[發明專利]一種準溫等靜壓成型方法及模具

有效

• 申請號: 202110552411.1
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113172731B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 蔡艷芝;任璇璇;李璇;李陽;黃少華;劉婷婷
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B28B3/00
• 分類號: B28B3/00;B28B7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開一種準溫等靜壓成型方法及模具，外模包括陰模和設置于陰模兩端的陽模，陰模為透空柱體結構，陰模的壁面均勻對稱開設有排氣孔，內模填充于陰模與陽模所圍成的空腔內；內模的內部設有用于放置樣品的第一空腔，第一空腔的形狀為長方體，內模包括若干內模塊，內模塊包括接觸內模塊和支撐內模塊，第一空腔的每個面至外模的內壁面的正投影范圍均分別設有用于與樣品表面接觸的接觸內模塊，第一空腔中正對的兩個面對應的接觸內模塊尺寸相同，外模的內腔在接觸內模塊以外的區域填充支撐內模塊。本發明通過對部件結構的合理設置，實現坯體均勻致密成型，成型過程中有無氣體產物排出均適用，適用范圍廣。

技術領域

本發明屬于新材料模具領域，具體涉及一種準溫等靜壓成型方法及模具。

背景技術

等靜壓技術是一種利用密閉高壓容器內制品在各向均等的高壓壓力狀態下成型的先進技術。相對于單向或雙向加壓成型，等靜壓成型有諸多優點。等靜壓成型的制品致密度高，一般要比單向和雙向模壓成型高5％～l5％；而且，等靜壓成型的壓坯的密度均勻一致，在模壓成型中，無論是單向、還是雙向壓制，都會出現壓坯密度分布不均現象。

傳統的等靜壓工作原理為帕斯卡原理，在一個密封的容器內，作用在靜態液體或氣體的外力所產生的靜壓力，將均勻地在各個方向上傳遞，在其作用的表面積上所受到的壓力與表面積成正比。傳統的熱等靜壓技術所采用的模具一般為質軟的薄壁包套。在高溫高壓作用下，熱等靜壓爐內的包套軟化并收縮，擠壓內部粉末使其與自己一起收縮。將粉料填充包套后，要將包套抽真空并密封，然后采用液體介質或氣體介質對包套進行等靜壓。這是因為熱等靜壓過程是通過壓差來固結被成型粉末和材料的，如果包套未被抽真空或密封不嚴，氣體介質將進入包套，這會減小壓差，從而阻礙粉末的致密化成型。因此，這種真空密封包套對于在熱壓成型過程中有物理化學反應從而不斷排出氣體的材料坯體是不適合的，不但會損傷模具，而且影響樣品的成型質量。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種準溫等靜壓成型方法及模具，本發明能夠避免對樣品原材料中存在氣體或者在成型過程中生成氣體而造成模具的損傷、影響樣品成型質量的問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種準溫等靜壓成型模具，包括剛性的外模和硅膠質地的內模，外模包括陰模和設置于陰模兩端的陽模，陰模為透空柱體結構，陰模的陰模壁面均勻對稱開設有排氣孔，內模填充于陰模與陽模所圍成的空腔內；內模分為上、中、下三層，內模的中間層中央設有用于放置樣品的第一空腔，第一空腔的形狀為長方體，內模包括若干內模塊，內模塊的表面設有潤滑層，內模塊包括接觸內模塊和支撐內模塊，第一空腔的每個面至外模的內壁面的正投影范圍均分別設有用于與樣品表面接觸的接觸內模塊，第一空腔中正對的兩個面對應的接觸內模塊尺寸相同，外模的內腔在接觸內模塊以外的區域填充有支撐內模塊。

優選的，陽模包括陽模底盤和設置于陽模底盤上的陽模凸臺，陽模底盤和陽模凸臺均為長方體，陽模凸臺能夠伸入陰模并與陰模之間間隙配合，間隙為0.5～1mm，有這樣的盈余的空隙，陽模凸臺才能順利插入陰模腔中。陽模底盤的長和寬方向的尺寸分別與陰模外壁的長和寬方向的尺寸相同。

優選的，第一空腔的每個面分別為第一平面、第二平面、第三平面、第四平面、第五平面和第六平面，其中第一平面和第二平面為高度方向上的一組對面，第三平面和第四平面為長度方向上的一組對面，第五平面和第六平面為寬度方向上的一組對面，第一平面和第二平面對應的接觸內模塊的高度＝(預成型體高度-成型體高度)/硅膠的線膨脹率/準溫等靜壓成型溫度/2；第三平面和第四平面對應的接觸內模塊的長度＝(預成型體長度-成型體長度)/硅膠的線膨脹率/準溫等靜壓成型溫度/2；第五平面和第六平面對應的接觸內模塊的寬度＝(預成型體寬度- 成型體寬度)/硅膠的線膨脹率/準溫等靜壓成型溫度/2。本發明中預成型體是指準備用于準溫等靜壓成型的塊體樣品，此塊體樣品是經過某種方式初步形成的具有規則形狀的塊體，成型體是指經過準溫等靜壓成型得到的最終產品。