臥式雙向柔性液壓壓坯機的製作方法

2023-10-29 19:27:12 1

專利名稱：臥式雙向柔性液壓壓坯機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種粉末冶金成形機械設備，具體說是涉及一種用於大規格粉冶鑰基稀土合金板坯料進行坯體成形的臥式雙向柔性液壓壓坯機。
背景技術：
鑰基合金板材，在高溫條件下仍有較高的強度和硬度，仍能保持優良的導電性和傳熱性，具有極好的穩定性，被廣泛應用於航空航天、國防軍工、冶金化工、電力電子等技術領域，特別是在大功率發射管、高電壓大電流晶閘管和整流器、高溫熱電耦及其保護管、高溫電爐隔熱屏、特種電光源等高新技術產品中，都是必需使用的基礎功能材料；但由於金屬鑰再結晶溫度低，極易脆斷，加工工藝性差，特別是大規格鑰基合金板材加工製造難度更大，技術含量更高，很多國家都將其列為戰略物資進行控制管理。鑰板坯料，是生產製造鑰基合金板材的基礎原料，能直接影響或決定鑰基合金板材的性能質量；只有開發研製出高質量高性能的鑰板坯料，才能生產製造出高質量高性能的鑰基合金板材。由於我國鑰板坯料開發研製起步較晚，基礎較差，受技術水平、生產能力、基礎條件等多方面限制，開始只能使用熔鑄方法製造鑰板坯料，使用這種坯料碾軋製成的鑰板規格較小，加工成形也極其困難。進入上世紀九十年代以後，我國開發研製出應用粉末冶金方法製造鑰板坯料，使鑰板製品的技術質量水平有了較大提高，但與西方工業發達國家相比仍有明顯差距。進入二十一世紀以後，在市場需求急劇增長和國外產品大量湧入的拉動下，我國鑰板坯料的開發研製取得了很多重大突破，科技成果和專利技術也不斷湧現，但在選材組料配比、粉末均質混配、坯體壓製成形等關鍵核心技術上仍存在著明顯不足或弱點。我國現有碾軋鑰基合金板材使用的鑰板坯料，普遍存在著組元分布均勻性較差、材質密度較小、機械物理性能較低、表面質量粗糙、內部質量隱患較多等質量性能缺陷，特別是目前還不具備批量生產提供製造大規格高性能鑰基合金板材所需要的鑰板坯料能力；這種現狀遠遠不能適應我國國民經濟高速發展需要，致使很多高新技術領域所需要的大規格高性能鑰基合金板材不得不從國外大量進口。坯體成形，是製備大規格高性能鑰基合金板坯料的核心關鍵技術環節；我國目前製備鑰基合金板坯料，絕大多數企業都選擇採用傳統的液體介質等靜壓壓制緻密成形技術進行坯體成形作業，先將鑰基合金粉末裝入彈性軟質成形模套中振實綁紮成形，再將模套放入液體介質等靜壓成形機的鋼體密封容器內，然後用高壓水泵將液體介質強力壓進鋼體密封容器，使液體介質在鋼體密封容器內形成均衡強大等靜壓壓力，完成對裝填在彈性軟質成形模套中鑰基合金粉末進行液體介質等靜壓壓制緻密成形作業。這種液體介質等靜壓壓制緻密成形技術，由於選擇使用彈性軟質成形模套，很難適應鑰板坯料的板狀形體特徵，製造出鑰板坯料的成形坯體，一般都不同程度存在著組元分布不均、材質密度不高、外形質量較差、規格尺寸偏小等材質缺陷，而且成形坯體內還極易存在膨脹、縮松、夾層、裂紋等質量隱患。本實用新型根據大規格粉冶鑰基稀土合金板坯料對坯體成形的技術要求條件，應用粉末冶金低溫壓製成形技術理論，採取對具有低溫加熱功能成形模具與具有雙向柔性等靜壓強力均衡施壓功能液壓系統進行科學匹配銜接整合技術措施，形成一種能對大規格粉冶鑰基稀土合金板坯料進行坯體低溫柔性等靜壓壓制緻密成形的臥式雙向柔性液壓壓坯機專用技術裝備，可以一次性獨立完成將鑰基稀土合金粉末壓制緻密為成形坯體技術作業全過程。
發明內容本實用新型要解決的技術問題:本實用新型為解決我國現有鑰基合金板坯料的成形坯體一般都存在著組元分布不均、材質密度不高、外形質量較差、規格尺寸偏小，而且成形坯體內還極易存在膨脹、縮松、夾層、裂紋等材質缺陷的不足和弱點，有針對性採取將具有低溫加熱功能成形模具與具有雙向柔性等靜壓強力均衡施壓功能液壓系統進行科學匹配銜接整合技術措施，形成一種能一次性獨立完成將鑰基稀土合金粉末壓制緻密為大規格高質量成形坯體的專用技術裝備。本實用新型解決技術問題採取的技術方案:本實用新型要解決的技術問題，擬採取研究設計出一種臥式雙向柔性液壓壓坯機，予以解決。本實用新型研究設計的臥式雙向柔性液壓壓坯機，依據粉末冶金低溫壓製成形技術理論，將鑰基稀土合金粉末加熱到60 70°C，能在合金粉末中產生出一種激活能，可以提高粉末顆粒間的機械嚙合力和表面原子吸引力，在壓制緻密作業時能有效增大成形坯體強度；還可以提高粉末顆粒的流動性，在壓制緻密作業時能有效增加成形坯體的密度和均質程度。粉末壓製成形基底，是因為在外力作用下使粉末顆粒全部產生脆性斷裂後才能結成新形體。如果對粉末顆粒施加的壓力不足，或壓力不均、時間不夠，就可能有一部分粉末顆粒僅僅發生了彈性變形，還未產生塑性形變，更未產生脆性斷裂；解除壓力後，這些僅僅發生彈性變形的粉末顆粒，就有可能發生反彈或恢復原狀，新形體內就可能因此產生膨脹、縮松、夾層、裂紋等材質隱患。因此粉末冶金壓製成形技術要求對粉末顆粒施加的壓力，必須具有足夠強大持久、各方向均衡等量等技術特性，確保粉末顆粒能在壓製成形壓力作用下，全部產生脆性斷裂後再結成新形體。本實用新型研究設計的臥式雙向柔性液壓壓坯機，應用粉末冶金低溫壓製成形技術理論，製成的成形坯體具有組元分布均勻、材質密度較高、表面外形質量光潔、規格尺寸較大等特點，而且可以有效避免或減少成形坯體內存在膨脹、縮松、夾層、裂紋等材質隱患。本實用新型研究設計的臥式雙向柔性液壓壓坯機，由工具機床身、成形模具、液壓系統組成；成形模具安裝固定在工具機床身的工作檯面上，通過左、右活動壓板與液壓系統相連接；液壓系統的左、右向壓力密實作業單元，分別安裝固定在成形模具左、右兩側的工具機床身上，通過左、右油缸壓頭與成形模具相連接。所述的成形模具，由左、右活動壓板、壓板活動槽、蓋板、底座、粉末填裝型腔、定位擋塊、電加熱器件組成，通過底座安裝固定在工具機床身的工作檯面上；右活動壓板與右油缸壓頭相連接，左活動壓板與左油缸壓頭相連接。可以通過改變成形模具模板的結構尺寸和定位擋塊的安裝位置，改變粉末填裝型腔的容積，實現製備成形坯體的規格尺寸變化。[0013]所述的液壓系統，由右油缸壓頭、右油缸、右油缸支架、右油缸油管組成右向壓力密實作業單元，通過右油缸支架固定在工具機床身上，通過右油缸油管與液壓操縱控制箱相連接；由左油缸壓頭、左油缸、左油缸支架、左油缸油管組成左向壓力密實作業單元，通過左油缸支架固定在工具機床身上，通過左油缸油管與液壓操縱控制箱相連接；液壓操縱控制箱安裝固定在工具機床身旁，裝有電動機、液壓油箱、齒輪油泵、操縱閥、分配閥、溢流閥、安全閥、監測控制儀表、操縱控制面板等液壓元器件。臥式雙向柔性液壓壓坯機在進行低溫柔性等靜壓成形作業時，首先通過電加熱器件，將裝填在粉末填裝型腔內的鑰基稀土合金粉末加熱到60 70°C。然後使左、右兩個油缸都以8mm/min的穩定均勻工作速度和300MPa的強大柔性工作壓力，從左、右兩個方向以等同的壓力和速度推動成形模具的左、右活動壓板，對鑰基稀土合金粉末施加成形壓力，成形模具四周的固定模板，在外加壓力作用下形成與該壓力相等的反作用力，同時向鑰基稀土合金粉末四周施壓，使鑰基稀土合金粉末接受到的各向壓力全面均衡等量。當成形模具的左、右活動壓板，被推進到定位擋塊設定位置時停止移動，左、右油缸雖然不能繼續推進，但依然能保持300MPa作業壓力繼續施加在鑰基稀土合金粉末上，並在此作業壓力下保持穩壓40min。達到40min穩壓時間後，採取分階段逐漸減壓卸壓措施:卸壓速率始終控制穩定在6MPa/min ;第一次減壓到270MPa，穩壓IOmin ;第二次減壓到210MPa，再穩壓IOmin ;第三次減壓到120Mpa，再穩壓20min ;第四次按6MPa/min的卸壓速率減壓，直至減掉全部壓力。隨即進行脫膜，取出大規格粉冶鑰基稀土合金板坯料壓制緻密的成形坯體。本實用新型具有的優點及達到的效果:1、本實用新型依據粉末冶金低溫壓製成形技術原理，對具有低溫加熱功能成形模具與具有雙向柔性等靜壓強力均衡施壓功能的液壓系統進行科學匹配銜接整合設計後，形成臥式雙向柔性液壓坯機專用技術裝備，可以在不添加任何粘接劑、潤滑劑條件下，能一次性將鑰基稀土合金粉末低溫壓制緻密為成形坯體，為粉末冶金行業壓製成形技術裝備領域，增加一個新品種，提供了一種新方法，對粉冶成形技術的發展和進步，具有一定啟發和借鑑作用。2、本實用新型針對鑰板坯料的板狀形體特徵和技術要求條件，有針對性地研究設計出低溫加熱、雙向強力均衡等量施壓、長時間高壓穩壓、分階段逐漸減壓卸壓等多項獨創技術措施，使製成的成形坯體具有受壓全面均衡、組元分布均勻、材質密度較高、規格尺寸較大、表面外形質量較好等特點,較好地解決了應用液體介質等靜壓成型技術製成的成形坯體內極易存在膨脹、縮松、夾層、裂紋等材質缺陷的技術難題，有較好的推廣、示範價值。3、本實用新型臥式雙向柔性液壓壓坯機，是一種集低溫加熱、模具成形、液壓施壓等高新技術於一體的專用技術裝備，具有技術先進、功能完備、操縱容易、性能可靠等特點，能適應粉末冶金行業板形坯體成形的特殊技術要求，具有廣闊的市場空間和發展潛力，可以創造出較好的經濟效益和社會效益。

附圖1:臥式雙向柔性液壓壓坯機結構原理示意圖。
具體實施方式
[0020]結構布置實施方式:如附圖1所示，臥式雙向柔性液壓壓坯機，由工具機床身(I)、成形模具、液壓系統組成；成形模具安裝固定在工具機床身(I)的工作檯面(15 )上，通過左、右活動壓板(11、6 )與液壓系統相連接；液壓系統的左、右向壓力密實作業單元，分別安裝固定在成形模具左、右兩側的工具機床身(I)上，通過左、右油缸壓頭(12、7)與成形模具相連接。如附圖1所示，成形模具，由右活動壓板(6)、左活動壓板(11)、壓板定向活動槽
(5)、蓋板(8)、底座(9)、粉末填裝型腔(10)、定位擋塊、電加熱器件組成,安裝固定在工具機床身(I)的工作檯面(15)上；右活動壓板(6)與右油缸壓頭(7)相連接，左活動壓板(11)與左油缸壓頭(12)相連接。通過改變成形模具模板的結構尺寸和定位擋塊的安裝位置，改變粉末填裝型腔(10)的容積，實現製備成型坯體的規格尺寸變化。如附圖1所示，液壓系統，由右油缸壓頭(7)、右油缸(4)、右油缸支架(3)、右油缸油管(2)組成右向壓力密實作業單元，通過右油缸支架(3)安裝固定在工具機床身(I)上，通過右油缸油管(2)與液壓操縱控制箱(17)相連接；由左油缸壓頭(12)、左油缸(14)、左油缸支架(13)、左油缸油管(16)組成左向壓力密實作業單元，通過左油缸支架(13)安裝固定在工具機床身(I)上，通過左油缸油管(16)與液壓操縱控制箱(17)相連接；液壓操縱控制箱
(17)，安裝固定在工具機床身(I)旁，裝有電動機、液壓油箱、齒輪油泵、操縱閥、分配閥、溢流閥、安全閥、監測控制儀表、操縱控制面板等液壓元器件。操作運行實施方式:使用臥式雙向柔性液壓壓坯機，對鑰基稀土合金粉末進行低溫柔性等靜壓壓制緻密成形作業程序和運行技術參數是:——根據大規格粉冶鑰基稀土合金板坯料製品對密度、淨重、形狀、規格尺寸等方面的具體技術要求，充分考慮在等靜壓成形和燒結定型過程中的消耗、燒損、成形孔隙度、燒結收縮率等因素，精確計算出在粉末填裝型腔(10)內應裝填的鑰基稀土合金粉末具體重量。根據計算結果，通過配置的電子稱重計量器，對鑰基稀土合金粉末進行稱重計量後，裝入粉末填裝型腔(10)內振實。——啟動成形模具中的電加熱器件，將裝填在粉末填裝型腔(10)內的鑰基稀土合金粉末加熱到60 70°C。——完成低溫加熱作業後啟動液壓系統，使左、右兩個油缸(14、4)都以8mm/min的工作速度和300MPa的工作壓力，從左、右兩個方向推動成形模具的左、右活動壓板(11、6)，對裝填在粉末填裝型腔(10)內的鑰基稀土合金粉末施加強大均衡成形壓力；成形模具四周的固定模板，在外加壓力作用下形成與該壓力相等的反作用力，同時向鑰基稀土合金粉末四周施壓，使鑰基稀土合金粉末接受到的各向壓力全面均衡等量。——當成形模具的左、右活動壓板(11、6)被推進到定位擋塊設定位置時停止移動，左、右油缸(14、4)雖然不能繼續推進，但依然能保持300MPa作業壓力繼續施加在鑰基稀土合金粉末上，並在此作業壓力下穩壓40min。—達到40min穩壓時間後，採取分階段逐漸減壓卸壓措施:卸壓速率始終控制穩定在6MPa/min ;第一次減壓到270MPa，穩壓IOmin ;第二次減壓到210MPa，再穩壓IOmin ；第三次減壓到120Mpa，再穩壓20min ;第四次按6MPa/min的卸壓速率減壓，直至減掉全部壓力。
——脫膜，取出大規格粉冶鑰基稀土合金板坯料壓制緻密的成型坯體。
權利要求1.一種臥式雙向柔性液壓壓坯機，其特徵在於:該臥式雙向柔性液壓壓坯機，包括工具機床身(I )、成形模具、液壓系統；成形模具安裝固定在工具機床身(I)的工作檯面(15)上，通過左、右活動壓板(11、6)與液壓系統相連接；液壓系統的左、右向壓力密實作業單元，分別安裝固定在成形模具左、右兩側的工具機床身(I)上，通過左、右油缸壓頭(12、7)與成形模具相連接。
2.根據權利要求1所述的一種臥式雙向柔性液壓壓坯機，其特徵在於:所述的成形模具，由右活動壓板(6)、左活動壓板(11)、壓板定向活動槽(5)、蓋板(8)、底座(9)、粉末填裝型腔(10)、定位擋塊、電加熱器件組成,通過底座(9)安裝固定在工具機床身(I)的工作檯面(15)上；右活動壓板(6)與右油缸壓頭(7)相連接，左活動壓板(11)與左油缸壓頭(12)相連接；通過改變成形模具模板的結構尺寸和定位擋塊的安裝位置，改變粉末填裝型腔(10)的容積，實現製備成型坯體的規格尺寸變化。
3.根據權利要求1所述的一種臥式雙向柔性液壓壓坯機，其特徵在於:所述的液壓系統，由右油缸壓頭(7)、右油缸(4)、右油缸支架(3)、右油缸油管(2)組成右向壓力密實作業單元，該右向壓力密實作業單元通過右油缸支架(3)安裝固定在工具機床身(I)上，通過右油缸油管(2)與液壓操縱控制箱(17)相連接；由左油缸壓頭(12)、左油缸(14)、左油缸支架(13)、左油缸油管(16)組成左向壓力密實作業單元，該左向壓力密實作業單元通過左油缸支架(13)安裝固定在工具機床身(I)上，通過左油缸油管(16)與液壓操縱控制箱(17)相連接；液壓操縱控制箱(17)，安裝固定在工具機床身(I)旁，裝有電動機、液壓油箱、齒輪油泵、操縱閥、分配閥、溢流閥、安全閥、監測控制儀表、操縱控制面板。
專利摘要本實用新型公開一種臥式雙向柔性液壓壓坯機。該壓坯機由工具機床身、成形模具、液壓系統組成；成形模具安裝固定在工具機床身的工作檯面上，通過左、右活動壓板與液壓系統相連接；液壓系統的左、右向壓力密實作業單元，分別安裝固定在成形模具左、右兩側的工具機床身上，通過左、右油缸壓頭與成形模具相連接，能一次性獨立完成將鉬基稀土合金粉末壓制緻密為成形坯體的技術作業全過程，較好地解決了採用傳統液體介質等靜壓成形技術極易在成形坯體內產生膨脹、縮松、夾層、裂紋等質量隱患，具有技術先進、功能完備、操縱容易、性能可靠等特點，可廣泛應用於粉末冶金行業進行坯體壓制緻密成形作業。
文檔編號B22F3/04GK203044895SQ20122072988
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者李江, 李延韜, 劉朋 申請人:四平市天闊換熱設備有限公司