一种刚性粉末成型模压装置

1.本实用新型涉及粉末成型领域，具体涉及一种刚性粉末成型模压装置。


背景技术：

2.粉末成形是使金属粉末体密实成具有一定形状、尺寸、密度和强度的坯块的工艺过程，它是粉末冶金工艺的基本工序之一，其中采用刚性模具在油压机上压制成型是应用最广泛成熟的成型方式之一。在粉末成型的成熟工艺中，一般是将成型模具固定在模压机平台的中心位置，向模具内填充粉料，通过压机的压头从上方施加压力。这种成型工艺的优势是成型形状标准，成型效率高。但其缺陷是在成型过程中，模腔和粉料内的空气完全依靠压头与模腔内壁之间的间隙被动排出，排出难度较大，往往在成型胚内部会残留部分气体，当型胚进入下道工序烧结或除粘时，容易导致变形或开裂，严重时甚至在成型后上压头解除压力后就会立即分层开裂，导致废品率较高，严重影响粉末成型的质量和效率。并且，传统的排气方式在压制过程中还会产生大量粉尘，严重污染周围的空气。同样，由于刚性模具的驱动机构与底板之间的间隙，也会导致模具底部泄露少量粉末形成浪费，严重时甚至污染设备的驱动机构以及对应的油缸等。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种刚性粉末成型模压装置，以解决的技术问题之一是现有技术中粉末成型工艺容易因残留气体而影响成型质量，实现提高成型胚质量、减少气体残留的目的，同时减少了对原料的浪费和对环境的污染。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.一种刚性粉末成型模压装置，包括刚性模具、与所述刚性模具相匹配的压头、与所述压头连接的压杆，所述压头底面开设螺旋槽，所述螺旋槽与气流通道连通，所述气流通道用于连接负压发生设备；还包括设置在压头底部的气固隔离层。
6.针对现有技术中粉末成型工艺容易因残留气体而影响成型质量的问题，本实用新型提出一种刚性粉末成型模压装置，其中刚性模具、压头、压杆等均为模压机现有技术，在此不做赘述。本技术在压头的底面开设螺旋状的凹槽，称为螺旋槽，并且设置与螺旋槽连通的气流通道，在模压机工作时使用负压发生设备与气流通道连通，从而可以实现在粉末压制成型过程中对模具内部的负压抽取，在压制成型过程中边压边抽、可以越压越紧，进而显著减少型胚内部残留的空气，实现避免产品分层开裂，提高成型质量的效果。本技术中通过压头底面的螺旋槽，可以使得用于抽吸空气的负压更为均匀的进行分布，以此提高排气效果的均匀性和整体性。此外，本技术在压头底部设置气固隔离层，气固隔离层顾名思义用于隔离气体和固体，使得空气能够通过气固隔离层、而固体的粉料无法通过气固隔离层，避免本技术对粉料的误抽。当然，气固隔离层可使用现有技术中任意能够实现气体与固体的分离的隔离件实现。
7.综上，本技术解决了传统压制成型过程中，只能够靠压头四周与成型腔内壁之间
的间隙被动排气，导致排气不畅、无法排尽粉料内部气体问题，从而达到了较为理想的成型胚效果。此外，由于本技术采用了主动抽吸的方式进行排气，空气依次进入螺旋槽和气流通道被统一排走，不会四处向外散溢，且有气固隔离层的阻隔，因此还解决了现有技术在作业过程中粉尘污染的问题，并且对统一排走的气体中夹带的粉料可回收利用。
8.进一步的，所述气流通道位于压头内部。本方案通过压头的本体为螺旋槽提供气流通道，以节约设备的体积、减小占用空间。其中本领域技术人员应当理解，气流通道可以是穿过压头的管道、也可由气流通道内部开设孔道而成。
9.进一步的，所述气固隔离层由碳纤维材料制作而成，碳纤维材料质软，能够对压头底部起到一定的保护作用。
10.进一步的，所述气固隔离层粘接在压头底面，以保证气固隔离层与压头的充分且稳定的连接，同时避免对压头的损伤。
11.进一步的，还包括位于所述刚性模具内部的升降装置，所述升降装置与刚性模具内壁之间动密封配合。本方案中，升降装置用于将压制好的成型胚向上顶出进行脱模。升降装置与刚性模具内壁之间可采用任意现有动密封方式进行配合，以避免粉料向下掉入至下方空间，且同时在通过本技术压制成型且抽吸时，避免将下方空间的空气抽入至粉料内部。其中，现有技术中的任意升降方式均可适用于本技术的升降装置中。
12.进一步的，所述升降装置与刚性模具内壁之间通过密封圈密封。
13.进一步的，所述刚性模具底部敞口、且刚性模具安装在工作台上，所述升降装置包括与刚性模具内壁滑动配合的升降基座、用于驱动升降基座升降的驱动装置；所述密封圈位于刚性模具内部且嵌设在工作台上表面，所述驱动装置位于密封圈内部。
14.本方案中将底部敞口的刚性模具置于工作台上，使得工作台的上表面作为刚性模具的底面使用，其中升降基座受驱动装置驱动、在刚性模具内部可进行上下滑动，以实现将成型胚向上顶出的效果。本方案在工作台顶面嵌设密封圈，并使得密封圈套设在驱动装置外以实现密封。具体的：在正常压制成型过程中，升降基座下降至充分挤压密封圈，此时即使有粉料漏至升降基座下方，也始终位于密封圈外侧、不会进入密封圈内部，因而不会对驱动装置造成任何干扰。
15.进一步的，所述升降基座将刚性模具内部分隔为上、下分布的成型腔、密封腔；所述刚性模具侧壁开设相互正对的进气孔、排气孔，所述进气孔、排气孔始终位于密封腔内；所述进气孔、排气孔各自通过阀门实现开关。
16.本方案中升降基座将刚性模具内部分隔为在上的成型腔和在下的密封腔，本领域技术人员应当理解，成型腔与密封腔的体积并不是固定的，其随着升降模具的上下移动会发生相对变化。本方案在密封腔的相对两侧壁分别设置进气孔和排气孔，在压制成型过程中均使用阀门进行关闭；在压制成型作业结束后，首先打开两侧阀门，从进气孔中向内吹气进行清扫，进而将可能残留在其中的粉料从排气孔处适当吹出，以此减少粉料在密封腔内可能存在的残留现象。在上述的吹扫作业结束后，再由驱动装置驱动升降基座升高，将成型胚向上顶出。
17.进一步的，还包括与所述进气孔连通的进气管，便于通过进气管与外部气源(如鼓风机等)进行连通。
18.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
19.1、本实用新型一种刚性粉末成型模压装置，在模压机工作时使用负压发生设备与气流通道连通，从而可以实现在粉末压制成型过程中对模具内部的负压抽取，在压制成型过程中边压边抽、可以越压越紧，进而显著减少型胚内部残留的空气，实现避免产品分层开裂，提高成型质量的效果。
20.2、本实用新型一种刚性粉末成型模压装置，在压头底部设置气固隔离层，使得空气能够通过气固隔离层、而固体的粉料无法通过气固隔离层，避免本技术对粉料的误抽。
21.3、本实用新型一种刚性粉末成型模压装置，可通过升降装置实现快速高效的脱模。
22.4、本实用新型一种刚性粉末成型模压装置，解决了现有技术在作业过程中粉尘污染的问题，同时减少了对原料的浪费，避免了原料对驱动装置的影响和干扰。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
24.图1为本实用新型具体实施例的剖视图；
25.图2为本实用新型具体实施例中压头底面的示意图。
26.附图中标记及对应的零部件名称：
27.1-刚性模具，2-压头，3-压杆，4-气流通道，5-气固隔离层，7-螺旋槽，8-密封圈，9-工作台，10-升降基座，11-驱动装置，12-成型腔，13-密封腔，14-进气孔，15-排气孔，16-进气管。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
29.实施例1：
30.如图1与图2所示的一种刚性粉末成型模压装置，包括刚性模具1、与所述刚性模具1相匹配的压头2、与所述压头2连接的压杆3，所述压头2底面开设螺旋槽7，所述螺旋槽7与气流通道4连通，所述气流通道4用于连接负压发生设备；还包括设置在压头2底部的气固隔离层5。
31.如图1所示，所述气流通道4位于压头2内部。
32.优选的，本实施例中气固隔离层5由碳纤维材料制作而成，且气固隔离层5粘接在压头2底面。
33.优选的，本实施例还包括位于所述刚性模具1内部的升降装置，所述升降装置与刚性模具1内壁之间通过密封圈动密封配合。
34.优选的，本实施例中的气固隔离层为碳纤维软毡。
35.本实施例在工作时，将气流通道4与负压发生装置接通，向刚性模具1内部填充粉料，再在粉料上方铺一层一次性无纺布，之后下压压头进行压制，同时打开负压发生设备即可。
36.本实施例中的升降装置，可采用本领域技术人员能够实现的任意现有升降技术进行实现。
37.实施例2：
38.一种刚性粉末成型模压装置，在实施例1的基础上，如图1所示，本实施例中刚性模具1底部敞口、且刚性模具1安装在工作台9上，升降装置包括与刚性模具1内壁滑动配合的升降基座10、用于驱动升降基座10升降的驱动装置11；密封圈8位于刚性模具1内部且嵌设在工作台9上表面，所述驱动装置11位于密封圈8内部。
39.所述升降基座10将刚性模具1内部分隔为上、下分布的成型腔12、密封腔13；所述刚性模具1侧壁开设相互正对的进气孔14、排气孔15，所述进气孔14、排气孔15始终位于密封腔13内；所述进气孔14、排气孔15各自通过阀门实现开关。
40.本实施例还包括与所述进气孔14连通的进气管16，进气管用于与鼓风设备连通；还在排气孔处设置集气装置进行集气，不仅避免了粉尘污染，还可对收集的粉料进行回收利用。
41.本实施例使用时，驱动装置驱动升降基座下降至其行程底部、充分挤压密封圈，之后进行正常的压制成型作业，作业过程中同样需打开负压发生设备；在压制成型作业结束后，首先打开两侧进气孔14、排气孔15的阀门，启动鼓风设备，从进气孔中向内吹气进行吹扫，吹扫作业结束后，再由驱动装置驱动升降基座升高，将成型胚向上顶出。
42.本实施例中的驱动装置，可采用本领域技术人员能够实现的任意现有直线驱动技术进行实现。
43.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
44.需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体，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。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以是经由其他部件间接相连。