粉末压片模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及粉末成型领域，具体涉及一种粉末压片模具。
【背景技术】
[0002]粉末压片广泛应用于靶材制备、制药、X射线荧光分析、陶瓷材料制备等领域。通过粉末压片模具将原料粉末压成致密的片状。
[0003]现有的粉末压片模具采用开瓣结构，在退片时，将模具掰开，取出压片。这种结构的工作效率低下，而且有可能因工作人员误操作导致模具损坏。此外，在无添加粘合剂的情况下，通过现有粉末压片模具在压制靶材时，成功率较低，通常为30%，而且存在横向断层裂痕。
【实用新型内容】
[0004]根据本实用新型的粉末压片模具，引入拔模锥度，在不添加粘合剂的情况下，压片的成功率提高到80%以上，并且压制出的片表面光滑几乎没有内部裂痕。
[0005]一种粉末压片模具，其特征在于，包括:压柱；底托，所述底托包括底板以及位于底板上的凸台；垫片；模具芯，沿所述模具芯的轴线的穿透孔自上而下依次为上模腔、中模腔和下模腔；所述上模腔与所述压柱匹配；所述中模腔为圆锥台形，高度小于所述垫片的高度；所述下模腔与所述底托的凸台匹配；退模环，沿所述退模环轴线的穿透孔的退片通道与所述底托的凸台匹配，所述退片通道的高度大于所述底托的凸台的高度。
[0006]优选地，所述中模腔的母线同中心垂直线的夹角为3度至5度。
[0007]优选地，所述模具芯的底面设有第一凸环，所述退模环的顶部设有第二凸环，所述第一凸环与所述第二凸环匹配。
[0008]根据本实用新型的粉末压片模具在退片时不需要将模具掰开，提高了压片效率和压片质量。
【附图说明】
[0009]通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0010]图1a和Ib示出根据本实用新型的粉末压片模具的立体透视图和剖面图；
[0011]图2a和2b示出模具芯的剖视图和剖面图；
[0012]图3a_3c示出退模环的立体透视图、剖视图和剖面图。
【具体实施方式】
[0013]以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0014]本实用新型涉及一种粉末压片模具，图1a和Ib示出了根据本实用新型的粉末压片模具的实施例的立体透视图和剖面图，在图1 a中示出了线AA，表示图1 b所示的剖面图的截取位置。该粉末压片模具包括:压柱100、模具芯200、底托400、垫片800和退模环500。
[0015]底托400包括底板401和位于底板上的圆柱形的凸台402。优选地，底板401和凸台402形成为一体。
[0016]图2a和2b示出了模具芯的剖视图和剖面图。模具芯200例如为圆柱状，包括外壁204和沿轴线的穿透孔，该穿透孔作为模具腔。模具腔自上而下依次为上模腔201、中模腔202以及下模腔203。优选地，模具芯200 —体铸造行成。
[0017]上模腔201为圆柱形，上模腔201的直径屯等于压柱100的底面直径D 在压片过程中，上模腔201为压柱100的上下行通道。
[0018]中模腔202为圆锥台形，中模腔202的顶面直径等于上模腔201的直径，也即压柱100的底面直径Diqq。中模腔202的母线同中心垂直线的夹角α为3度至5度。中模腔202的底面直径小于凸台402的直径D4Q2。中模腔202的高度(15小于垫片800的高度h
[0019]下模腔203为圆柱形，下模腔203的直径(16等于凸台402的直径D 4(12，高度等于凸台402的高度h402 o
[0020]外壁204的底部，围绕下模腔203为凸环2041，凸环2041的外径为d3，凸环2041
的高度为山。
[0021]垫片800为圆柱形，垫片800的直径D8tltl等于压柱100的直径垫片800的高度h.比中模腔202的高度大。在优选的实施例中，垫片800的高度h.比中模腔202的高度大1-3毫米。
[0022]图3a_3c示出退模环的立体透视图、剖视图和剖面图。退模环500例如为圆柱状，包括外壁501和沿轴线的穿透孔以提供压片成品的退片通道502。该退片通道502的直径(17等于凸台402的直径D4tl2，也即下模腔203的直径。退片通道502的长度dn大于凸台402
的高度h402 o
[0023]在退模环500的外壁501的顶部最外边缘有一凸环503，凸环503的宽度为d9，高度为d1Q。因此具有凸环503的外壁501围出了凹槽504。退模环500的凸环503的高度d1Q等于模具芯200的凸环2041的高度为d4。凹槽504的直径，也即凸环503的内径(18等于模具芯200的凸环2041的外径d3。因此将模具芯200的底部插入凹槽504可以使得模具芯200与退模环500紧密接触。
[0024]在压片操作中，首先，将模具芯200安装在底托400上，即凸台402插入下模腔203中，二者尺寸匹配形成紧密接触。第二步，将垫片800从模具芯200的顶部放入，因为垫片800的高度大于中模腔202的高度，所以垫片800的大部分位于中模腔202中，剩下部分位于上模腔201的底部。第三步，从模具芯200的顶部加入原料粉末。第四步，将压柱100插入上模腔201，二者形成配合接触。压柱100接触上模腔201中的原料粉末。通过多次压片操作，将原料粉末压制成致密的靶材。
[0025]压柱100的底面直径即上模腔201的直径限定了压片成品的直径。原料粉末的量以及压片压强限定了压片成品的高度。
[0026]在退模操作中，从模具芯200从底托400上取下。然后，将退模环500安装在底托400上。将模具芯200安装在退模环500上，通过压柱100加压，使得压片成品移动，从上模腔201脱落，进一步脱离模具芯200。通过添加拔模锥度(即中模腔202的母线同中心垂直线的夹角α)可以减小退片过程中，压片成品内部的切应力，提高了粉末压片的成功率。此外，不添加粘合剂，消除了粘合剂对压片成品的影响。
[0027]在一个优选的实施例中，压柱100的底面直径Dltltl为25毫米。垫片800的直径D ■为25毫米，高度h8QQ为6毫米。在底托400中，底板401的直径D 4(11为50毫米；凸台402的直径D402为30毫米，高度h 4(12为8毫米。
[0028]上模腔201的直径屯为25毫米，高度为22毫米。中模腔202的顶面直径为25毫米，母线同中心垂直线的夹角为α为4度，高度(15为5毫米。下模腔203的直径(16为30毫米，高度为8毫米。凸环2041的外径屯为45毫米，凸环2041的高度d 4为I毫米。
[0029]退模环500的退片通道502的直径尖为30毫米，长度d 15毫米。凸环503的高度CU为I毫米，内径d 8为45毫米，宽度d 9为2.5毫米。
[0030]通过根据本实用新型的粉末压片模具压制LaCeCuO4靶材，压片成功率提高到80%以上，压出的片表面光亮几乎没有内部裂痕，压出的小片无法用手轻易掰断。
[0031]I号靶材的压片压强为20MPa，I号靶材的质量10.02g，烧结前厚度为4.5毫米，烧结后为4.4毫米，在50厘米高度摔下无损伤，砂纸打磨后表面较光滑，无内伤。
[0032]2号靶材的压片压强为25MPa，2号靶材的质量9.95g，烧结前厚度为4.3毫米，烧结后为4.28毫米，在50厘米高度摔下无损伤，砂纸打磨后表面较光滑，无内伤。
[0033]3号靶材的压片压强为30MPa，3号靶材的质量9.94g，烧结前厚度为4.2毫米，烧结后为4.18毫米，在50厘米高度摔下无损伤，砂纸打磨后表面较光滑，无内伤。
[0034]4号靶材的压片压强为35MPa，4号靶材的质量9.94g，烧结前厚度为4.2毫米，烧结后为4.12毫米，在50厘米高度摔下无损伤，砂纸打磨后表面更光滑，无明显内伤。
[0035]5号靶材的压片压强为40MPa，5号靶材的质量9.95g，烧结前厚度为4.2毫米，烧结后为4.08毫米，在50厘米高度摔下无损伤，砂纸打磨后表面更光滑，无明显内伤。
[0036]根据本实用新型的粉末压片模具，引入拔模锥度，在不添加粘合剂的情况下，压片的成功率提高到80%以上，并且压制出的片表面光滑几乎没有内部裂痕。
[0037]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种粉末压片模具，其特征在于，包括: 压柱； 底托，所述底托包括底板以及位于底板上的凸台； 垫片； 模具芯，沿所述模具芯的轴线的穿透孔自上而下依次为上模腔、中模腔和下模腔； 所述上模腔与所述压柱匹配； 所述中模腔为圆锥台形，高度小于所述垫片的高度； 所述下模腔与所述底托的凸台匹配； 退模环，沿所述退模环轴线的穿透孔的退片通道与所述底托的凸台匹配，所述退片通道的高度大于所述底托的凸台的高度。
2.根据权利要求1所述的粉末压片模具，其特征在于，所述中模腔的母线同中心垂直线的夹角为3度至5度。
3.根据权利要求1所述的粉末压片模具，其特征在于，所述模具芯的底面设有第一凸环，所述退模环的顶部设有第二凸环，所述第一凸环与所述第二凸环匹配。
【专利摘要】公开了一种粉末压片模具，包括：压柱；底托，所述底托包括底板以及位于底板上的凸台；垫片；模具芯，沿所述模具芯的轴线的穿透孔自上而下依次为上模腔、中模腔和下模腔；所述上模腔与所述压柱匹配；所述中模腔为圆锥台形，高度小于所述垫片的高度；所述下模腔与所述底托的凸台匹配；退模环，沿所述退模环轴线的穿透孔的退片通道与所述底托的凸台匹配，所述退片通道的高度大于所述底托的凸台的高度。根据本实用新型的粉末压片模具退片时不需要将模具掰开，提高了压片效率和压片质量。
【IPC分类】B30B15-02
【公开号】CN204566767
【申请号】CN201520205972
【发明人】袁洁, 冯中沛, 金魁
【申请人】中国科学院物理研究所
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月7日