用于立方氮化硼制造的碳管成型模具的制作方法

本实用新型属于超硬材料高压合成领域，具体涉及一种用于立方氮化硼制造的碳管成型模具。

背景技术：

立方氮化硼硬度极高、仅次于金刚石，是硬质刀具的材料。制成立方氮化硼的工序中，其中有一步需要将原料和触媒混合后压制成圆柱状棒料放入碳管中，碳管通电加热。在高温加压过程中，碳管电阻发生变化影响电流的稳定。现有的结构两端有金属导电钢圈、两端导热较快、加热时两端温度比中间低。中间温度高，容易造成焼腰现象，造成合成腔内局部温度不均匀。因此，可以做出一种内部腔体为圆柱形，外部外径为两端小中间大的形状的碳管、例如中间部分为圆弧形从而使中间部分电阻小，发热少，从而平衡合成腔内部的温度的碳管。以前没有人做过这种形状的碳管用于制造立方碳化硼的工序，也没有人做过这种形状碳管的模具。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于立方氮化硼制造的碳管成型模具。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：一种用于立方氮化硼制造的碳管成型模具，包括对称设置的具有腔体的左模和右模，左模和右模的腔体围成上端和下端为圆柱形、中间横截面为圆形且直径比上端和下端大的空腔，空腔直径变化处圆滑过渡；空腔上端设置与其自身配合的压头，压头设置在压力机活塞杆上随着压力机上下移动压制碳管；空腔下端设置与其自身配合的堵头；堵头下表面设置在压力机工作台上；空腔内设置与空腔同轴线设置的圆柱芯模，圆柱芯模下端穿出空腔固定在压力机工作台上；压头和堵头内部设置通孔与圆柱芯模对应；左模、右模、压头、堵头和圆柱芯模共同围成与碳管形状一致的模具腔；压力机工作台上设置夹紧装置夹紧或松开左模和右模。

压力机工作台上设置导轨，导轨上设置两个滑动的加紧块，两个夹紧块分别位于左模和右模的两侧；夹紧块和导轨之间设置可拆卸的固定装置。

堵头为凸台形状，包括底端圆柱体和其上同心设置的顶端圆柱体；底端圆柱体外径大于顶端圆柱体；顶端圆柱体与空腔下端对应配合；左模和右模底面设置在底部圆柱体上表面上；左模和右模与底部圆柱体之间通过设置销轴与销孔配合定位，销孔为长孔，其长度方向与导轨平行。

空腔纵截面的两端为长方形、两端长方形同侧的边线端点由圆弧连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型制造出的两端粗、中间细的碳管用于立方氮化硼的制造工序，可以有效的平衡碳管的温度、避免焼腰现象。从而提高碳管的寿命和立方氮化硼的质量。模具结构简单、方便安装制造，成本低。

附图说明

图1是本实用新型模具结构示意图。

图2为图1中模具爆炸图。

图3为图2中A-A剖视图。

图4为两种碳管剖视图。

其中1为左模、2为右模、3为压头、4为堵头、5为夹紧块、6为导轨、7为压力机工作台、8为活塞杆、9为销轴、10为销孔、11为空腔、12为腔体，13为圆柱芯模。

具体实施方式

如图1-4所示，一种用于立方氮化硼制造的碳管成型模具，包括对称设置的具有腔体12的左模1和右模2，左模1和右模2的腔12体围成上端和下端为圆柱形、中间横截面为圆形且直径比上端和下端大的空腔11，空腔11直径变化处圆滑过渡。空腔11上端设置与其自身配合的压头3，压头3设置在压力机活塞杆8上随着压力机上下移动压制碳管；空腔下端设置与其自身配合的堵头4；堵头4下表面设置在压力机工作台7上。空腔11内设置与空腔11同轴线设置的圆柱芯模13，圆柱芯模13下端穿出空腔12固定在压力机工作台7上。压头3和堵头4内部设置通孔与圆柱芯模13对应。左模1、右模2、压头3、堵头4和圆柱芯模13共同围成与碳管形状一致的模具腔。压力机工作台7上设置夹紧装置夹紧或松开左模1和右模2。左模1和右模2外形可以为设置有一半空腔的长方体，方便夹紧。具体堵头4、压头3、圆柱芯模13、左模1和右模2之间孔径的配合关系可以参考以前的圆柱形碳管制造模具。

以前在立方氮化硼的制造中，都使用外形为圆柱形的碳管。没有人想到使用中间粗、两端细、直径圆滑过渡的碳管，通过改变电阻实现温度匀均。更不用说制造专用的模具生产这样的碳管。本实用新型的模具可以生产出这样的碳管，使立方氮化硼制造中碳管温度均匀、提高碳管的寿命和立方氮化硼的质量。本实用新型模具结构简单、方便安装制造，成本低、可用于小批量生产。

压力机工作台7上设置导轨6，导轨6上设置两个滑动的加紧块5，两个夹紧块5分别位于左模1和右模2的两侧；夹紧块5和导轨6之间设置可拆卸的固定装置。比如夹紧块5和导轨6之间通过螺栓固定。堵头4为凸台形状，包括底端圆柱体和其上同心设置的顶端圆柱体；底端圆柱体外径大于顶端圆柱体；顶端圆柱体与空腔11下端对应配合；左模1和右模2底面设置在底部圆柱体上表面上。左模1和右模2与底部圆柱体之间通过设置销轴9与销孔10配合定位，销孔10为长孔，其长度方向与导轨6平行。

左模1和右模2低面通过底部圆柱体上表面实现上下定位；左模1和右模2通过销轴9和底部圆柱体之间的销孔8配合实现前后方向定位。左右方向通过夹紧块5夹紧。销轴9为左模1或右模2下表面上突出的圆柱体。上下是指常规说法的上下；左右是以导轨6的长度方向即夹紧块5移动的方向为左右、垂直于左右的方向为前后。压头3的外径不超过空腔11上端的直径，方便压头3下压进入空腔11。

空腔11纵截面的两端为长方形、两端长方形同侧的边线端点由圆弧连接。或者空腔11两端为圆柱体、空腔11中间为半径较大的圆柱体、空腔11两端和空气中间之间为过渡的圆椎体。这两种空腔11对应的碳管如图4所示。具体碳管的规格，例如碳管高44毫米，壁厚最大处2.5毫米，最小处0.8毫米。

具体实施时，将堵头4和圆柱芯模13固定在压力机工作台7上，将左模1和右模2的定位销9与堵头4上的销孔10对准定位安装左模1和右模2，调整夹紧块5夹紧左模1和右模2。将预订好重量的原料放入空腔11内，压力机带动压头3下压到预定的位置。压制完成后，压头3移开。夹紧块5移动松开左模1和右模2，分开左模1和右模2，取出碳管。