一种碳碳坩埚坯体近净成形模具的制作方法

本实用新型涉及碳碳坩埚制备技术领域，特别涉及一种碳碳坩埚坯体近净成形模具。

背景技术：

碳碳复合材料(c-ccompositeorcarbon-carboncompositematerial)是指以炭纤维或其织物为增强相，以化学气相渗透的热解炭或液相浸渍－炭化的树脂炭、沥青炭为基体组成的一种纯炭多相结构。具有低密度、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点。由碳碳复合材料制成的坩埚在熔炼金属、稀贵金属、非金属方面有很大的应用。

然而，碳碳坩埚通常是由碳纤维编织坯体经过切削、浸渍、碳化、打磨等步骤制成，然而在切削步骤中，单边需要切削掉3～5mm，虽然可以得到光洁的表面，但是坯体内部及表面碳纤维间不够紧密，导致质地疏松，影响产品最终的强硬度；另一方面，甘切削势必造成材料的浪费，本身碳纤维编织体的制造成本就较高，因此，有必要对现有生产设备、方法进行更进一步地改进。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种碳碳坩埚坯体近净成形模具，以改善碳碳坩埚坯体的密度，提高其制品使用性能。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种碳碳坩埚坯体近净成形模具，包括：上凸模、下凹模、模架，所述上凸模从下凹模上端开口处插入内部时，其外围与下凹模内壁之间配合形成回转型腔；所述模架包括相对位于下凹模上端开口上方且沿回转型腔径向移动设置的第一模架、第二模架，所述第一模架、第二模架上靠近回转型腔轴心的一侧设有与回转型腔外围相配合的模架弧面。

进一步地，还包括机架，所述机架上方通过升降组件设置有安装架，所述上凸模绕竖直轴转动安装于安装架上。

进一步地，所述模架弧面上设有绕水平轴转动的滚轮。

进一步地，所述下凹模上端开口处相对设置第一卸料架、第二卸料架，第一卸料架、第二卸料架沿回转型腔径向移动设置，其上设有用以对坯体上端进行限位的限位齿。

进一步地，还包括用于驱动第一模架、第二模架、第一卸料架、第二卸料架移动的径向移动机构，其包括：沿回转型腔径向移动设置的门形导向架、以及伸缩杆。

进一步地，所述下凹模包括：回转体形的模座、以及至少两块弧形模板，多块所述的弧形模板拼装围合成环形后其下端可拆卸安装于模座上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：用以改善碳碳坩埚坯体的密度，提高其制品使用性能。本实用新型中通过第一模架、第二模架上的模架弧面对坯体外圆周进行护正限位，有效防止挤压过程中坯体发生歪斜导致破坏的情形。模架弧面上的滚轮减少了与坯体外壁之间的摩擦阻力。本实用新型中当上凸模向上拔出卸料时，第一卸料架、第二卸料架上的限位齿可以抱住上凸模外圆同时阻挡坯体上端面，有效防止坯体被向上带出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为碳碳坩埚坯体的主剖结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的主剖结构示意图；

图3为本实用新型图2中俯剖结构示意图；

图4为本实用新型图2中下凸模侧视结构示意图。

图中：1、成形模具；100、机架；101、升降组件；102、安装架；11、上凸模；12、下凹模；121、模座；122、弧形模板；13、模架；131、第一模架；132、第二模架；133、模架弧面；134、滚轮；135、第一卸料架；136、第二卸料架；137、限位齿；138、门形导向架；139、伸缩杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图4，在一个具体的实施例中，本实用新型实施例提供了一种碳碳坩埚坯体近净成形模具，包括：上凸模11、下凹模12、模架13，上凸模11的外围尺寸为坯体被挤压成形后的内壁尺寸，而下凹模12的内壁尺寸为坯体被挤压成形后的外围尺寸，所述上凸模11从下凹模12上端开口处插入内部时，其外围与下凹模12内壁之间配合形成回转型腔，即通过上凸模11、下凹模12同时作用对坯体的外壁和内壁进行挤压后，得到最终成形的质密的成形坯体，处于回转型腔中；所述模架13包括相对位于下凹模12上端开口上方且沿回转型腔径向移动设置的第一模架131、第二模架132，所述第一模架131、第二模架132上靠近回转型腔轴心的一侧设有与回转型腔外围相配合的模架弧面133；通过第一模架131、第二模架132上的模架弧面133对坯体外圆周进行护正限位，有效防止挤压过程中坯体发生歪斜导致破坏的情形。

本实施例中，优选地，还包括机架100，所述机架100上方通过升降组件101设置有安装架102，所述上凸模11绕竖直轴转动安装于安装架102上，上凸模11可以通过轴承组件绕竖直轴转动安装于安装架102上，且安装架102上设有减速机，减速机与上凸模11上端传动连接，驱动其转动。升降组件101包括竖直设置的导杆、液压缸，所述导杆、液压缸下端固定，上端与安装架102连接，用于驱动安装架102带动上凸模11下压。

本实施例中，优选地，所述模架弧面133上设有绕水平轴转动的滚轮134。滚轮134沿轴线设置多组，用于减少与坯体外壁之间的摩擦阻力。

本实施例中，优选地，所述下凹模12上端开口处相对设置第一卸料架135、第二卸料架136，第一卸料架135、第二卸料架136沿回转型腔径向移动设置，其上设有用以对坯体上端进行限位的限位齿137。当上凸模11向上拔出卸料时，第一卸料架135、第二卸料架136上的限位齿137可以抱住上凸模11外圆同时阻挡坯体上端面，有效防止坯体被向上带出。

本实施例中，优选地，还包括用于驱动第一模架131、第二模架132、第一卸料架135、第二卸料架136移动的径向移动机构，其包括：沿回转型腔径向移动设置的门形导向架138、以及伸缩杆139。门形导向架138沿水平移动设置于机架100上的滑套中，伸缩杆139可以为液压缸、气缸，其一端固定于机架100上，另一端连接于门形导向架138上。

本实施例中，优选地，所述下凹模12包括：回转体形的模座121、以及至少两块弧形模板122，多块所述的弧形模板122拼装围合成环形后其下端可拆卸安装于模座121上，可以通过螺栓进行紧固安装。当将坯体从下凹模12中取出时，可以将弧形模板122从模座121上拆下，后较容易取下成形后的坯体。

上述碳碳坩埚坯体近净成形模具的使用方法，包括以下几个步骤：

s1、坯体装入：将碳碳坩埚坯体放置于下凹模12上端开口处；

s2、合模：第一步，上凸模11下移与碳碳坩埚坯体上端初步接触顶紧后停止；第二步，所述第一模架131、第二模架132靠近轴心方向移动，通过模架弧面133夹紧碳碳坩埚坯体外圆周面；

s3、压制近净成形：上凸模11继续下移，将碳碳坩埚坯体压入下凹模12内；

s4、出模：上凸模11上移回至起始位置，后将碳碳坩埚坯体从下凹模12内取出。

通过对坯体的内、外表面进行双向挤压，使得其形成致密的表面，从而保证后续制备出来的产品强硬度，减少材料浪费。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。