用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模具，尤其是一種用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具及方法。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發(fā)展，能源的高效利用越來越收到國家的重視，固體氧化物燃料電池(SOFC)，由于發(fā)電效率高，可以直接將化學能轉化為電能，不受卡諾循環(huán)限制，理論效率可達80%，可以使用氫氣、甲烷、天然氣等多種燃料，低噪聲、低排放，可以在居民區(qū)、礦山、醫(yī)院等小區(qū)域以及軍艦及移動目標上供電，在未來具有極大發(fā)展前景，而一端封閉的釔穩(wěn)定氧化鋯陶瓷管是SOFC的一種核心元件，大批量穩(wěn)定性生產一端封閉的釔穩(wěn)定氧化鋯陶瓷管，具有重要意義；
[0003]一端封閉的陶瓷管在其它領域也具有越來越多的應用，如高溫測溫、高溫氣體分離裝置，冶金或金屬提純加熱、腐蝕性氣體或液體接觸式加熱裝置，水過濾凈化裝置等領域得到越來越多的應用，無論是制備一端封閉的多孔陶瓷過濾管，高致密的用于測溫的熱電偶保護管，加熱的熱輻射管，制備這種一端封閉的陶瓷管，均要求燒結后每個部位，密度、機械強度，厚度，直線度均勻。
[0004]—端封閉的陶瓷管一般可以使用的主要成型工藝有注漿成型、熱壓鑄成型，等靜壓成型，擠壓成型。注漿成型工藝很成熟，注漿成型要求漿料一定要高固低黏，同時在注漿時注漿人員的技術好壞直接影響到成品質量，人為因素影響大，而且注漿成型一般工藝繁瑣，生產周期長，目前批量使用一端封閉的陶瓷管大多使用這種工藝，如反應燒結和重結晶燒結熱電偶保護管，由于石膏模由外向內吸收漿料中的水分，坯體會出現密度梯度，結構均勻性不好；熱壓鑄成型和等靜壓成型適用于大尺寸產品的生產，而且生產設備投資大，生產效率低；擠壓成型一端封閉的陶瓷管，由于可以生產一系列尺寸大小，密度均勻，直線度好的管子，在國內外很多領域得到很好的應用，但是對于一端封閉陶瓷管擠出成型模具的相關技術介紹很少。
[0005]美國專利CN1283541A報到，擠壓成型陶瓷管端蓋的方法及模具，端蓋成型模有一本體，本體與擠出成型模具連在一起，在本體內設置一反填料容器，以接納來自端蓋形成腔的陶瓷料，一柱塞深入反填料容器迫使陶瓷泥料從反填料容器經過通道返回端蓋形成腔以被壓實，以使其有均勻的密度，但是模具對對前端擠出模具，沒有進行描述。
[0006]中國專利CN103739289A報到了一種擠出成型碳化硅熱電偶保護管的擠出成型模具，主要有擠出芯、連接件、外模套、封口件組合而成，只是對模具一個簡單概述，沒有具體對模具結構和如何使用進行描述。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具。
[0008]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具，安裝在擠出機的擠出端部位；包括外模、模芯、封頭；所述外模為上下連通的空腔，其內安裝模芯，其下端固定在擠出機的擠出端；所述外模與模芯之間留有空隙形成擠壓通道；所述外模的頂端通過封頭密封。
[0009]作為對本發(fā)明所述的用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具的改進:所述封頭與外模之間通過壓緊支架固定。
[0010]作為對本發(fā)明所述的用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具的進一步改進:所述外模從上至下依次為擠壓素坯外壁的定型端、用于壓緊泥料的擠出端、與擠出機連接的固定端；所述擠壓素坯外壁的定型端為圓柱形，其頂部為環(huán)形凸起，其側面對稱設置有壓緊支架連接螺孔，其內為圓柱形；所述擠出端相對于定型端的圓柱形設置為圓錐形，其圓錐形頂部與圓柱形底部相互連通；相對于圓錐形底部設置相應形狀的固定端，所述固定端上設置有與擠出機連接螺孔。
[0011]作為對本發(fā)明所述的用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具的進一步改進:所述中間部分的圓錐形錐度為30-45°。
[0012]作為對本發(fā)明所述的用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具的進一步改進:所述固定端橫向設置有與外界空氣連通的通孔。
[0013]作為對本發(fā)明所述的用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具的進一步改進:所述通孔數量為三個，其三個均勻分布于固定端。
[0014]作為對本發(fā)明所述的用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具的進一步改進:所述模芯相對于外模的定型端、擠出端、固定端設置有對應形狀；所述模芯內從上至下依次設置有相互連接的球頭、拉桿1、拉桿II ;拉桿II上端中心加工有內螺孔，相對于內螺孔在拉桿I下端設置有外螺紋，通過螺紋固定和調節(jié)拉桿I與拉桿II的距離；拉桿II下端中心設置有用于固定繩索的T字形連接孔；所述拉桿II從上至下依次套裝有墊片II1、墊片1、墊片II ;所述墊片I和墊片II之間安裝有彈簧；所述墊片II相對于模芯下端內側面設置相應的錐度；所述墊片II下端設置有隔套；所述模芯底端相對于外模的底端三個均布的通氣孔設置有三個中心孔；所述隔套相對于模芯的中心孔設置有對稱缺口用于穿過繩索；所述隔套下端設置有墊片IV，墊片IV的頂部設置有用于定位和穿過繩索的定位孔；所述繩索一端固定在拉桿II連接孔，另外一端依次穿過墊片IV上的定位孔、模芯上一個中心孔、外模底端的對應通孔；所述模芯的下端通過頂尖帽進行螺紋緊固密閉，同時依次壓緊墊片IV、隔套和墊片II。
[0015]作為對本發(fā)明所述的用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具的進一步改進:所述封頭內為半球型空腔，其下端相對于外模中上端的環(huán)形凸起加工有對應的凹進臺階；其封頭頂部中心加工有有細孔，擠壓時用于排除模具內腔中的空氣；所述細孔直徑為3-5mm ;模具中與泥料接觸的部位全部采用拋光處理，減少泥料通過時的阻力。
[0016]用于擠壓成型封閉端陶瓷管的方法，使用活塞式擠出機，剛開始擠出半球型封頭采用點動式操作，當擠出機將泥料壓入外模和模芯之間的通道前，柔性繩索的另一端配重砝碼，自動拉緊繩索，從而壓緊模芯頂端的球頭，密封住模芯支架頂端的空腔部位，泥料進入模具前端的垂直定型段，然后進入模芯和封頭的連接的半球型空腔，泥料進入半球型的封頭端壓緊致密后，多余的泥料通過封頭頂端的小孔擠出，停止擠壓停滯5s后，移掉封頭，然后松開繩索另一端的配重砝碼，繩索松開，彈簧將拉桿彈出，從而將球頭向外彈出一定的間隙，外界空氣通過外模、模芯下端相連接的通氣孔進入模芯內部，再通過彈出球頭與模芯之間的空隙進入管子內部，保證管子內外壓力一致，繼續(xù)擠壓保證擠出的盲管不受外界空氣壓力而變形。
[0017]本發(fā)明的整體結構簡單，且使用方便，效果好。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0019]圖1是本發(fā)明整套模具組裝結構示意圖；
[0020]圖2是圖1中的模芯結構示意圖；
[0021]圖3是圖1中的本發(fā)明模芯組裝結構示意圖(仰視圖和剖視圖)；
[0022]圖4是圖1中的外模結構示意圖(仰視圖和剖視圖)；
[0023]圖5是是圖1中的封頭結構示意圖；
[0024]圖6是是圖1中的壓緊支架結構示意圖(三視圖)。
【具體實施方式】
[0025]實施例1、圖1?圖6給出了一種用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具及方法。其用于擠壓成型封閉端陶瓷管的模具包括安裝在擠出機的擠出端部位的外模5、模芯4和封頭3 (外模5內設置模芯4，并由封頭3封閉)。
[0026]其中，外模5如圖4所示，由一整塊鋼件機加工而成上、下不封的空腔，根據其結構造型分為上、中、下三部分；其上端部分為圓柱形，其頂部加工有環(huán)形凸起，該環(huán)形凸起用于定位封頭3，其側面對稱加工有壓緊支架連接的螺孔，通過該螺孔設置壓緊支架2，并通過壓緊支架2固定封頭3。而其中間部分相對于上端的圓柱形加工成圓錐形，一般錐度為30-45°，其下端部分用于連接擠出機的固定端，該固定端上加工有六個均勻分布的縱向通孔，用于連接擠出機，擠出端上加工有4X4mm的圓形槽，用于裝O型橡膠密封圈，在固定端上加工有三個橫向對稱的通氣孔，該通氣孔主要與模芯4上三個對稱的中心孔相通，在擠壓管材時，這些通氣孔主要向模芯4內部輸送空氣，以保證模芯4內外壓力一致，同時用于穿過繩索15。
[0027]在外模5內安裝模芯4，其如圖2所示，該模芯4相對于外模5內側面進行相應的設計，加工成上端為圓柱形下端為圓錐形，模芯4上端的垂直段與外模5上端內側面垂直段用于擠出泥料的定型，控制擠出素坯管的內外徑尺寸。如圖3所示，模芯4的上端加工成垂直方向為30°的錐度，用于安裝和定位球頭6，該球頭6下端中心位置加工有3mm深的內螺孔，用于連接拉桿I 7，通過拉桿I 7連接，與模芯頂部30°的錐面相吻合，整體加工拋光后，形成一個光滑的半球型，球頭6通過拉桿I 7拉緊定位，從而對模芯上端面進行密封；模芯4內從上至下依次安裝有相互連接的拉桿I 7，拉桿I 7加工外螺紋，拉桿II 9，拉桿II 9上端3/5處加工有外螺紋，上端中心位置加工有內螺孔，用于連接拉桿I 7 ;拉桿II 9上從上至下依次套裝有墊片III 8、墊片I 10和墊片II 11，墊片III 8和墊片I 10內孔刻有螺紋，與拉9上外螺紋相吻合，通過螺紋固定墊片III 8的位置，從而固定球頭6彈出的距離，墊片III 8和墊片I 10在拉桿II 9上的位置固定好后，將墊片II 11裝入模芯4內側，墊片II 11外圓加工成與模芯4內側面相吻合的錐度，用于固定墊片II 11 (該墊片II 11通過頂尖帽14推緊，而通過與模芯4內側面相吻合的錐度可以實現固定)，該墊片II 11與