本技術涉及粉末燒結，具體涉及一種熱壓燒結模具。

背景技術：

1、核能是推動社會發(fā)展的重要能源，經(jīng)過不斷的研究和發(fā)展，第四代核反應堆有著比第三代核反應堆更高的安全性和能量轉換效率，但同時也對四代堆的堆內(nèi)結構材料有了更高的要求。四代堆的堆內(nèi)結構材料需要承受更高的溫度和中子輻照，以及冷卻劑帶來的強烈腐蝕。陶瓷材料因其優(yōu)異的高溫力學性能、抗輻照性能、耐腐蝕性能和化學穩(wěn)定性，成為四代堆的重要候選結構材料。作為四代堆結構部件之一的泵葉輪，其表面需要保證完整以承受高流速腐蝕介質沖刷。然而，采用熱壓燒結圓柱坯體結合大量機加工的方法制備泵葉輪時，由于復雜的葉輪形狀和陶瓷材料的高硬度低韌性特性，導致在大量機加工過程中容易引入大量微裂紋，使葉片易發(fā)生斷裂，從而降低陶瓷泵葉輪的動態(tài)服役性能。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實用新型提供了一種熱壓燒結模具，以解決對熱壓燒結圓柱坯體進行大量機加工容易引入大量微裂紋的問題。

2、本實用新型提供了一種熱壓燒結模具，包括：

3、模具主體，具有模腔，模腔呈筒狀；

4、第一壓頭組件和第二壓頭組件，沿軸向分別設置于模腔的兩端，且第一壓頭組件與第二壓頭組件之間形成有空腔；

5、芯部，設置于模腔內(nèi)，并與第一壓頭組件和第二壓頭組件相抵接，芯部至少部分區(qū)域穿過空腔，且具有與空腔部分重合的預留腔，以使得芯部的側壁與第一壓頭組件和第二壓頭組件之間形成產(chǎn)品型腔。

6、有益效果：通過在模腔兩端分別設置第一壓頭組件和第二壓頭組件，并在模腔內(nèi)部設置芯部，以使得芯部的側壁與第一壓頭組件和第二壓頭組件之間形成與產(chǎn)品形狀相適配的產(chǎn)品型腔，從而通過熱壓燒結直接成型具有所需形狀的產(chǎn)品，避免后續(xù)對產(chǎn)品進行大量機加工而導致產(chǎn)品表面出現(xiàn)微裂紋。

7、在一種可選的實施方式中，產(chǎn)品型腔為多齒腔，還包括：中心桿，設置于模腔內(nèi)，并與第一壓頭組件和第二壓頭組件相抵接，中心桿至少部分區(qū)域穿過預留腔。

8、在一種可選的實施方式中，第一壓頭組件包括平行于模腔的軸心線方向延伸的第一壓頭，第二壓頭組件包括平行于模腔的軸心線方向延伸的第二壓頭；第一壓頭和第二壓頭對應開設有平行于模腔的軸心線方向延伸的多個間隔設置的槽道，芯部的延伸方向與槽道的延伸方向相平行，并位于槽道內(nèi)，且沿垂直于模腔的軸心線方向，多個槽道的截面形狀與芯部的截面形狀相適配；第一壓頭和第二壓頭相互靠近的端面分別具有局部區(qū)域凹陷形成的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽、第二凹槽、中心桿側壁以及芯部的內(nèi)側壁形成產(chǎn)品型腔。

9、有益效果：通過在第一壓頭和第二壓頭上開設槽道，并通過在第一壓頭和第二壓頭上分別設置有第一凹槽和第二凹槽，以便于和中心桿側壁以及芯部的內(nèi)側壁形成具有復雜形狀的產(chǎn)品型腔，從而直接成型具有復雜形狀的產(chǎn)品，有利于減少對產(chǎn)品進行機加工而造成的表面微裂紋。

10、在一種可選的實施方式中，多個槽道環(huán)繞模腔的軸心線呈輻射狀分布，且沿模腔的徑向方向，槽道的寬度逐漸增大，以使產(chǎn)品型腔具有多個翅狀型腔。

11、在一種可選的實施方式中，第一壓頭和第二壓頭中部區(qū)域對應設置有安裝孔，安裝孔的軸心線與模腔的軸心線相重合，安裝孔的直徑與中心桿的直徑相適配。

12、在一種可選的實施方式中，中心桿外周壁局部區(qū)域凸出形成限位塊，限位塊的延伸方向與模腔的軸心線方向相平行；安裝孔的側壁對應限位塊的位置凹陷形成限位槽。

13、有益效果：在中心桿上凸出形成有限位塊，并在安裝孔側壁上對應位置設置有限位槽，通過限位槽與限位塊相抵接，以便于限定中心桿與第一壓頭和第二壓頭之間的相對角度，從而使第一壓頭和第二壓頭上的槽道相對應，進而有利于熱壓燒結模具的組裝。

14、在一種可選的實施方式中，第一壓頭組件還包括與第一壓頭遠離第二壓頭的一側固定連接的第一端蓋；第二壓頭組件還包括與第二壓頭遠離第一壓頭的一側固定連接的第二端蓋，第一端蓋和第二端蓋分別與模具主體的兩端相抵接，以適于封堵模腔的兩端開口。

15、有益效果：通過第一端蓋和第二端蓋封堵模腔的兩端，以防止芯部或中心桿沿模腔的軸心線方向脫離模腔，并且能夠便于通過第一端蓋和第二端蓋對第一壓頭和第二壓頭加壓。

16、在一種可選的實施方式中，第一壓頭包括相抵接的第一壓頭本體和第一墊片，第一墊片位于第一壓頭本體朝向第二壓頭組件的一側，第一墊片背離第一壓頭本體的端面局部區(qū)域凹陷形成第一凹槽。

17、有益效果：通過設置第一墊片，并將第一凹槽設置在第一墊片上，以便于在第一凹槽的尺寸精度損失較大時，只需對第一墊片進行更換，無需更換整個第一壓頭，從而減少浪費，降低成本。

18、在一種可選的實施方式中，第一凹槽的數(shù)量為多個，且多個第一凹槽環(huán)繞模腔的軸心線呈輻射狀分布。

19、在一種可選的實施方式中，第二壓頭包括相抵接的第二壓頭本體和第二墊片，第二墊片位于第二壓頭本體朝向第一壓頭組件的一側，第二墊片背離第二壓頭本體的端面中部區(qū)域凹陷形成第二凹槽。

20、有益效果：通過設置第二墊片，并將第二凹槽設置在第二墊片上，以便于在第二凹槽的尺寸精度損失較大時，只需對第二墊片進行更換，無需更換整個第二壓頭，從而減少浪費，降低成本。

技術特征：

1.一種熱壓燒結模具，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的熱壓燒結模具，其特征在于，所述產(chǎn)品型腔為多齒腔，還包括：中心桿(5)，設置于所述模腔(31)內(nèi)，并與所述第一壓頭組件(1)和所述第二壓頭組件(2)相抵接，所述中心桿(5)至少部分區(qū)域穿過所述預留腔。

3.根據(jù)權利要求2所述的熱壓燒結模具，其特征在于，所述第一壓頭組件(1)包括平行于所述模腔(31)的軸心線方向延伸的第一壓頭(11)，所述第二壓頭組件(2)包括平行于所述模腔(31)的軸心線方向延伸的第二壓頭(21)；所述第一壓頭(11)和所述第二壓頭(21)對應開設有平行于所述模腔(31)的軸心線方向延伸的多個間隔設置的槽道(7)，所述芯部(4)的延伸方向與所述槽道(7)的延伸方向相平行，并位于所述槽道(7)內(nèi)，且沿垂直于所述模腔(31)的軸心線方向，多個所述槽道(7)的截面形狀與所述芯部(4)的截面形狀相適配；所述第一壓頭(11)和所述第二壓頭(21)相互靠近的端面分別具有局部區(qū)域凹陷形成的第一凹槽(1121)和第二凹槽(2121)，所述第一凹槽(1121)、所述第二凹槽(2121)、所述中心桿(5)側壁以及所述芯部(4)的內(nèi)側壁形成所述產(chǎn)品型腔。

4.根據(jù)權利要求3所述的熱壓燒結模具，其特征在于，多個所述槽道(7)環(huán)繞所述模腔(31)的軸心線呈輻射狀分布，且沿所述模腔(31)的徑向方向，所述槽道(7)的寬度逐漸增大，以使所述產(chǎn)品型腔具有多個翅狀型腔。

5.根據(jù)權利要求3所述的熱壓燒結模具，其特征在于，所述第一壓頭(11)和所述第二壓頭(21)中部區(qū)域對應設置有安裝孔(8)，所述安裝孔(8)的軸心線與所述模腔(31)的軸心線相重合，所述安裝孔(8)的直徑與所述中心桿(5)的直徑相適配。

6.根據(jù)權利要求5所述的熱壓燒結模具，其特征在于，所述中心桿(5)外周壁局部區(qū)域凸出形成限位塊(9)，所述限位塊(9)的延伸方向與所述模腔(31)的軸心線方向相平行；所述安裝孔(8)的側壁對應所述限位塊(9)的位置凹陷形成限位槽(10)。

7.根據(jù)權利要求3所述的熱壓燒結模具，其特征在于，所述第一壓頭組件(1)還包括與所述第一壓頭(11)遠離所述第二壓頭(21)的一側固定連接的第一端蓋(12)；所述第二壓頭組件(2)還包括與所述第二壓頭(21)遠離所述第一壓頭(11)的一側固定連接的第二端蓋(22)，所述第一端蓋(12)和所述第二端蓋(22)分別與所述模具主體(3)的兩端相抵接，以適于封堵所述模腔(31)的兩端開口。

8.根據(jù)權利要求3至7中任一項所述的熱壓燒結模具，其特征在于，所述第一壓頭(11)包括相抵接的第一壓頭本體(111)和第一墊片(112)，所述第一墊片(112)位于所述第一壓頭本體(111)朝向所述第二壓頭組件(2)的一側，所述第一墊片(112)背離所述第一壓頭本體(111)的端面局部區(qū)域凹陷形成所述第一凹槽(1121)。

9.根據(jù)權利要求8所述的熱壓燒結模具，其特征在于，所述第一凹槽(1121)的數(shù)量為多個，且多個所述第一凹槽(1121)環(huán)繞所述模腔(31)的軸心線呈輻射狀分布。

10.根據(jù)權利要求8所述的熱壓燒結模具，其特征在于，所述第二壓頭(21)包括相抵接的第二壓頭本體(211)和第二墊片(212)，所述第二墊片(212)位于所述第二壓頭本體(211)朝向所述第一壓頭組件(1)的一側，所述第二墊片(212)背離所述第二壓頭本體(211)的端面中部區(qū)域凹陷形成所述第二凹槽(2121)。

技術總結
本技術涉及粉末燒結技術領域，公開了一種熱壓燒結模具，熱壓燒結模具包括：模具主體，具有模腔，模腔呈筒狀；第一壓頭組件和第二壓頭組件，沿軸向分別設置于模腔的兩端，且第一壓頭組件與第二壓頭組件之間形成有空腔；芯部，設置于模腔內(nèi)，并與第一壓頭組件和第二壓頭組件相抵接，芯部具有與空腔部分重合的預留腔，以使得芯部的側壁與第一壓頭組件和第二壓頭組件之間形成產(chǎn)品型腔。本技術提供的熱壓燒結模具，通過在模腔兩端分別設置第一壓頭組件和第二壓頭組件，并在模腔內(nèi)部設置芯部，以使得芯部的內(nèi)側壁與第一壓頭組件和第二壓頭組件之間形成與產(chǎn)品形狀相適配的產(chǎn)品型腔，從而通過熱壓燒結直接成型具有所需形狀的產(chǎn)品。

技術研發(fā)人員：燕青芝,楊璇冰
受保護的技術使用者：北京科技大學
技術研發(fā)日：20240314
技術公布日：2024/12/10