(jié)在模具型腔內(nèi)，很難取出，甚至在取出試樣的過程中破壞模具型腔內(nèi)表面。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有的普通模具燒結(jié)的試樣在高溫和高壓作用下，極易粘結(jié)在模具型腔內(nèi)，很難取出，甚至在取出試樣的過程中破壞模具型腔內(nèi)表面等問題，本實(shí)用新型提供一種真空熱壓燒結(jié)模具。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種真空熱壓燒結(jié)模具，該模具設(shè)有凸模、凹模1、凹模I1、墊圈環(huán)和底座，凸模為圓柱形沖頭，凹模I和凹模II的中心均具有直徑相同的圓柱形型腔，且凹模I與凹模II間隙配合，凸模的底端間隙配合設(shè)置在凹模I的圓柱形型腔內(nèi)，底座的頂端間隙配合設(shè)置在凹模II的圓柱形型腔內(nèi)，凸模、凹模1、凹模II及底座配合組成可設(shè)置待燒結(jié)工件的型腔，墊圈環(huán)間隙配合套設(shè)在底座上，且頂緊凹模II的底部；
[0006]所述凸模的制作材料為Crl2MnV，其直徑為15~25mm ；
[0007]所述墊圈環(huán)與底座的間隙為0.5~lmm ；
[0008]所述凹模I與凹模II的外表面呈相互配合的階梯狀。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果:
[0010]本實(shí)用新型提供的真空熱壓燒結(jié)模具，可以在一次真空熱壓燒結(jié)后，容易取出試樣，并降低模具各部分之間的粘結(jié)力，降低模具在取試樣過程中的變形和損耗，保護(hù)燒結(jié)模具，防止被破壞，克服了以往真空熱壓燒結(jié)模具取試樣困難且經(jīng)過多次真空燒結(jié)后模具凹模和凸模極易發(fā)生形變的不足，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。
【附圖說明】
[0011]圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0012]圖2本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0013]附圖標(biāo)記:1、凸模，2、凹模I，3、凹模II，4、墊圈環(huán)，5、底座。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述。
[0015]如圖所示:一種真空熱壓燒結(jié)模具，該模具設(shè)有凸模1、凹模I 2、凹模II 3、墊圈環(huán)4和底座5，凸模I為圓柱形沖頭，其制作材料為Crl2MnV，直徑為15_25mm，凹模I 2和凹模II 3的中心均具有直徑相同的圓柱形型腔，且凹模I 2與凹模II 3間隙配合，凹模I 2與凹模II 3的外表面呈相互配合的階梯狀，凸模I的底端間隙配合設(shè)置在凹模I 2的圓柱形型腔內(nèi)，底座5的頂端間隙配合設(shè)置在凹模II 3的圓柱形型腔內(nèi)，凸模1、凹模I 2、凹模II 3及底座5配合組成可設(shè)置待燒結(jié)工件的型腔，墊圈環(huán)4間隙配合套設(shè)在底座5上，且頂緊凹模II 3的底部；墊圈環(huán)4與底座5的間隙為0.5-lmm，。
[0016]凸模I與真空釬焊擴(kuò)散焊機(jī)壓頭接觸，承載來自設(shè)備的壓力；凹模I2與凹模II 3間隙配合，且形成的凹模型腔不產(chǎn)生錯(cuò)移，保證型腔內(nèi)為圓柱形狀；墊圈環(huán)4設(shè)置在凹模II 3和底座5之間，保證結(jié)合面完全接觸，墊圈環(huán)4支撐凹模II 3，且減少了凹模II 3與底座5的接觸面積，降低了熱壓燒結(jié)后兩者之間在高溫下的原子擴(kuò)散引起的粘結(jié)力，墊圈環(huán)4與底座5間隙配合，保證墊圈環(huán)4不會(huì)在水平面上隨意移動(dòng)；底座5與凹模II 3間隙配合，保證凹模型腔內(nèi)的粉末不會(huì)由于大間隙而漏出，底座5在設(shè)備熱壓燒結(jié)過程中，對(duì)粉末施加壓力，另一方面定位整套模具，并承載模具和外部壓力。在模具裝配過程中，保證所有的接觸面完全接觸，不存在傾斜、空隙等問題。
[0017]熱壓工序操作步驟:將底座5、墊圈環(huán)4、凹模II 3和凹模I 2裝配成型，將凹模II 3與凹模I 2接觸面、凹模成型孔腔內(nèi)表面和底座5與凹模II 3配合面涂覆濕石墨粉末以方便脫模，將制備好的鋁基復(fù)合材料粉末放入凹模成型孔腔內(nèi)搗實(shí)，將凸模I裝配到凹模型腔內(nèi)并壓實(shí)粉末，其中凸模I和凹模I 2配合不存在傾斜等問題，將模具放進(jìn)真空釬焊擴(kuò)散焊機(jī)內(nèi)，將壓桿壓在凸模I的上表面進(jìn)行熱壓燒結(jié)成型。
[0018]試樣燒結(jié)成型后，將模具從真空釬焊擴(kuò)散焊機(jī)內(nèi)首先將模具豎直放置，倒轉(zhuǎn)90°，用銅棒輕敲底座5，將底座5取出，然后取出凸模I，輕敲凹模I 2的圓臺(tái)，圍繞著圓臺(tái)四周進(jìn)行敲擊，保證各個(gè)部位受力均勻，取下凹模I 2，最后將凹模II 3與試樣倒置，放在足夠高的墊圈上，對(duì)試樣逐漸施加壓力，直至試樣從凹模II 3內(nèi)掉下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種真空熱壓燒結(jié)模具，其特征在于:該模具設(shè)有凸模(1)、凹模I (2)、凹模II (3)、墊圈環(huán)(4)和底座(5)，凸模(I)為圓柱形沖頭，凹模I (2)和凹模II (3)的中心均具有直徑相同的圓柱形型腔，且凹模I (2)與凹模II (3)間隙配合，凸模(I)的底端間隙配合設(shè)置在凹模I (2)的圓柱形型腔內(nèi)，底座(5)的頂端間隙配合設(shè)置在凹模II (3)的圓柱形型腔內(nèi)，凸模(I)、凹模I (2)、凹模II (3)及底座(5)配合組成可設(shè)置待燒結(jié)工件的型腔，墊圈環(huán)(4)間隙配合套設(shè)在底座(5)上，且頂緊凹模II (3)的底部。2.如權(quán)利要求1所述的真空熱壓燒結(jié)模具，其特征在于:所述凸模(I)的制作材料為Crl2MnV，其直徑為 15_25mm。3.如權(quán)利要求1所述的真空熱壓燒結(jié)模具，其特征在于:所述墊圈環(huán)(4)與底座(5)的間隙為0.5-lmm。4.如權(quán)利要求1所述的真空熱壓燒結(jié)模具，其特征在于:所述凹模I(2)與凹模II (3)的外表面呈相互配合的階梯狀。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種真空熱壓燒結(jié)模具，該模具設(shè)有凸模、凹模Ⅰ、凹模Ⅱ、墊圈環(huán)和底座，凸模為圓柱形沖頭，凹模Ⅰ和凹模Ⅱ的中心均具有直徑相同的圓柱形型腔，且凹模Ⅰ與凹模Ⅱ間隙配合，凸模的底端間隙配合設(shè)置在凹模Ⅰ的圓柱形型腔內(nèi)，底座的頂端間隙配合設(shè)置在凹模Ⅱ的圓柱形型腔內(nèi)，凸模、凹模Ⅰ、凹模Ⅱ及底座配合組成可設(shè)置待燒結(jié)工件的型腔，墊圈環(huán)間隙配合套設(shè)在底座上，且頂緊凹模Ⅱ的底部；可以在一次真空熱壓燒結(jié)后，容易取出試樣，并降低模具各部分之間的粘結(jié)力，降低模具在取試樣過程中的變形和損耗，克服了以往真空熱壓燒結(jié)模具取試樣困難且經(jīng)過多次真空燒結(jié)后模具凹模和凸模極易發(fā)生形變的不足，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。
【IPC分類】B22F3/14
【公開號(hào)】CN204842979
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520565626
【發(fā)明人】?jī)祭i, 王國盛, 馮振, 郭澤, 任愛梅, 董二婷, 原國森, 游曉燕
【申請(qǐng)人】河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日