粉坯成形方法与流程

1.本发明涉及粉末冶金技术领域，特别是涉及粉坯成形方法。


背景技术：

2.大型粉末冶金产品，如陶瓷增强铝基复合材料轨道交通用制动盘的制备方法，通常是将粉末原料置于成形模具中经高压压制成粉饼，然后烧结整形而成。但实际生产时发现，由于粉末原料中陶瓷含量较高，现有的成形模具在经百多次压制之后阴模芯柱就会出现严重的磨损，磨损位置凹陷产生的倒扣会导致产品无法脱出或脱模力翻倍，从而导致产品开裂。因此，成形模具一旦磨损就需要及时维修或者更换，这无疑会增加设备成本、降低生产效率。
3.此外，也由于粉末原料中陶瓷含量较高，成形时需提供较大的压力才能压制成形，现有的脱模方式需要较大的脱模力才能脱下，过大的脱模力或脱模力不均也会导致粉坯开裂，从而造成整形后产品的超声渗透不合格。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种能实现粉坯轻松脱模，且能保证脱模后的粉坯结构完好无裂纹的粉坯成形方法。
5.一种粉坯成形方法，包括以下步骤：
6.提供粉坯成形模具，所述粉坯成形模具包括上模、下模和阴模，所述上模和下模围合在所述阴模内形成模腔，所述阴模包括内周表面开设有若干导向槽的阴模套、若干与所述导向槽对应的阴模镶件、若干与所述阴模镶件对应的顶杆和若干与所述顶杆对应的导轨座，每个所述阴模镶件滑动设置在对应的导向槽内，每个所述顶杆的一端与对应的阴模镶件相连，另一端滑动设置在对应的导轨座内；
7.将粉末均匀铺设在所述模腔中，压制成形，得到粉坯，在所述压制成形状态，每个所述阴模镶件嵌设于对应的导向槽内，各阴模镶件沿周向彼此相连，形成腔壁，用于成形粉坯的外轮廓；
8.脱模，在所述脱模状态，每个所述阴模镶件至少部分滑出对应的导向槽，各阴模镶件沿周向彼此分开，所述粉坯与各阴模镶件径向分离。
9.在其中一个实施例中，每个所述导向槽在轴向方向上呈锥度设置，所述锥度为1
°
～20
°
。
10.在其中一个实施例中，每个所述阴模镶件包括一体成形的周向连接部和t形嵌入部；在所述压制成形状态，各阴模镶件的周向连接部彼此相连，形成所述腔壁；在所述脱模状态，各阴模镶件的周向连接部彼此分开。
11.在其中一个实施例中，每个所述阴模镶件还包括挂台，所述挂台覆盖在所述周向连接部和t形嵌入部的顶面，每个所述导向槽设有与所述挂台匹配的槽壁。
12.在其中一个实施例中，所述阴模镶件有4～12个。
13.在其中一个实施例中，每个所述导轨座设有相互连通的第一导轨和第二导轨，且所述第二导轨相对所述第一导轨偏向设置；在所述压制成形状态，各顶杆在对应的导轨座的第一导轨内相对滑动；在所述脱模状态，各顶杆在对应的导轨座的第二导轨内相对滑动。
14.在其中一个实施例中，每个所述导轨座还设有与所述第二导轨连通的第三导轨，且所述第三导轨相对所述第二导轨偏向设置；各顶杆在对应的导轨座的第三导轨内滑动时，所述粉坯被顶出阴模。
15.在其中一个实施例中，所述粉坯成形模具还包括下模油缸，所述下模油缸分别与所述下模和导轨座相连，用于带动所述下模和导轨座同步运动。
16.在其中一个实施例中，所述粉坯成形模具还包括芯柱组件，所述芯柱组件与所述下模油缸相连。
17.在其中一个实施例中，所述芯柱组件包括芯柱油缸和与所述芯柱油缸相连的芯柱，所述下模的中心处设有轴向通道，所述芯柱在所述芯柱油缸的带动下在所述轴向通道内轴向运动。
18.上述粉坯成形方法，利用粉坯成形模具，通过阴模镶件与导向槽的滑动配合，使得脱模时，各阴模镶件沿周向彼此分开，粉坯与各阴模镶件径向分离，从而消除脱模力，实现粉坯轻松脱模，且脱模后的粉坯结构完好无裂纹。
附图说明
19.图1为一实施方式的粉坯成形模具结构示意图；
20.图2为压制成形状态时阴模镶件与阴模套的装配示意图；
21.图3为一实施方式的阴模镶件的结构示意图；
22.图4为一实施方式的导轨座的结构示意图；
23.图5为一实施方式的压制成形状态示意图；
24.图6为一实施方式的脱模状态示意图；
25.图7为一实施方式的顶出状态示意图。
具体实施方式
26.为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
27.需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
29.一实施方式的粉坯成形方法，包括以下步骤s110～s130：
30.s110、提供粉坯成形模具。
31.请参阅图1，为一实施方式的粉坯成形模具10，包括上模110、下模120和阴模130，
合模后，上模110和下模120围合在阴模130内形成模腔。
32.其中，阴模130包括阴模套132，其内周表面开设有若干导向槽(图未标)；若干与导向槽对应的阴模镶件134；若干与阴模镶件134对应的顶杆136；若干与顶杆136对应的导轨座138。
33.具体的，每个阴模镶件134滑动设置在对应的导向槽内，每个顶杆136的一端与对应的阴模镶件134相连，另一端滑动设置在对应的导轨座138内。即，一个导轨座138内对应滑动设有一个顶杆136，该顶杆136的另一端与对应的一个阴模镶件134相连，该阴模镶件134滑动设置在对应的一个导向槽内。
34.在本实施方式中，每个导向槽在轴向方向上呈锥度设置。优选的，锥度为1
°
～20
°
。
35.通过设置呈一定锥度的导向槽，即使模具因为长时间使用出现磨损而产生倒扣，也能实现顺利脱模，进一步延长模具的使用寿命，提高生产效率。
36.请参阅图3，每个阴模镶件134包括周向连接部1342、t形嵌入部1344和挂台1346。其中，周向连接部1342和t形嵌入部1344一体成形，挂台1346可以通过一体成形或机械连接的方式覆盖在周向连接部1342和t形嵌入部1344的顶面。在本实施方式中，挂台1346通过螺栓连接的方式覆盖在周向连接部1342和t形嵌入部1344的顶面，以便于更换。
37.可以理解，阴模镶件134嵌设于导向槽后，挂台1346超出t形嵌入部1344的部分刚好挂靠在导向槽与之匹配的槽壁上，防止出现各阴模镶件装配后高低不一致以及粉末进入导向槽的问题。
38.进一步的，阴模镶件有4～12个。更进一步的，阴模镶件有5～8个。
39.请参阅图4，每个导轨座138设有依次连通的第一导轨1382、第二导轨1384和第三导轨1386，其中第二导轨1384相对第一导轨1382偏向设置，第三导轨1386相对第二导轨1384偏向设置。
40.在本实施方式中，第一导轨1382沿与轴向方向平行的方向设置；第二导轨1384的偏向角度为0～70
°
，即第二导轨1384与水平方向之间的夹角为0～70
°
；第三导轨1384沿与轴向方向平行的方向设置。
41.在本实施方式中，上述粉坯成形模具10还包括下模油缸(图未示)，其中下模油缸分别与下模120和导轨座138相连，用于带动下模120和导轨座138同步运动。
42.为了成形具有中心孔的粉坯，上述粉坯成形模具10还可以包括芯柱组件(图未标)，该芯柱组件与下模油缸相连，在下模油缸的带动下同步运动。
43.具体的，芯柱组件包括芯柱和与芯柱相连的芯柱油缸，下模120的中心处设有轴向通道，芯柱在芯柱油缸的带动下在该轴向通道内轴向运动。
44.此外，需要说明的是，本技术中粉坯成形模具还包括成形模具通常所具有的用于给上模提供动力的上模油缸以及用于承载相应部件的模架等，由于这些都是常规设置，这里不再赘述。
45.s120、将粉末均匀铺设在上述模具的模腔中，压制成形，得到粉坯。
46.具体的，在压制成形状态，每个阴模镶件134嵌设于阴模套132对应的导向槽内，且各阴模镶件134沿周向彼此相连，形成腔壁(如图2所示)，该腔壁即上述模腔的腔壁，用于成形粉坯的外部轮廓。
47.可以理解，在压制成形状态，各顶杆136在对应的导轨座138的第一导轨1382内相
对滑动。
48.具体的，上述粉坯成形模具10工作时，上模110下降，提供从上向下的压制力，下模120上升，提供从下向上的压制力，下模油缸带动下模120与导轨座138同步上升，直至导轨座138内的顶杆136相对运动至第一导轨1382的末端(如图5所示)，此过程中，各阴模镶件134嵌设在对应的导向槽内保持不动，且各周向连接部1342彼此相连，形成腔壁，提供从外向内的压制力。
49.s130、脱模。
50.具体的，在脱模状态，每个阴模镶件134至少部分滑出对应的导向槽，且各阴模镶件134沿周向彼此分开，粉坯与各阴模镶件134径向分离，消除脱模力，便于后续将粉坯顶出阴模130，实现粉坯轻松脱模。
51.可以理解，在脱模状态，各顶杆136在对应的导轨座138的第二导轨1384内相对滑动。
52.具体的，压制完成后，上模110上升脱出阴模130，下模120和导轨座138继续同步上升，直至顶杆136相对运动至第二导轨1384的末端(如图6所示)，此过程中，由于第二导轨1384偏向设置，各阴模镶件134在顶杆的反作用力下上升，并沿周向彼此分开，粉坯与阴模镶件不再有接触。
53.下模120和导轨座138继续同步上升，直至顶杆136相对运动至第三导轨1386的末端(如图7所示)，此时，阴模镶件134和下模120均上升至最高处，且粉坯高于阴模镶件顶面，粉坯顺利取出。
54.上述粉坯成形方法，利用粉坯成形模具10，通过阴模镶件134与导向槽的滑动配合，使得脱模时，各阴模镶件134沿周向彼此分开，粉坯与各阴模镶件134径向分离，从而消除脱模力，实现粉坯轻松脱模，且脱模后的粉坯结构完好，无开裂。
55.同时，轻松脱模减少了粉坯对模具的磨损，可延长模具的使用寿命，提高生产效率。
56.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种粉坯成形方法，其特征在于，包括以下步骤：提供粉坯成形模具，所述粉坯成形模具包括上模、下模和阴模，所述上模和下模围合在所述阴模内形成模腔，所述阴模包括内周表面开设有若干导向槽的阴模套、若干与所述导向槽对应的阴模镶件、若干与所述阴模镶件对应的顶杆和若干与所述顶杆对应的导轨座，每个所述阴模镶件滑动设置在对应的导向槽内，每个所述顶杆的一端与对应的阴模镶件相连，另一端滑动设置在对应的导轨座内；将粉末均匀铺设在所述模腔中，压制成形，得到粉坯，在所述压制成形状态，每个所述阴模镶件嵌设于对应的导向槽内，各阴模镶件沿周向彼此相连，形成腔壁，用于成形所述粉坯的外轮廓；脱模，在所述脱模状态，每个所述阴模镶件至少部分滑出对应的导向槽，各阴模镶件沿周向彼此分开，所述粉坯与各阴模镶件径向分离。2.根据权利要求1所述的粉坯成形方法，其特征在于，每个所述导向槽在轴向方向上呈锥度设置，所述锥度为1
°
～20
°
。3.根据权利要求1所述的粉坯成形方法，其特征在于，每个所述阴模镶件包括一体成形的周向连接部和t形嵌入部；在所述压制成形状态，各阴模镶件的周向连接部彼此相连，形成所述腔壁；在所述脱模状态，各阴模镶件的周向连接部彼此分开。4.根据权利要求3所述的粉坯成形方法，其特征在于，每个所述阴模镶件还包括挂台，所述挂台覆盖在所述周向连接部和t形嵌入部的顶面，每个所述导向槽设有与所述挂台匹配的槽壁。5.根据权利要求1、3或4所述的粉坯成形方法，其特征在于，所述阴模镶件有4～12个。6.根据权利要求1所述的粉坯成形方法，其特征在于，每个所述导轨座设有相互连通的第一导轨和第二导轨，且所述第二导轨相对所述第一导轨偏向设置；在所述压制成形状态，各顶杆在对应的导轨座的第一导轨内相对滑动；在所述脱模状态，各顶杆在对应的导轨座的第二导轨内相对滑动。7.根据权利要求6所述的粉坯成形方法，其特征在于，每个所述导轨座还设有与所述第二导轨连通的第三导轨，且所述第三导轨相对所述第二导轨偏向设置；各顶杆在对应的导轨座的第三导轨内相对滑动时，所述粉坯被顶出阴模。8.根据权利要求1所述的粉坯成形方法，其特征在于，所述粉坯成形模具还包括下模油缸，所述下模油缸分别与所述下模和导轨座相连，用于带动所述下模和导轨座同步运动。9.根据权利要求8所述的粉坯成形方法，其特征在于，所述粉坯成形模具还包括芯柱组件，所述芯柱组件与所述下模油缸相连。10.根据权利要求9所述的粉坯成形方法，其特征在于，所述芯柱组件包括芯柱油缸和与所述芯柱油缸相连的芯柱，所述下模的中心处设有轴向通道，所述芯柱在所述芯柱油缸的带动下在所述轴向通道内轴向运动。

技术总结
本申请涉及粉坯成形方法，该方法包括以下步骤：提供粉坯成形模具，将粉末均匀铺设在该模具的模腔中，使其在压制成形状态时，每个阴模镶件嵌设于对应的导向槽内，各阴模镶件沿周向彼此相连，形成腔壁，用于成形粉坯的外轮廓，待粉末成形后，在脱模状态，每个阴模镶件至少部分滑出对应的导向槽，各阴模镶件沿周向彼此分开，成形后的粉坯与各阴模镶件径向分离。该粉坯成形方法，利用粉坯成形模具，通过阴模镶件与导向槽的滑动配合，使得脱模时，各阴模镶件沿周向彼此分开，粉坯与各阴模镶件径向分离，从而消除脱模力，实现粉坯轻松脱模，且脱模后的粉坯结构完好，无开裂。无开裂。无开裂。


技术研发人员：李彬 罗任 蒋兆汝 刘春轩 戴青松 曹柳絮 冯建涛 梁啟文 吴云 刘亚西
受保护的技术使用者：湖南湘投轻材科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/16