[發明專利]用于擠壓研磨可擠壓材料的雙材料模具和方法

有效

• 申請號: 201380059885.6
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN104797390B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: N·A·瓦斯凱;J·D·扎維沙;D·D·梅里克
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: B28B3/26
• 分類號: B28B3/26;B29C33/38;B29C47/00;B29C47/12;B23P15/24;B30B11/22
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 吳亦華

技術領域

本發明大體上涉及用于擠壓研磨可擠壓材料的雙材料模具以及用于從研磨材料中擠壓蜂巢結構等結構的過程。本發明還涉及用于擠壓蜂巢結構的包括雙材料模具的系統。

背景技術

基于陶瓷的蜂巢式過濾器用于從流體流中過濾顆粒物質，舉例來說，從例如啤酒等液體中過濾固體以及從從排氣流中過濾氣體流。基于陶瓷的蜂巢通過以下過程制備：形成前驅體材料的可擠壓混合物；通過模具擠壓混合物以形成濕潤的陶瓷蜂巢式前驅體；干燥陶瓷蜂巢式前驅體；移除任何有機粘合劑；通過在高溫下將輔助物從混合物中燃燒出來對輔助物進行成孔和處理；并且隨后處理剩余的材料以形成陶瓷結構。可擠壓混合物含有形成相干的陶瓷零件所需的材料的顆粒，例如，氧化鋁、二氧化硅、顆粒等等。這些顆粒在可擠壓混合物中的存在使混合物為研磨的并且在這些混合物的擠壓中包含模具的擠壓系統將經歷相當大的磨損。

基于陶瓷的蜂巢式過濾器平行于擠壓方向通過外表面上的表皮制備。表皮與蜂巢結構的壁相比通常較厚以保護蜂巢式過濾器免于在蜂巢式過濾器的正常使用和操作期間被損壞。為了形成比所述壁更厚的表皮，需要處理可擠壓材料的較厚的流。在一些情況下，可擠壓材料的此較厚的流可以與形成蜂巢式混合物的壁的材料相比流的更快。為了使表皮形成區段與壁形成區段之間的可擠壓材料的流平衡，慣例是使用模具后面的板以覆蓋用于為表皮提供可擠壓材料的供給孔的一部分以減緩用于形成表皮的可擠壓材料的部分的流，例如，參見以引用的方式并入本文中的US 2009/0028982和US 2010/0301514。如上文所論述，可擠壓材料是研磨的并且磨損模具材料。常見的是使用硬化鋼用于模具組件，因此模具具有更長的壽命并且可以處理更多材料。位于某些材料(例如，硬化鋼)表面上的磨損可以使得表面變得更粗糙并且因此變得更加耐受可擠壓材料的流。在一些情況中，流的阻力可以使得可擠壓材料的不同部分以不同速率流動。這可以引起擠壓物品具有引起所述物品不能進行它們的功能的缺陷。流動的差異可以引起表皮中的缺陷并且在極端實例中可以引起表皮從陶瓷蜂巢式前驅體的擠壓壁部分中剝離。一些過程利用復雜的表皮材料流動路徑來解決此問題，參見上述美國申請案，并且一些其它的過程利用具有位于所有模具的涂層上的模具，參見以引用的方式并入本文中的US 7,132,124。由于模具的壁形成區段和表皮形成區段中流動的差異，這些解決方案無法直接解決磨損的差異。

因此，所需的是直接解決由于磨損過程引起的不均勻的粗糙度造成的流動的差異的擠壓蜂巢式過濾器前驅體的模具系統、擠壓系統和方法。所需的是允許模具的延長使用以及陶瓷蜂巢式過濾器前驅體的高產率的此類系統和方法。

發明內容

本發明涉及一種物品，其包括：a)模芯，其具有多個流動路徑，所述流動路徑被適配成使可擠壓材料流動到多個狹槽并且圍繞多個插銷以便從可擠壓材料形成蜂巢結構，所述蜂巢結構具有在擠壓方向上圍繞其外表面的表皮，所述狹槽包括用于形成蜂巢結構的壁的壁狹槽以及圍繞模芯的外圍安置以用于形成圍繞所述蜂巢結構的表皮的表皮狹槽，所述模具具有擠壓入口表面和擠壓出口表面；b)安裝板，其被適配成在擠壓系統中固持模芯，所述擠壓系統具有被適配成允許可擠壓材料通過所述模芯以離開所述模芯的開口、被適配成將模芯安裝和固持在適當的位置上的外部部分，以及圍繞開口的外周的凸緣，所述凸緣放置在所述模芯上并且圍繞所述模芯的擠壓出口表面的外圍安置，其中所述安裝板的內表面經安置以部分地形成表皮狹槽，所述表皮狹槽被適配成允許可擠壓材料從表皮狹槽流動以形成圍繞蜂巢結構的外表面的表皮；其中模芯和所述安裝板由具有不同磨損特性的不同材料組成。優選地，與可擠壓材料接觸的安裝板的表面具有大約小于模芯材料的表面粗糙度的10％或更小的表面粗糙度。在一些實施例中，模芯包括與用于安裝板的材料不同的材料。在一些實施例中，模芯包括硬化工具鋼，并且安裝板包括不銹鋼、碳化鎢或碳化鈦。在一些實施例中，安裝板具有安置在其外表面上的涂層。在一些實施例中，安置在安裝板的外表面上的涂層包括金屬、金屬合金、聚合物和陶瓷中的一個或多個。在一些優選實施例中，安置在安裝板的外表面上的涂層呈現大約0.0002英寸(0.005mm)到大約0.005英寸(0.013mm)的厚度。在一個優選實施例中，根據本發明的物品能夠擠壓10,000米的蜂巢結構。

在一些實施例中，本發明是包括擠壓設備和本發明的模具組合件的系統，其中可擠壓材料可以通過模芯得到擠壓。優選地，本發明的系統進一步包括切割設備，所述切割設備將擠壓蜂巢式塊狀物切割成所需長度。