[發明專利]一種用于放電等離子燒結的超高壓防滑落模具

有效

• 申請號: 201710888300.1
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107716925B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 陳豫增;單貴斌;宮明明;董浩;張文祥;劉峰
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/03
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明公開了一種用于放電等離子燒結的超高壓防滑落模具，由高純石墨加工成形的零部件和高強碳化鎢合金加工成形的零部件組合而成；其中內膜嵌入在外模內側壁凸臺上部，外模壁上設有徑向盲孔，用于安裝熱電偶實時監測溫度。上內壓頭與下內壓頭分別嵌入在內模內側壁的上部和下部，且與內模之間形成的空腔為燒結區，用來裝填燒結試件的粉末。下墊塊與上墊塊一端為平面分別緊靠下外壓頭和上外壓頭，另一端面設有圓盤狀凸起，且分別與下內壓頭、上內壓頭配合對稱安裝。模具在保證順利導電的前提下，有效地提高作用于試樣上的燒結壓力，并能防止模具長時間使用后內外模在燒結過程中發生相對滑落；從而降低生產成本，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及粉末冶金燒結設備技術領域，具體地說，涉及一種用于放電等離子燒結的超高壓防滑落模具。

背景技術

近年來，納米晶材料因其優異的性能在國內外引發了研究的熱潮，然而由于制備技術有限，目前很難制備出大型納米晶塊體材料。相對的，通過高能球磨方法制備納米晶粉末的技術已經比較成熟，因此采用粉末冶金方法將粉末制備成塊狀納米晶材料已成為當前研究的熱點。目前，主要通過熱等靜壓(HIP)、超高壓燒結(UPS)和放電等離子燒結(SPS)的方法來制備納米晶塊體材料。

放電等離子燒結方法是將金屬等粉末裝入石墨等材質制成的模具內，利用上模沖、下模沖及通電電極將脈沖電流和燒結壓力施加于燒結粉末，經放電活化、熱塑變形和冷卻制取高性能材料的一種新型粉末冶金燒結技術。其主要特點為脈沖直流電直接通過石墨模具，從而產生大量的焦耳熱，能實現極快的可達200K/min升溫速率，與常規燒結技術相比，其能夠在相對較低的燒結溫度下、較短的時間內實現接近理論值的密度。但放電等離子燒結必須輔以專門配套的模具。

發明專利CN205200542U中公開了一種放電等離子燒結模具，該模具包括模具底座和位于模具底座上的模具套及上壓頭，模具套的內壁包圍的空間形成模具腔,上壓頭從模具套的上端壓入模具腔；所述上壓頭的下方設有上壓片，所述模具底座上設有下壓片,上壓片和下壓片分別與所述模具腔滑動密封配合,在模具腔中位于上壓片和下壓片之間的空間為原料粉末的燒結區。該模具能有效避免在真空燒結時因為粉體的逸出而造成儀器的損壞，降低放電等離子燒結工藝制備成本，同時模具操作簡單方便，提高了生產效率。然而，由于該模具整體都是由石墨制備而成，而傳統石墨承受的最大壓力為50MPa左右，極大的限制了燒結設備最大載荷，進而使得燒結試樣致密度不高。

在專利CN202571280U中公開了一種放電等離子燒結模具，該模具包括內外依次套接的壓頭、模具套和外模套，模具套的內壁包圍的空間形成模具腔。該模具雖然能在一定程度上提高燒結時的壓力，但由于壓頭仍然是由石墨制造的，能提高的壓力有限。并且如果長時間使用，該模具的內外模間隙會逐漸增大，在燒結過程中，內外模可能會發生相對滑動，從而造成試樣的掉落的問題，極大地降低了模具的使用壽命，增加了試樣的制備成本。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足，本發明提出一種用于放電等離子燒結的超高壓防滑落模具；該模具通過高純石墨材料加工成形的零部件和高強碳化鎢合金加工成形的零部件組合，在保證模具能順利導電的前提下，有效地提高作用于試樣上的燒結壓力，極大的提高燒結式樣的致密度，降低燒結溫度，并且通過外模內壁上凸臺的設計，防止模具長時間使用后發生相對滑動的問題，從而降低生產成本，提高生產效率。