一种制造陶瓷靶材用冷等静压模具的制作方法

本实用新型涉及冷等静压模具，尤其涉及一种制造陶瓷靶材用冷等静压模具。

背景技术：

冷等静压是用于制备陶瓷靶材的一种成型方法，冷等静压的一般过程是：在常温状态下，将粉末置于密闭的液体环境当中，液体传递超高压使粉末通过一定的工装模具装置成型。

现有技术的冷等静压模具可参考公开号为cn202428529u的中国实用新型专利，一般包括金属内模和橡胶套，该种模具的外模仅仅是橡胶套，在填料的过程中由于橡胶套的弹性膨胀，难以控制所得陶瓷靶材坯体的外径尺寸；并且该种模具只能用于制备一种尺寸的陶瓷管，然而在陶瓷靶材制造领域需要多种不同规格的管型靶材，因此需要一种能够用于制备不同规格的陶瓷靶材的冷等静压模具。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够更好控制靶材坯体的外径尺寸、能制备不同规格靶材的冷等静压模具。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种制造陶瓷靶材用冷等静压模具，包括金属内模、金属外模、形成于所述内模和外模之间的填料腔、以及用于密封所述填料腔的具有弹性的密封装置，其特征在于：所述外模的高度小于所述内模的高度，所述外模具有用于更换的不同高度/直径的多个。

由于原料粉在等静压后会体积收缩，为了能填充足够量的原料粉，所述密封装置的高度大于所述外模的高度。

优选的，所述密封装置包括均采用具有弹性的材质制成的密封套、第一密封塞、第二密封塞；所述密封套的高度大于所述外模的密封套、所述密封套套设于所述内模和外模之间，且所述密封套的直径与所述外模的内径匹配设置；所述密封套的上端、下端分别塞设有第一密封塞、第二密封塞，从而在所述第一密封塞、第二密封塞之间构成所述填料腔，所述密封套的外侧设有用于捆扎固定所述第一密封塞、第二密封塞的固定部件。该种密封装置结构不但密封效果好又能均匀传递油压压力。

优选的，所述固定部件为固定绳或可弯折的金属丝。

为了进一步提高密封效果，所述第一密封塞与所述填料腔的原料粉之间还垫设有密封垫。

优选的，所述内模的底部设有沿径向向外延伸的凸缘，所述第二密封塞套设于所述凸缘的外周。该种结构使得内模的底部直径较大，便于搬运/夹持，且在等静压过程中能够对原料粉的底部起到限位作用，防止密封失效。

为了便于装粉操作，所述外模的底部设有支脚。

为了能够将油压液体导引至外模与密封套之间的空隙内，从而使得原料粉受压均匀，所述外模的壁面上设有多个导流孔。

优选的，所述导流孔间隔均匀设置，且设置密度为1-25个/cm²。

为了便于吊装搬运，在所述内模的上端安装有吊环。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的包括金属内模和金属外模，通过金属内模和外模的限定能够很好地控制陶瓷靶材坯体的外径，使得外径尺寸较为均匀，且不易大幅度偏离设计尺寸；并且多个不同规格的外模，可以匹配内模来制备多种规格的靶材坯体。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的模具的整体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例的模具的分解结构示意图；

图3为本实用新型的实施例的模具的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

如图1至3所示，该种制造陶瓷靶材用冷等静压模具，包括金属内模1、金属外模2、形成于内模1和外模2之间的填料腔3、以及用于密封填料腔3的密封装置，外模2的高度小于内模1的高度，外模2具有用于更换的不同高度/直径的多个。该种模具可以根据所需要制备的靶材的高度和直径更换对应的外模2，并匹配对应的密封装置。本实施例的内模1、外模2的材质均为钢材，内模1为钢柱型、外模2为钢套型。

由于原料粉在等静压后会体积收缩，为了能填充足够量的原料粉，密封装置的高度大于外模2的高度。密封装置包括均采用具有弹性的材质制成的密封套41、第一密封塞42、第二密封塞43，密封套41的高度大于外模2高度、密封套41套设于内模1和外模2之间，且密封套41的直径与外模2的内径匹配设置；密封套41的上端、下端分别塞设有第一密封塞42、第二密封塞43，从而在第一密封塞42、第二密封塞43之间构成填料腔3，密封套41的外侧设有用于捆扎固定第一密封塞42、第二密封塞43的固定部件44。固定部件44为固定绳或可弯折的金属丝。本实用新型采用该种密封装置结构不但密封效果好又能均匀传递油压压力且便于操作。

本实施例的密封套41的直径略小于外模2的内径，从而外模2能够保护密封套41，防止吊装或操作过程中的磕碰；并且还能避免装粉时因密封套41过度膨胀导致的原料浪费和尺寸不均匀。本实施例的第一密封塞42、第二密封塞43均为圆环型，本实施例的密封套41、第一密封塞42、第二密封塞43均为橡胶材质，优选的，橡胶材料为丁晴橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等具有弹性的适当的材料。本实施例的固定部件44为钢丝，为了更好地密封，本实施例的每个密封塞的外侧沿轴向间隔均匀捆扎有三条钢丝。为了获得更好的密封效果，第一密封塞42与填料腔3的原料粉之间还垫设有密封垫45，密封垫45也为橡胶材质。

内模1的底部设有沿径向向外延伸的凸缘11，所述第二密封塞43套设于所述凸缘11的外周。该种结构使得内模1的底部直径较大，便于搬运/夹持，且在等静压过程中能够对原料粉的底部起到限位作用，防止密封失效。

为了便于装粉操作，外模2的底部设有支脚21。本实施例的支脚21间隔均匀设有三个。

为了能够将油压液体导引至外模2与密封套41之间的空隙内，从而使得原料粉受压均匀，外模2的壁面上设有多个导流孔22。优选的，导流孔22间隔均匀设置，且设置密度为1-25个/cm²。本实施例的导流孔22的直径为3-15mm。

为了便于吊装搬运，在内模1的上端安装有吊环12。

使用该种模具制备靶材坯体的步骤为：

a、将内模1表面用无尘布蘸取酒精清洗干净，将第二密封塞43套入大直径钢芯底部；

b、用密封套41从上至下套入内模1及底部第二密封塞43，尽量保证第二密封塞43完全嵌入密封套41；

c、使用钢丝对第二密封塞43进行捆扎密封；

d、使用铲勺边振动边进行装粉，其振动频率为15-290hz，振动时间在为1-4.5h；

e、将密封垫45放置于粉体上端，再用第一密封塞42进行密封；

f、使用钢丝对第一密封塞42进行捆扎密封；

g、吊装至等静压机中处理，使用160mpa-210mpa，保压10-20分钟；

h、取出得到坯体。

本实施例所用的陶瓷原料粉为氧化铝锌，最后制备得到的坯体的内径不变、受压均匀从而外径、高度收缩一致，致密度较好为3.32g/cm³～3.43g/cm³。除此之外，al2o3、aln、sic及其混合物以及其他任意的陶瓷原料粉也均能使用该种模具制备，也均能获得类似的效果。

需要制备不同高度/直径的坯体时，更换对应的外模2和密封装置即可。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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