超薄VC散熱石墨模具制作的具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如附圖1和2所示,本實(shí)用新型的一種用于梯度超薄VC散熱石墨模具燒結(jié)的石墨模具,包括凹模、 內(nèi)襯4、凸模上壓頭5、凸模下壓頭6、熱電偶和待燒結(jié)粉體,其中凹模的外形為三段式整體結(jié)構(gòu),由上至下依次為圓柱形、圓錐臺形和圓柱形,分別稱為上圓柱1、圓錐臺2和下圓柱3, 上圓柱1的直徑小于圓錐臺2的小端,圓錐臺2的大端直徑與下圓柱3相同,在圓錐臺的外壁上開有徑向的測溫孔,測溫孔位于圓錐臺2軸向尺寸的中點(diǎn)位置,凹模的內(nèi)部為錐形通孔,錐形通孔小端位于上圓柱1,大端位于下圓柱3 ;內(nèi)襯4為與凹模錐形通孔相配合的錐形結(jié)構(gòu),內(nèi)襯4內(nèi)放置待燒結(jié)粉體,凸模上壓頭5和凸模下壓頭6均為圓柱形,凸模上壓頭 5和凹模上圓柱1的高度一致,采用該種設(shè)計(jì)可以保證待燒結(jié)粉體處于軸向的溫度梯度場內(nèi);
凹模上圓柱1的高度為25mm,壁厚為8 12mm,采用該種設(shè)計(jì)可以減小待燒結(jié)粉體內(nèi)部的徑向溫度梯度,從而保證各層粉體在均一的溫度場下燒結(jié);凹模上圓柱1和圓錐臺2連接處為臺階面,臺階面的寬度為10mm,臺階面的結(jié)構(gòu)保證試樣能在較高的軸向壓力下燒結(jié)而不損壞石墨模具;圓錐臺2母線與水平面夾角為45°,通過調(diào)節(jié)圓錐臺2母線與水平面夾角的大小實(shí)現(xiàn)模具內(nèi)軸向溫度梯度大小的調(diào)節(jié);內(nèi)襯4壁厚為3mm,外壁的錐度與凹模內(nèi)的錐形通孔一致。工作過程及原理燒結(jié)前,先將凹模上下顛倒,將內(nèi)襯裝入凹模的錐形通孔中,然后將凸模上壓頭裝入內(nèi)襯的上端,在內(nèi)襯腔體內(nèi)依次裝入燒結(jié)梯度超薄VC散熱石墨模具所需的待燒結(jié)粉體;
然后將下壓頭裝入內(nèi)襯的下端,再顛倒模具,使上壓頭豎直在上;凹模圓錐臺的高度比內(nèi)襯里填裝待燒結(jié)粉體的高度高7mm,從而保證待燒結(jié)粉體處于軸向的溫度梯度場內(nèi)并且待燒結(jié)粉體的中段位置與測溫孔位置對應(yīng),同時(shí)保證內(nèi)襯和凹模的相對位置不變,從而使待燒結(jié)粉體處于確定的溫度場下進(jìn)行燒結(jié);
在凹模的測溫孔中插入熱電偶測量燒結(jié)時(shí)的溫度,即可在放電等離子燒結(jié)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。在進(jìn)行放電等離子燒結(jié)時(shí),由于電流在凹模的圓錐臺部分會出現(xiàn)電流的疏密分布不均,電流較密的部分會產(chǎn)生更多的焦耳熱,從而在凹模的圓錐臺部分內(nèi)產(chǎn)生軸向溫度梯度。采用本實(shí)用新型的模具成功的完成了 TiB-Ti梯度超薄VC散熱石墨模具的放電等離子方法制備, 具有良好的使用效果。
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