CN116214679A - 冷等静压模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及靶材成型技术领域，特别是涉及一种冷等静压模具。包括成型单元、模具帽和模具轴，成型单元开设有开孔和具有开口的容纳腔，开孔和容纳腔相对封闭设置，模具轴的上下两端分别通过模垫限位于容纳腔，模具轴、模垫和成型单元围成模具腔，模具帽密封开口，且与成型单元可拆卸连接。其有益效果在于：模具轴的上下两端分别通过模垫限位于容纳腔，可以帮助稳定模具轴在容纳腔内的姿态，避免防止靶胚成型后偏心；成型单元开设有与容纳腔相对封闭设置的开孔，便于液压油顺利进入，可提高做冷等静压工艺时原料的受力均匀性，使冷等静压工艺处理后靶材密度分布均匀，且有利于本发明在烧结时各方向收缩均匀。

Description

冷等静压模具

技术领域

本发明涉及靶材成型技术领域，特别是涉及一种冷等静压模具。

背景技术

ITO(氧化铟锡)从粉末材料到成品可溅射材料，需经过一系列步骤。其中，决定靶材烧结密度的一大影响因素是成型后素胚靶材的密度。现有成型方式多为冷等静压成型，要使靶材素胚成型后组分均匀且致密，需对成型模具提出较高的要求。

ITO粉体冷等静压工艺处理成型需承受200MPa以上的全方位压力。有公开号为CN114523551A的一种ITO旋转靶的冷等静压模具，其上下端使用刚性材料，侧边使用弹性套体，冷等静压工艺处理(Cold Isostatic Pressing，冷等静压工艺)时在套体与刚性材料接合处容易受力不均，导致靶材密度分布不均，进而影响靶材烧结后密度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的模具在冷等静压工艺处理时存在受力不均的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冷等静压模具，包括成型单元、模具帽和模具轴，所述成型单元开设有开孔和具有开口的容纳腔，所述开孔和所述容纳腔相对封闭设置，所述模具轴的上下两端分别通过模垫限位于所述容纳腔，所述模具轴、所述模垫和所述成型单元围成模具腔，所述模具帽密封所述开口，且与所述成型单元可拆卸连接。

在上述技术方案中，包括模具套和外模框，所述模具套开设有所述容纳腔，所述外模框套设于所述容纳腔的外侧壁，所述外模框设有所述开孔。

在上述技术方案中，所述模具套包括套体和翻边，所述套体开设有所述容纳腔，所述翻边设于所述开口的外侧，所述翻边与所述套体围成安装腔，所述外模框的端部伸入所述安装腔。

在上述技术方案中，所述模具帽的边缘设有向下延伸设置的安装部，所述安装部与所述翻边通过喉箍连接。

在上述技术方案中，所述外模框相对的两侧均设有把手。

在上述技术方案中，所述开孔包括第一开孔和第二开孔，所述第一开孔设于所述外模框的侧壁，所述第二开孔设于所述外模框的底壁。

在上述技术方案中，所述模具轴的上端设有上模垫，所述上模垫具有第一斜面，所述模具轴的下端设有下模垫，所述下模垫具有第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面沿所述模具轴的轴向相对设置。

在上述技术方案中，所述第一斜面从内至外倾斜向上延伸设置，所述第二斜面从内至外倾斜向下延伸设置。

在上述技术方案中，所述模具轴的横截面面积自上至下逐渐减小。

在上述技术方案中，所述模具轴外表面设有阳极氧化层。

本发明实施例的冷等静压模具与现有技术相比，其有益效果在于：容纳腔可以放置模具轴，使模具轴、模垫和成型单元围成的模具腔可以放入原料，而有利于本发明通过冷等静压工艺将原料压成靶胚；所述模具轴的上下两端分别通过模垫限位于所述容纳腔，可以帮助稳定模具轴在容纳腔内的姿态，避免防止靶胚成型后偏心；成型单元开设有与容纳腔相对封闭设置的开孔，便于液压油顺利进入，可提高做冷等静压工艺时原料的受力均匀性，使冷等静压工艺处理后靶材密度分布均匀，且有利于本发明在烧结时各方向收缩均匀。

附图说明

图1是本发明实施例的冷等静压模具的剖视示意图；

图2是本发明实施例的外模框的剖视示意图；

图3是本发明实施例的外模框的俯视示意图；

图4是本发明实施例的模具套的剖视示意图；

图中，100、模具腔；1、成型单元；101、第一开孔；102、第二开孔；11、模具套；111、套体；112、翻边；12、外模框；121、把手；2、模具帽；21、安装部；3、模具轴；31、上模垫；32、下模垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例优选实施例的一种冷等静压模具，包括成型单元1、模具帽2和模具轴3，成型单元1开设有开孔和具有开口的容纳腔，开孔和容纳腔相对封闭设置，模具轴3的上下两端分别通过模垫限位于容纳腔，模具轴3、模垫和成型单元1围成模具腔100，模具帽2密封开口，且与成型单元1可拆卸连接。

可以理解的是，容纳腔可以放置模具轴3，使模具轴3、模垫和成型单元1围成的模具腔100可以放入原料，而有利于本发明通过冷等静压工艺将原料压成靶胚；模具轴3的上下两端分别通过模垫限位于容纳腔，可以帮助稳定模具轴3在容纳腔内的姿态，避免防止靶胚成型后偏心；成型单元1开设有与容纳腔相对封闭设置的开孔，便于液压油顺利进入，可提高做冷等静压工艺时原料的受力均匀性，使冷等静压工艺处理后靶材密度分布均匀，且有利于本发明在烧结时各方向收缩均匀。

如图1、图2和图4所示，进一步地，包括模具套11和外模框12，模具套11开设有容纳腔，外模框12套设于容纳腔的外侧壁，外模框12设有开孔。

可以理解的是，模具套11可以与模具轴3、模垫相配合形成模具腔100，以完成靶胚的冷等静压处理。外模框12开设有开孔，便于液压油顺利进入，可提高做冷等静压工艺时原料的受力均匀性，使冷等静压工艺处理后靶材密度分布均匀，且有利于本发明在烧结时各方向收缩均匀。

优选地，外模框12整体采用焊接结合。

如图1和图4所示，进一步地，模具套11包括套体111和翻边112，套体111开设有容纳腔，翻边112设于开口的外侧，翻边112与套体111围成安装腔，外模框12的端部伸入安装腔。

可以理解的是，翻边112通过与套体111围成安装腔，使外模框12可以与安装腔过盈配合，进而提高模具套11整体的结构强度，以有利于原料通过冷等静压工艺形成靶胚。

如图1所示，在其中一个实施例中，模具帽2的边缘设有向下延伸设置的安装部21，安装部21与翻边112通过喉箍连接。

在上述实施例中，设置于模具帽2边缘的安装部21，为模具帽2与翻边112之间的连接提供了位置，使喉箍通过连接翻边112和模具帽2，可以提高模具帽2对开口的密封效果。

如图1和图4所示，进一步地，外模框12相对的两侧均设有把手121。在模具腔100内的原料做冷等静压工艺处理后，把手121为工作人员提供着力点而完成靶胚的脱模。

如图2和图3所示，进一步地，开孔包括第一开孔101和第二开孔102，第一开孔101设于外模框12的侧壁，第二开孔102设于外模框12的底壁。

可以理解的是，如此设置可增加冷等静压工艺处理后时粉体受力均匀性，使冷等静压工艺处理后的靶材密度分布均匀，且在烧结时各方向收缩均匀。

优选地，第一开孔101位于外模框12总长的10％～80％处，第一开孔101的数量为4～6行5～7列，孔径大小4～9mm，倒角0.3～1mm；

优选地，第二开孔102距底部圆心50～70mm处，数量有7～9个，孔径为4～9mm，倒角0.3～1mm；

如图1所示，进一步地，模具轴3的上端设有上模垫31，上模垫31具有第一斜面，模具轴3的下端设有下模垫32，下模垫32具有第二斜面，第一斜面和第二斜面沿模具轴3的轴向相对设置。

可以理解的是，第一斜面和第二斜面沿模具轴3的轴向相对设置，可以有效缓解冷等静压工艺处理后，靶材的上下端面变形倾斜的现象。

优选地，第一斜面的倾斜角度取值范围和第二斜面的倾斜角度取值范围均为0～30°。

如图1所示，在其中一个实施例中，第一斜面从内至外倾斜向上延伸设置，第二斜面从内至外倾斜向下延伸设置。

进一步地，模具轴3的横截面面积自上至下逐渐减小。

可以理解的是，模具轴3的横截面面积自上至下逐渐减小，可以使烧结形成的靶材的上下端内径相近，以减少喇叭口的情况出现。如此设置可以减少研磨切割余量，增加靶材成品产率。

优选地，模具轴3外表面设有阳极氧化层。

本发明的工作过程为：将模具套11放入外模框12中，将下模垫32放入模具套11中；将模具轴3放入模具套11中，并与下模垫32配合；在填充粉料前用棒状工具在下模垫32四周施力使下模垫32平整，在模具轴3和模具套11上方嵌入限位漏斗，此漏斗内径与模具轴3配合，外径与模具套11配合，在投粉时起保证模具轴3与模具垫不偏心；将粉料填充进模具空腔中，在填充粉料的过程中，可使用振动设备将空腔粉料密度进一步提高；将上模垫31放入模具套11中，然后将模具帽2套入模具套11顶部，轻轻挤压模具帽2顶部，使其内的空气排出；将两道喉箍锁紧于模具帽2外；将组装好模具送入冷等静压设备中进行冷等静压。

综上，本发明实施例提供一种冷等静压模具，其容纳腔可以放置模具轴3，使模具轴3、模垫和成型单元1围成的模具腔100可以放入原料，而有利于本发明通过冷等静压工艺将原料压成靶胚；模具轴3的上下两端分别通过模垫限位于容纳腔，可以帮助稳定模具轴3在容纳腔内的姿态，避免防止靶胚成型后偏心；成型单元1开设有与容纳腔相对封闭设置的开孔，便于液压油顺利进入，可提高做冷等静压工艺时原料的受力均匀性，使冷等静压工艺处理后靶材密度分布均匀，且有利于本发明在烧结时各方向收缩均匀。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷等静压模具，其特征在于，包括成型单元、模具帽和模具轴，所述成型单元开设有开孔和具有开口的容纳腔，所述开孔和所述容纳腔相对封闭设置，所述模具轴的上下两端分别通过模垫限位于所述容纳腔，所述模具轴、所述模垫和所述成型单元围成模具腔，所述模具帽密封所述开口，且与所述成型单元可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的冷等静压模具，其特征在于，包括模具套和外模框，所述模具套开设有所述容纳腔，所述外模框套设于所述容纳腔的外侧壁，所述外模框设有所述开孔。

3.根据权利要求2所述的冷等静压模具，其特征在于，所述模具套包括套体和翻边，所述套体开设有所述容纳腔，所述翻边设于所述开口的外侧，所述翻边与所述套体围成安装腔，所述外模框的端部伸入所述安装腔。

4.根据权利要求3所述的冷等静压模具，其特征在于，所述模具帽的边缘设有向下延伸设置的安装部，所述安装部与所述翻边通过喉箍连接。

5.根据权利要求2所述的冷等静压模具，其特征在于，所述外模框相对的两侧均设有把手。

6.根据权利要求2所述的冷等静压模具，其特征在于，所述开孔包括第一开孔和第二开孔，所述第一开孔设于所述外模框的侧壁，所述第二开孔设于所述外模框的底壁。

7.根据权利要求1所述的冷等静压模具，其特征在于，所述模具轴的上端设有上模垫，所述上模垫具有第一斜面，所述模具轴的下端设有下模垫，所述下模垫具有第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面沿所述模具轴的轴向相对设置。

8.根据权利要求7所述的冷等静压模具，其特征在于，所述第一斜面从内至外倾斜向上延伸设置，所述第二斜面从内至外倾斜向下延伸设置。

9.根据权利要求1所述的冷等静压模具，其特征在于，所述模具轴的横截面面积自上至下逐渐减小。

10.根据权利要求1至9任一项所述的冷等静压模具，其特征在于，所述模具轴外表面设有阳极氧化层。

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