專利名稱：立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，尤其涉及一種立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)硬質(zhì)合金棒材主要采用擠壓、模壓及冷等靜壓等方式。而模壓方式只能用于壓制高徑比小于5的棒材毛坯，制造軸向長、徑向小的大高徑比棒材毛坯通常采用等靜壓或擠壓成型技術(shù)。
擠壓成型生產(chǎn)棒材，其長度不受限制，但棒材毛坯需添加20％以上的成型劑。大量的成型劑不易脫除，容易對制品造成污染，并在合金內(nèi)部產(chǎn)生孔隙，對合金的使用壽命帶來一定的影響。且擠壓棒材毛坯內(nèi)的成型劑分布不均勻，燒結(jié)后合金內(nèi)部出現(xiàn)鈷湖等缺陷，從而降低合金的使用壽命；通常擠壓設(shè)備及工藝成本相當(dāng)高。
冷等靜壓是將粉末裝在包套內(nèi)，采用三維加載的方式，使粉末均勻受壓，然后將壓坯從冷等靜壓機(jī)腔體內(nèi)取出，脫除包套，即可獲得壓坯。為了獲得合格形狀的毛坯，還需采用特殊的車床將其表面凹凸不平處進(jìn)行車削處理。采用冷等靜壓壓制棒材，毛坯的生產(chǎn)效率不高。
臥式模壓模具，如圖1所示，上下沖行腔帶有弧度，不同部位的粉末松裝比、壓縮比懸殊較大，毛坯容易在弧度與筋條交接處產(chǎn)生裂紋，產(chǎn)品合格率較低，無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。并且，毛坯須經(jīng)車削加工去掉兩條筋條，增加了車削工序和軟坯廢料反磨工序，生產(chǎn)成本較高，還容易造成粉料損耗和污染。
普通立式模壓模具由上下沖和帶有硬質(zhì)合金模芯的陰模組成，如圖2所示。粉末產(chǎn)品高徑比越大，壓坯壓制壓力損失越大，如果采用單向壓制，壓坯上下部位的密度差距較大；如果采用雙向壓制，毛坯的中部密度比兩端低。當(dāng)移動壓坯脫模時，由于壓坯不同部位的密度差距較大，在脫出陰模時，不同部位的彈性后效不一樣，導(dǎo)致壓坯節(jié)節(jié)脫落，最終壓坯壓制失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具及其制造方法，旨在有效解決壓制棒材毛坯容易產(chǎn)生裂紋和斷裂等問題，取消毛坯的后序切削加工，提高生產(chǎn)工效，降低生產(chǎn)成本；該模具可廣泛應(yīng)用于制造大高徑比的棒材毛坯。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，包括陰模和上下沖頭，其特征在于所述陰模由帶有脫模錐度的模套和帶有脫模錐度的分體模芯組成，模芯外徑的脫模錐角與模套內(nèi)徑的脫模錐角相一致。
進(jìn)一步地，上述的立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，所述脫模錐角為0.5°～3°；所述分體模芯可沿縱向分解為2～6塊；所述分體模芯與模套的配合方式為間隙配合；所述分體模芯的材質(zhì)為硬質(zhì)合金或工具鋼，模套的材質(zhì)為45#鋼。
再進(jìn)一步地，立式模壓硬質(zhì)合金棒材模具的制造方法，其特征在于包括以下工序——①對模套的內(nèi)徑、脫模錐角以及模芯的外徑和脫模錐角進(jìn)行粗加工；②將模套和模芯預(yù)裝后平磨上下兩端面；③精磨模套的內(nèi)表面；④將模芯沿縱向切割分塊；⑤將各分塊拼合后在上下端面處點(diǎn)焊焊接；⑥精磨模芯外徑，使其脫模錐角與模套內(nèi)徑的脫模錐角相吻合；
⑦精磨珩磨模芯內(nèi)徑；⑧去除焊疤，并在各分模芯底部標(biāo)注記號。
本發(fā)明技術(shù)方案的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在①本發(fā)明將帶有脫模錐度的模套和帶有脫模錐度的分體模芯組成陰模，改變了傳統(tǒng)立式模壓的脫模原理，采用靜止脫模方式，粉料壓制后將模芯與棒材毛坯整體脫出，然后將模芯拆開，毛坯從模芯內(nèi)取出，有效避免毛坯在陰模內(nèi)發(fā)生相對位移，從而消除毛坯的裂紋或斷裂；②縮短了脫模行程，明顯減小了脫模時間和脫模危險(xiǎn)，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，脫模既方便又安全；③采用本發(fā)明模具所壓制的毛坯，其密度分布較均勻，且無需軟加工，毛坯經(jīng)燒結(jié)后，合金內(nèi)部無鈷湖、殘留碳，無裂紋等缺陷；④該模具可廣泛應(yīng)用于制造大高徑比的棒材毛坯，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明圖1背景技術(shù)臥式模壓模具的剖視圖；圖背景技術(shù)：
立式模壓模具的剖視圖；圖3本發(fā)明模具的剖視圖；圖4本發(fā)明模具的俯視圖；圖5本發(fā)明模具壓制時的剖視圖；圖6本發(fā)明模具脫模時的剖視圖。
圖中各附圖標(biāo)記的含義見下表。


具體實(shí)施方式
為了有效解決壓制棒材毛坯的裂紋和斷裂等問題，取消毛坯的后序切削加工，提高生產(chǎn)工效，降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供一種立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具及其制造方法和應(yīng)用。
如圖3、圖4所示，本發(fā)明立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，包括上沖頭1和下沖頭3，由帶有脫模錐度的模套4和帶有脫模錐度的分體模芯5組成陰模，模芯5外徑的脫模錐角與模套4內(nèi)徑的脫模錐角相吻合。分體模芯5可沿縱向分解為第一分模芯51、第二分模芯52及第三分模芯53，當(dāng)用于壓制毛坯時，可將各均等分塊模芯拼合于一體放進(jìn)模套4內(nèi)，模套4與模芯5采用間隙配合方式；分體模芯的材質(zhì)為硬質(zhì)合金或工具鋼，模套的材質(zhì)為45#鋼。
本發(fā)明技術(shù)方案中，優(yōu)選的脫模錐角為0.5°～3°。脫模錐角常用α表示，系指模套或模芯所對應(yīng)的圓錐的錐角。本領(lǐng)域中有時亦用脫模錐度C來表示，C＝(D-d)/H＝2×tg(α/2)。對于模芯而言，其中D指模芯的大徑(外徑)，d指模芯的小徑(外徑)，H指模芯的高度。與上述脫模錐角范圍相對應(yīng)，脫模錐度的范圍為1∶125～1∶20。
具體制作立式模壓硬質(zhì)合金棒材模具的工序?yàn)棰賹δＬ?的內(nèi)徑、脫模錐角以及模芯5的外徑和脫模錐角進(jìn)行粗加工；②將模套4和模芯5預(yù)裝后平磨上下兩端面；③精磨模套4的內(nèi)表面，使內(nèi)表面達(dá)到良好的粗糙度；④采用線切割將模芯5沿縱向分割為第一分模芯51、第二分模芯52及第三分模芯53；⑤將各分塊拼合后在上下端面處點(diǎn)焊焊接；⑥精磨模芯外徑，使其脫模錐度與模套內(nèi)徑的脫模錐度相吻合，并保證表面粗糙度；⑦精磨珩磨模芯內(nèi)徑；⑧去除焊疤，并在各分塊模芯底部標(biāo)注記號，按照標(biāo)注序號將各分塊模芯組合于一體放進(jìn)模套4內(nèi)。
本發(fā)明模具可用在手動壓機(jī)上生產(chǎn)硬質(zhì)合金棒材毛坯，如圖5所示，值得注意的是，在生產(chǎn)大高徑比硬質(zhì)合金棒材時，模腔內(nèi)粉料會與模壁發(fā)生相對位移，存在壓力損失。如果采用單向壓制，底部粉料受擠壓力小，則底部的壓坯密度較低；采用雙向壓制，則中間部位的密度比兩端低；為了盡可能縮短中間與兩端部位的密度差，進(jìn)行多次裝粉和多次壓制及同時適當(dāng)調(diào)整下限位墊的高度。成型劑控制在2.0～2.5％范圍，成型劑在軟坯中分布均勻。
需說明的是，現(xiàn)有技術(shù)，采用立式模壓方式不能壓制大高徑比產(chǎn)品的主要原因?yàn)閴号鞯氖軌簤毫p失導(dǎo)致壓坯不同部位的壓坯密度不均勻，不同部位的壓坯強(qiáng)度不等，脫模時，壓坯發(fā)生彈性后導(dǎo)致壓坯節(jié)節(jié)掉落，根本無法生產(chǎn)大高徑比的產(chǎn)品。本發(fā)明技術(shù)方案改變了傳統(tǒng)立式模壓的脫模原理，避開了立式模壓的壓制缺陷，而采用靜止脫模方式，即粉料在可拆式分體模芯內(nèi)壓制后，將模芯5與棒材毛坯6整體脫出，然后將模芯5拆開分解為第一分模芯51、第二分模芯52及第三分模芯53，毛坯從模芯內(nèi)取出；有效避免了毛坯在陰模內(nèi)發(fā)生相對位移，從而消除毛坯的裂紋和斷裂。本發(fā)明模具脫模，如圖6所示，具體脫模過程為在模套4下方墊上脫模墊，在模芯上放置脫模桿，施加很小的脫模壓力，由于模芯與模套4存在脫模錐度，棒材軟坯6被包置在模芯51、52、53內(nèi)并隨同它而成功的脫模；因此，只須采用約5mm高的脫模墊和相同高度的脫模桿，不需要采用高出陰模長度的脫模墊和脫模桿，縮短了脫模行程，明顯減小了脫模時間和脫模危險(xiǎn)，減輕了工人的勞動強(qiáng)度。
采用本發(fā)明模具可生產(chǎn)出10.8mm×100mm、20.0mm×120mm、15.0mm×120mm等大高徑比的棒材毛坯。毛坯壓制密度分布較均勻，且無需軟加工，毛坯經(jīng)燒結(jié)后，合金內(nèi)部無鈷湖、殘留碳，表觀無裂紋等缺陷。本發(fā)明設(shè)計(jì)新穎，脫模既方便又安全，生產(chǎn)效率高，該模具廣泛應(yīng)用于制造0.5～10大高徑比的棒材毛坯，產(chǎn)品質(zhì)量好。
以上通過具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作了進(jìn)一步說明，給出的例子僅是應(yīng)用范例，不能理解為對本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的一種限制。
權(quán)利要求
1.立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，包括陰模和上下沖頭，其特征在于所述陰模由帶有脫模錐度的模套和帶有脫模錐度的分體模芯組成，模芯外徑的脫模錐角與模套內(nèi)徑的脫模錐角相一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，其特征在于所述脫模錐角為0.5°～3°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，其特征在于所述分體模芯可沿縱向分解為2～6塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，其特征在于所述分體模芯與模套的配合方式為間隙配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具，其特征在于所述分體模芯的材質(zhì)為硬質(zhì)合金或工具鋼，模套的材質(zhì)為45#鋼。
6.立式模壓硬質(zhì)合金棒材模具的制造方法，其特征在于包括以下工序①對模套的內(nèi)徑、脫模錐角以及模芯的外徑和脫模錐角進(jìn)行粗加工；②將模套和模芯預(yù)裝后平磨上下兩端面；③精磨模套的內(nèi)表面；④將模芯沿縱向切割分塊；⑤將各分塊拼合后在端面處點(diǎn)焊焊接；⑥精磨模芯外徑，使其脫模錐角與模套內(nèi)徑的脫模錐角相吻合；⑦精磨珩磨模芯內(nèi)徑；⑧去除焊疤，并在各分模芯底部標(biāo)注記號。
全文摘要
本發(fā)明提供立式模壓硬質(zhì)合金棒材的模具及其制造方法，模具包括上下沖頭，由帶有脫模錐度的模套和帶有脫模錐度的分體模芯組成陰模，模芯可沿縱向分解為多塊分模芯。模具加工工序?yàn)棰俅旨庸つＬ椎拿撃ｅF角和模芯的脫模錐角，精磨模套的內(nèi)表面；②將模芯沿縱向切割分塊；③將各分塊拼合后在端面處點(diǎn)焊；④精磨模芯外徑；⑤精磨珩磨模芯內(nèi)徑；⑥去除焊疤。此模具應(yīng)用時粉料在模芯內(nèi)壓制后，將模芯與棒材毛坯整體脫出，然后將模芯拆分開，毛坯從模芯內(nèi)取出，屬靜止脫模方式，避免了毛坯在陰模內(nèi)發(fā)生相對位移，消除了毛坯的裂紋和斷裂。提高了生產(chǎn)工效，降低了生產(chǎn)成本；該模具廣泛應(yīng)用于制造0.5～10大高徑比的棒材毛坯，產(chǎn)品質(zhì)量好。
文檔編號B23P15/24GK1915654SQ20061008613
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者楊漢民, 龔向軍, 劉鵬飛 申請人:蘇州江鉆新銳硬質(zhì)合金有限公司