[实用新型]一种薄壁类粉末冶金成型模具

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金工艺技术领域，尤其是涉及一种粉末烧结钢制零件、陶瓷烧结零件坯体的干粉末成型的薄壁类粉末冶金成型模具及成型方法。

背景技术

粉末冶金是以金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物为原料，通过成型、烧结或热成型制成金属制品或材料的一种冶金工艺技术。众所周知，粉末在型腔内受压力成型的过程中，粉末表现出流体行为，粉末在型腔内受力后向各个方向流动，因此产生一个来自于粉末的垂直于型腔壁的侧压力，侧压力引起摩擦力，受摩擦力影响，会使粉末在高度方向存在明显的压力降，粉末在传递来自冲模的正压力时有所损失，致使成型坯体受力不同，而造成成型坯体密度不均匀的问题。

对于较薄、较高的成型体在成型过程中，这种压力损失更为突出，成型体密度差更大，如目前常见的传统的单向压制或单向成型机压制技术，采用单向压制成型技术形成的成型体，这种成型体的上端为优先受力部分，此处密度最大，自上至下密度会逐渐减小，产品烧结后下端向内收缩呈倒塔状变形。另一类为目前主流的双向成型压机压制，采用双向压制成型技术形成的成型体，这种成型体的上下两端均为优先受力部分，成型体的上下两端密度较大，中间部分密度较小，产品烧结后中间部分向内凹陷呈缩腰变形。这两种产品成型方式均会增大残次品率，增大生产成本。

现提供一种单向压制成型压制方式，如公告号为：CN202506839U的中国实用新型专利提供的一种粉末冶金成型用上模冲模具，其包括上冲基体和保护套，上冲基体包括上基体和下基体；上基体的下端和下基体的上端固定在一起，上基体的外径大于下基体的外径，在上基体和下基体的内部有轴向台阶孔，在下基体上固定安装有保护套，保护套的底部标高高于下基体的底部标高。该粉末冶金成型用上模冲模具制成的成型体，通过上冲基体压制粉末，在压制过程中，粉末上部为优先受力部分，粉末上部密度变大，自上至下密度会逐渐减小，产品烧结后下端向内收缩呈倒塔状变形，影响产品质量，增大了生产成本。

实用新型内容

本实用新型主要是针对现有单向压制技术或双向压制技术所存在的成型坯件密度分布不均，经过烧结产生变形的问题，提供一种成型坯件密度分布均匀，坯件强度好，不易变形及层裂的薄壁类粉末冶金成型模具及成型方法。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种薄壁类粉末冶金成型模具，包括存放粉末的料盒，其包括壁厚相同的上冲模和下冲模，下冲模内设有贯穿下冲模且可独立移动的型芯，下冲模上套设有可独立移动的型腔，型腔、下冲模和型芯围成填装粉末的包容腔，下冲模上设有与型腔对准且可抽出的止挡块，上冲模内设有与型芯相对的型芯迫入杆，上冲模底部设有连接型芯的预压腔，型芯与型芯迫入杆均由动力机构驱动。该粉末冶金成型模具提供了一种错动位移型腔成型技术方案，使粉末成型坯体密度分布更均匀，将成型模具的包容型腔分为型腔和型芯，两者均可独立运动，设定型腔为主运动，设定型芯为辅助运动，由动力机构驱动，实现粉末与型腔错动位移。下冲模设定为固定，活动上冲模作为主压力部件作上下往复运动，内设有型芯迫入杆，型芯迫入杆相对上冲模位置可以调节。

本实用新型的上述技术问题同时是通过下述技术方案得以解决的：一种薄壁类粉末冶金成型模具的成型方法，包括预充填、精确充填、上加压、下加压、错动位移加压、脱模和排出，具体动作如下：

a）、预充填：型芯在动力机构的驱动下下移，使得型芯与下冲模的上端面平齐，型腔上升相对下冲模于一定高度处于装料位，上冲模处于上止点，料盒运动至型腔上口使粉末充满整个包容腔；

b）、精确充填：型芯在动力机构的驱动下上移，使得型芯与型腔的上端面平齐，在此过程中，型芯将包容腔内多余的粉末排回料盒内，剩余粉末填充在型芯与型腔内壁之间，料盒退回并将型腔上面的粉末刮平，上述成型动作使得型芯与型腔内壁之间均匀填满粉末；

c）、上加压：型芯迫入杆与型芯在动力机构的驱动下同时下移，至型芯进入预压腔并与型芯迫入杆抵接，在此过程中，上冲模对粉末施力作用力，粉末得到初步挤压，粉末颗粒粉末颗粒发生相对位移，填充孔隙并排出气体，靠近上冲模的粉末与型腔充分摩擦，上部粉末密度增加；