一种热压烧结模具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热压烧结模具，包括对应配合使用的上冲头和下凹模，下凹模包括下冲头和成型凹模，成型凹模包括中心孔呈上大下小的截头锥形结构的模套及插设在模套中心孔中的成型模芯，成型模芯的中部具有用于与所述上、下冲头对应间隙插配的成型孔，成型模芯的外周面为与模套中心孔的内壁面相对应配合的锥形面，成型模芯的外周面与模套中心孔的内壁面紧配合，且在模套轴向上成型模芯的底面高于模套中心孔的底边沿，成型模芯由呈沿周向分布的二个以上的分体镶块组成，成型模芯的成型孔由各分体镶块围成，各分体镶块外周面对接组成成型模芯的外周面。本实用新型专利技术所提供的烧结模具有效的克服了烧结后复合材料难以从模具中取出的难题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于复合材料粉末冶金烧结模制造
，具体涉及一种粉末冶金用热压烧结模具。
技术介绍
金属基低膨胀复合材料多采用具有膨胀系数低的颗粒材料与塑性和韧性良好的金属材料复合而成。膨胀系数低的颗粒大多采用碳化硅(Sic)、氧化硅(Si203)、氮化铝(AlN)等，基体材料采用铝硅系合金。制备方法有粉末冶金法，熔体浸渗法。而熔体浸渗法制备过程中，SiC与铝液的润湿性很差，虽然SiC颗粒与铝合金熔体之间容易发生界面化学反应，能有效改善润湿性，但其反应产物对复合材料的性能产生不利影响。故低膨胀复合材料通常采用粉末冶金法制备，其工艺和制品质量易控制，复合材料中颗粒的体积含量可以调整，性能指标各易控制。目前，粉末冶金法制备方法有三种制备工艺方案单向压制制坯烧结、冷等静压制坯烧结和真空热压烧结。而单向压制制坯烧结法得到的低膨胀复合材料制品存在组织与性能的各向异性质量缺陷；冷等静压制坯烧结法得到的复合材料组织致密度差，界面结合松散，需要后续的致密化热压处理，制备工艺复杂，成本提高，工艺参数难以控制。热压烧结成型工艺是将预先混合好的粉料装入集成加热装置的模具中，放到压制设备上进行加热和压制。工艺方法主要特点在于将压制和烧结同时进行，使压坯接近理论密度，可以获得需性能的粉末冶金零件。该工艺集中在模具中进行，由于烧结温度接近铝合金的液相线温度，压制压力较大，高温和高压对模具结构提出了更高的要求。传统所使用的石墨模具强度较低，在热压过程中容易开裂，压制压力较低，所得到的复合材料组织性能较低。为了改善所制得复合材料的性能，模具材质应采用具有较高高温强度的耐热模具钢或耐热不锈钢。但是在热压烧结过程中复合材料的膨胀系数较低，而模具钢或不锈钢的膨胀系数较大，两者膨胀系数相错较远，致使热压烧结冷却后模具将烧结后的复合材料紧紧箍死，复合材料无法从模具中取出。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种热压烧结模具，以解决现有技术中的热压烧结模具在冷却后模具将烧结后的复合材料箍死、不易取出成品的技术问题。为实现上述目的，本技术所提供的热压烧结模具采用如下技术方案一种热压烧结模具，所述的模具包括对应配合使用的上冲头和下凹模，下凹模包括下冲头和成型凹模，成型凹模包括中心孔呈上大下小的截头锥形结构的模套及插设装配在模套的中心孔中的成型模芯，成型模芯的中部具有用于与所述上、下冲头对应间隙插配的成型孔，所述成型模芯的外周面为与模套中心孔的内壁面相对应配合的锥形面，成型模芯的外周面与模套中心孔的内壁面紧配合，且在模套轴向上成型模芯的底面高于模套中心孔的底边沿，所述成型模芯由呈沿周向分布的三个以上的分体镶块组成，所述成型模芯的成型孔由各分体镶块围成，各分体镶块外周面对接组成成型模芯的外周面。、所述的在模套轴向上成型模芯的下底边比模套的下底边高l_2mm。所述的模套的中心孔的锥度为3-5°。所述的模具还包括使用时用于支撑模套的下底板，所述下冲头设置在下底板上。本技术的有益效果是本技术所提供的热压烧结模具包括上冲头、下冲头和成型模具，成型模具包括模套和成型模芯，成型模芯中部具有成型孔，当使用上述的烧结模具对低膨胀复合材料进行热压烧结时，复合材料位于成型模芯的成型孔中，由上、下冲头及成型模芯配合完成对复合材料的热压烧 结。在复合材料热压烧结完成后，模具的膨胀系数和复合材料的膨胀系数不一致而导致成品和成型模芯粘接在一起，但本技术所提供的烧结模具中的成型模芯由二个以上的分体镶块组成，这样在将成型模型从模套中取出后，容易将各分体镶块分离，从而实现成品与成型模芯的分离。且本技术所提供的模套的中心孔呈呈上大下小的截头锥形结构，且在模套轴向上成型模芯的下底边高于模套的下底边，这样当上冲头对复合材料冲压时，冲压力会通过成型模芯作用在模套上，此时，由模套通过成型模芯在径向上向位于成型模芯的成型孔中的复合材料产生约束压应力，这样提高了所得到的复合材料的致密度，消除了复合材料热压烧结成品的各向异性缺陷。本技术所提供的烧结模具制造容易，性能可靠，操作简单，有效的克服了在烧结过程中由于低膨胀复合材料与模具本体材料膨胀系数不同所造成的烧结后复合材料难以从模具中取出的难题。附图说明图I是本技术提供的热压烧结模具一种实施例的结构示意图；图2是图I的俯视图。具体实施方式如图I、图2所示，一种热压烧结模具的实施例，该实施例中的热压烧结模具包括对应配合使用的上冲头I和下凹模，下凹模包括下垫板4，在下垫板上设置有下冲头，在下垫板4上还支撑有成型凹模，成型凹模包括中心孔呈上大下小的截头锥形结构的模套3，当对复合材料进行热压烧结时，模套3支撑在下垫板4上，在模套3的中心孔中装配有成型模芯2，成型模芯2的中部具有用于与所述上、下冲头对应间隙插配的成型孔，所述成型模芯2的外周面为与模套中心孔的内壁面相对应配合的锥形面，成型模芯2的外周面与模套3中心孔的内壁面紧配合，且在模套轴向上成型模芯的底面高于模套中心孔的底边沿，本实施例中的成型模芯2由呈沿周向分布的三个分体镶块21组成，成型模芯的成型孔由各分体镶块围成，各分体镶块外周面对接组成成型模芯的外周面。优选的，上述实施例中的成型模芯的下底边比模套的下底边高l_2mm。优选的，上述实施例中的模套的中心孔的锥度为3-5°。上述实施例中的模具可以采用耐热模具钢或耐热不锈钢制造，这样可以使得模具的整体强度较高，这样在热压过程中可以有效的改善所制得的复合材料的性能上述实施例中的成型模芯由三个分体镶块组成，在其他实施例中，成型模芯可由三个以上的分体镶块组成，各分体镶块沿周向分布。在热压烧结完成后，将成型凹槽倒置，推压成型模芯以使得成型模芯连同热压烧结后的复合材料成品 一起与模套相分离，再把成品和分体镶块分离即可。权利要求1.一种热压烧结模具，其特征在于所述的模具包括对应配合使用的上冲头和下凹模，下凹模包括下冲头和成型凹模，成型凹模包括中心孔呈上大下小的截头锥形结构的模套及插设装配在模套的中心孔中的成型模芯，成型模芯的中部具有用干与所述上、下冲头对应间隙插配的成型孔，所述成型模芯的外周面为与模套中心孔的内壁面相对应配合的锥形面，成型模芯的外周面与模套中心孔的内壁面紧配合，且在模套轴向上成型模芯的底面高于模套中心孔的底边沿，所述成型模芯由呈沿周向分布的三个以上的分体镶块组成，所述成型模芯的成型孔由各分体镶块围成，各分体镶块外周面对接组成成型模芯的外周面。2.根据权利要求I所述的热压烧结模具，其特征在于所述的在模套轴向上成型模芯的下底边比模套的下底边高l_2mm。3.根据权利要求I或2所述的热压烧结模具，其特征在于所述的模套的中心孔的锥度为3-5°。4.根据权利要求3所述的热压烧结模具，其特征在于所述的模具还包括使用时用于支撑模套的下底板，所述下冲头设置在下底板上。专利摘要本技术公开了一种热压烧结模具，包括对应配合使用的上冲头和下凹模，下凹模包括下冲头和成型凹模，成型凹模包括中心孔呈上大下小的截头锥形结构的模套及插设在模套中心孔中的成型模芯，成型模芯的中部具有用于与所述上、下冲头对应间隙插配的成型孔，成型模芯的外周面为与模套中心孔的内壁面相对应配合的锥形面，成型模芯的外周面与模套中心孔的内壁面紧配合，且在模套轴向上成型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱琴，谢敬佩，李继文，王文焱，李洛利，孙浩亮，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：实用新型
国别省市：