專利名稱：陶瓷、硬質(zhì)合金帶孔制品的熱壓燒結(jié)方法及模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷及硬質(zhì)合金生產(chǎn)方法及采用該方法的模具，特別是一種采用單模多層、各層多件帶孔制品的熱壓燒結(jié)方法及該方法所采用的模具。尤其適合用于陶瓷及硬質(zhì)合金帶孔刀片等的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
目前，陶瓷、硬質(zhì)合金制品生產(chǎn)中的熱壓燒結(jié)技術(shù)是采用在模具中直接加入制品配方的粉料，然后在熱壓機(jī)上間接或直接加熱到1200°～2000℃并在10～50Mpa的壓力下燒結(jié)成型，成型后的坯件或再經(jīng)磨削加工、或經(jīng)切割成圓形、方形、三角形、菱形等成品。該方法由于采用將疏松的粉料加入模腔后熱壓燒結(jié)成型，既存在易帶入雜質(zhì)、造成制品質(zhì)量降低，又存在不能直接燒結(jié)帶孔制品，且制品易與模腔粘連、損壞模具的弊病，此外由于單模每次只能生產(chǎn)1～2件，因而又存在生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)存在的缺陷，研究設(shè)計(jì)一種采用單模多層、各層多件的陶瓷、硬質(zhì)合金帶孔制品的熱壓燒結(jié)方法及模具，以達(dá)到提高生產(chǎn)率和制品的質(zhì)量，有效降低生產(chǎn)成本、延長模具使用壽命等目的。
本發(fā)明的解決方案是先將配制好的需熱壓燒結(jié)的陶瓷或硬質(zhì)合金粉料，冷壓制成帶孔的制品素坯(坯件)再將素坯分層裝入模腔內(nèi)，層與層之間用隔板隔開，坯件的表面及孔內(nèi)均勻涂上脫模劑，芯棒穿過坯件的內(nèi)孔，上、下沖頭分別從模腔上、下同時(shí)加壓，經(jīng)熱壓燒結(jié)好的制品退出模腔和芯棒，經(jīng)磨削修整便制得所需的陶瓷和硬質(zhì)合金帶孔制品。因此，本發(fā)明方法包括A、壓制素坯將配制好的陶瓷或硬質(zhì)合金粉料按要求量置于常規(guī)壓模中冷壓成帶孔的制品素坯(坯件)，并使素坯的強(qiáng)度達(dá)到制品最終強(qiáng)度的30～50％，脫模、干燥后在素坯表面及內(nèi)孔均勻涂上脫模劑，涼干待用；
B、在熱壓模具內(nèi)腔、隔板、芯棒上凡與素坯接觸的表面亦涂上脫模劑，涼干后將素坯整齊排列于各層的隔板上，最上一層亦設(shè)一隔板，同時(shí)，將芯棒穿于各素坯的孔內(nèi)，并裝入上、下沖頭；C、熱壓成型將裝入素坯的模具置于熱壓機(jī)內(nèi)，在10～50Mpa壓力和1200°～2000℃溫度下熱壓燒結(jié)30～90分鐘，再經(jīng)冷卻后脫模、磨削修整，即得成品。
上述在1200°～2000℃溫度范圍內(nèi)熱壓燒結(jié)，其加熱方式既可為直接加熱，亦可采用間接加熱。而所述陶瓷及硬質(zhì)合金粉料既可含粘結(jié)劑，亦可不含粘結(jié)劑；而干燥后的素坯既可脫除粘結(jié)劑，亦可不脫除粘結(jié)劑。
而上述熱壓燒結(jié)方法所采用的熱壓燒結(jié)用模具包括模套、模腔、沖頭；關(guān)鍵在于還包括將各層坯件(即素坯)及坯件與沖頭隔離的帶芯棒孔的隔板，插于坯件孔內(nèi)的芯棒；沖頭則為上、下沖頭；各隔板與模腔壁活動(dòng)配合并可沿模腔內(nèi)壁上、下滑動(dòng)，上、下沖頭則活動(dòng)式置于相應(yīng)的上、下隔板上。
而所述模套為內(nèi)、外模套，其模腔根據(jù)制品形狀既可為平行四邊形模腔，亦可為由相互隔離的圓柱孔組成的多孔式模腔。而所述芯棒既可為與各坯件分別配合使用的短芯棒，亦可為將上、下對應(yīng)的坯件及隔板、沖頭串聯(lián)成一體的長芯棒；當(dāng)為長芯棒時(shí)，隔板上的各芯棒孔均為通孔。
本發(fā)明由于采用先將原料粉冷壓成素坯，再采用多層、各層多件的熱壓模具，在熱壓機(jī)上熱壓燒結(jié)成型，在燒結(jié)過程中不易帶入雜質(zhì)，坯件與模腔及坯件之間不會粘連，一次可熱壓燒結(jié)多達(dá)100多件的帶孔三角形、四邊形或圓形等制品，模具可反復(fù)使用十次以上。從而具有制品質(zhì)量好、外形整齊，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)率可較背景技術(shù)提高十至數(shù)十倍且模具壽命長等特點(diǎn)。
附圖及


圖1、為本發(fā)明結(jié)構(gòu)及使用狀態(tài)示意圖；圖2、為圖1的俯視圖(A-A視圖)；圖3、為實(shí)施例2結(jié)構(gòu)及使用狀態(tài)示意圖；圖4為其俯視圖。
圖中1、外模套，2、內(nèi)模套，3、上沖頭，4、芯棒，5、隔板，6、坯件，7、下沖頭，8、模腔。
實(shí)施例1本實(shí)施例以生產(chǎn)16.5×16.5×8.5mm帶孔刀片為例A、首先將常規(guī)需要量的AI2O3/SiCw復(fù)合粉置于壓模中冷壓成16.5×16.5×18mm素坯(坯件6)，素坯中心孔φ6mm，稍加干燥后在各素坯表面及孔內(nèi)均勻涂上BN脫模劑，干燥后待用；B、在模腔8的內(nèi)壁及隔板5與坯件6的接觸面及芯棒4的表面亦均勻涂上BN脫模劑，并涼干，然后將下沖頭7及底隔板5裝于模腔8的下部后，再依次放上素坯(即坯件6)、隔板，最后插入芯棒4及上沖頭3，本實(shí)施例放6層共54個(gè)素坯、7個(gè)隔板；C、將上述裝上素坯的內(nèi)模套2套于外模套1內(nèi)后，置于40噸真空熱壓機(jī)內(nèi)，在35Mpa壓力及1600°～1680℃溫度下熱壓燒結(jié)60分鐘，然后經(jīng)冷卻后脫模即得熱壓制品，該制品稍經(jīng)磨削即為最終制品。
本實(shí)施例外模套1，內(nèi)模套2，上、下沖頭3、7，隔板5及芯棒4均采用高純石墨制作，其中外模套1，內(nèi)徑φ100mm，壁厚30mm，高260mm；內(nèi)模套2外徑φ100mm，模腔8軸截面41.0×41.0mm，高亦為260mm；隔板5及上、下沖頭3、7軸截面均為40.5×40.5mm，其上芯棒孔均為φ5.4mm，各隔板厚8mm，上、下沖頭厚均為50mm；芯棒4直徑φ5.2mm，長270mm。
實(shí)施例2本實(shí)施例以生產(chǎn)φ16.5×8.5的制品為例首先將Si3N4復(fù)合粉冷壓制成φ16.5×18mm中心孔徑為φ6.0mm的素坯(坯件6)，共42個(gè)，各模腔單獨(dú)裝坯，裝坯及燒結(jié)方法與實(shí)施例1同。
本實(shí)施例模具中外模套1的內(nèi)、外徑、高及內(nèi)模套2的外徑、高均與實(shí)施例1同，模腔8本實(shí)施例采用7個(gè)直徑為φ16.65mm的圓柱孔形模腔，上、下沖頭3、7亦各為7個(gè)帶芯棒孔4的沖頭，沖頭直徑φ16.5mm，高均為50mm；隔板5直徑均為φ16.5mm，厚8mm，共49個(gè)；芯棒孔直徑φ5.4mm；芯棒4長270mm，直徑φ5.2mm。上述模具各部件的材質(zhì)亦均為高純度石墨。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷、硬質(zhì)合金帶孔制品的熱壓燒結(jié)方法；其特征在于該方法包括A、壓制素坯將配制好的陶瓷或硬質(zhì)合金粉料按要求量置于常規(guī)壓模中冷壓成帶孔的制品素坯，并使素坯的強(qiáng)度達(dá)到制品最終強(qiáng)度的30～50％，脫模、干燥后在素坯表面及內(nèi)孔均勻涂上脫模劑，涼干待用；B、在熱壓模具內(nèi)腔、隔板、芯棒上凡與素坯接觸的表面亦涂上脫模劑，涼干后將素坯整齊排列于各層的隔板上，最上一層亦設(shè)一隔板，同時(shí)將芯棒穿于各素坯的孔內(nèi)，并裝入上、下沖頭；C、熱壓成型將裝入素坯的模具置于熱壓機(jī)內(nèi)，在10～50Mpa壓力和1200°～2000℃溫度下熱壓燒結(jié)30～90分鐘，再經(jīng)冷卻后脫模、磨削修整，即得成品。
2.按權(quán)利要求1所述帶孔制品的熱壓燒結(jié)方法；其特征在于所述熱壓燒結(jié)，其加熱方式既可為直接加熱，亦可采用間接加熱。
3.按權(quán)利要求1所述帶孔制品的熱壓燒結(jié)方法；其特征在于所述陶瓷及硬質(zhì)合金粉料既可含粘結(jié)劑，亦可不含粘結(jié)劑；而干燥后的素坯既可脫除粘結(jié)劑，亦可不脫除粘結(jié)劑。
4.按權(quán)利要求1所述制品的熱壓燒結(jié)方法所用模具，包括模套、模腔、沖頭；其特征在于還包括將各層坯件及坯件與沖頭隔離的帶芯棒孔的隔板，插于坯件孔內(nèi)的芯棒；沖頭則為上、下沖頭；各隔板與模腔壁活動(dòng)配合并可沿模腔內(nèi)壁上、下滑動(dòng)，上、下沖頭則活動(dòng)式置于相應(yīng)的上、下隔板上。
5.按權(quán)利要求4所述模具；其特征在于所述模套為內(nèi)、外模套，其模腔根據(jù)制品形狀既可為平行四邊形模腔，亦可為由相互隔離的圓柱孔組成的多孔式模腔。
6.按權(quán)利要求4所述模具；其特征在于所述芯棒既可為與各坯件分別配合使用的短芯棒，亦可為將上、下對應(yīng)的坯件及隔板、沖頭串聯(lián)成一體的長芯棒；當(dāng)為長芯棒時(shí)，隔板上的各芯棒孔均為通孔。
全文摘要
該發(fā)明屬于陶瓷及硬質(zhì)合金帶孔制品的熱壓燒結(jié)方法及模具。其方法包括首先將粉料冷壓制成素坯、涂上脫模劑后裝于熱壓模具各層隔板上并穿入芯棒、裝入上、下沖頭，再將其置于熱壓機(jī)內(nèi)在10～50Mpa壓力和1200°～2000℃下熱壓燒結(jié)成型。而模具則包括模套，設(shè)于模腔內(nèi)的隔板及芯棒，上、下沖頭。本發(fā)明采用多層、各層多件的熱壓模具在熱壓機(jī)上燒結(jié)成型，具有生產(chǎn)過程中不易帶入雜質(zhì)、制品質(zhì)量好，外形整齊，一次可熱壓燒結(jié)多達(dá)100多件帶孔制品，生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率可較背景技術(shù)提高十至數(shù)十倍且模具壽命長等特點(diǎn)?？朔吮尘凹夹g(shù)直接采用粉料熱壓燒結(jié)、制品質(zhì)量較差、生產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本高、模具使用壽命短等弊病。
文檔編號B22F3/16GK1500579SQ0213406
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者李家杰, 鄭直, 譚竹峰, 梅華 申請人:自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司