CN115106526B - 一种钼材料板坯冷等静压精确成形装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，由精确成形模具和震料台组成。精确成形模具包括方形定型筒，方形定型筒内套接方形胶套，方形胶套开口配合有定型胶塞，定型胶塞顶部覆盖有密封橡胶板，密封橡胶板顶部覆盖有上固定板，方形胶套底部覆盖有下固定板，上固定板与下固定板通过螺栓相互固定。震料台包括固定地脚，固定地脚顶部固定有下支撑板，下支撑板通过多组弹簧机构与震料平台连接，震料平台的底部固定有振动电机，震料平台顶部平面上镶嵌有若干个震料转子。本发明还公开了一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形方法。本发明解决了现有技术中存在板材尖角突出、形状不规则、材料利用率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于钼材料板坯成形技术领域，一种钼材料板坯冷等静压精确成形装置，还涉及一种钼材料板坯冷等静压精确成形方法。
背景技术
钼板材是钼材料的主要型材产品之一。钼板材大多采用粉末冶金技术制备，即：通过成形工序将钼粉制成压坯，进一步烧结成钼板材坯锭，进而通过轧制等压力加工工序制成各种规格的钼板。因此，钼粉成形是一个必不可少的工艺环节，主要方法有冷模压、温模压、冷等静压、热等静压等。
冷模压法是将钼粉置于方形的凹模型腔内，凹模上下放置冲头，整个模具置于压力机的工作平台上，在压力机的作用下变为具有规则形状的板、条状压坯。冷模压法是最简单、生产效率最高的钼粉成形方法，但存在4个问题：一是钼粉极易进入凹模型腔与冲头之间的间隙，导致模具拆卸困难，为此不得不采用垂直方向与水平方向双向压制的压力机，设备机构复杂，价格昂贵；二是由于钼粉的流动性较差，难以在凹模型腔内均匀分布，从而导致压坯边角部位的密度较低，压坯取件时易于发生掉边、掉角等现象；三是由于压坯各部位的密度不同，特别是垂直于厚度方向的平面内密度均匀性较差(最大密度差达10％以上)，即使获得形状规则的压坯，烧结坯的形状并不规则，轧制成钼板的材料利用率较低；四是冷模压法需要的设备吨位较大，即使成形一个平面尺寸为150×150mm的压坯，也需要500吨的压力机，制造成本较高。因此，冷模压法多用于小尺寸钼板坯的成形。
温模压法是在常规粒度钼粉中加入适量的微细粉末和润滑剂，从而大大提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性，进而可以在80～130℃温度下，在金属模具和压力机上变为压坯。温模压法结合了冷模压法和注射成形技术，压坯形状精度较高，但后续烧结过程中除杂较为困难，因此，温模压法多用于钼材料复杂结构件的成形，较少用于钼板坯的成形。
热等静压法是将钼粉或压坯装入钢质或钛质包套中，抽去吸附在钼粉表面、钼粉间空隙和包套内的气体，然后将包套真空密封后置于带有加热炉的压力容器中，以受热膨胀的惰性气体(Ar)为传压介质，在高温、高压共同作用下完成成形和烧结。热等静压法是提高材料性能的重要致密化处理手段，常规粉末冶金制件经过热等静压处理后，相对密度可达到100％，但由于热等静压法成本昂贵，多用于靶材等高端钼材料制备，后续进行压力加工的钼板坯锭极少采用热等静压法。
冷等静压法是将钼粉装入具有长方体型腔的橡胶或塑料材质的柔性模具中，封口后放置在冷等静压机中，通过液体介质的三向压应力传导，获得各部位密度相近的钼材料压坯。根据目前的设备发展状况，冷等静压法的最高成形压力可达630MPa，钼材料板坯的最大尺寸可达1850×1850×200mm，因此，与常规冷、温模压法相比，冷等静压法的压坯不但致密度高出5％～l5％，而且压坯的密度均匀一致。因此，冷等静压法一直是工业应用最广泛的钼材料板材压坯的成形方法。
在常规的冷等静压成形技术中，由于胶套是柔性物质，获得的板材压坯的拐角部位形状不规则，且板坯厚度不均，后续轧制过程中突出的拐角处金属流动较快，最终轧制板材尖角突出，同时厚度不均的板坯导致轧制板材形状不规则，在后续使用过程中，必须将突出尖角切除，并将不规则形状切割为规则形状，导致材料利用率较低。因此，制备出厚度均匀、拐角部位按需设计的钼材料板材压坯是实现钼板材的少(无)切削，提高材料利用率的决定性工序。
发明内容
本发明的目的是提供一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，解决了现有冷等静压技术所得压坯厚度不均、拐角部位突出，进而导致轧制板材尖角突出、形状不规则的问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，包括精确成形模具和震料台；精确成形模具和震料台能够通过压板相互固定；精确成形模具包括方形定型筒，方形定型筒内套接方形胶套，方形胶套顶部开口边缘处带有法兰，方形胶套开口配合有定型胶塞，定型胶塞顶部覆盖有密封橡胶板，密封橡胶板顶部覆盖有上固定板，方形胶套底部覆盖有下固定板，上固定板与下固定板能够通过螺栓相互固定。
震料台包括固定地脚，固定地脚顶部固定有下支撑板，下支撑板通过弹簧机构与震料平台连接，震料平台的底部固定有振动电机，震料平台顶部平面镶嵌有震料转子。
本发明的特点还在于：
上固定板与下固定板的厚度方向开设通孔，内壁上均匀开设有交叉沟槽，通孔与交叉沟槽相贯线处打磨倒钝。
方形定型筒为钢质筒体，方形定型筒的厚度范围为10～50mm，方形定型筒的硬度不小于HRC35。
方形胶套的法兰宽度不小于定型筒的厚度，方形胶套长度与宽度过渡处的内圆角半径R为宽度的1/4～1/3，方形胶套内圆角半径r与定型胶塞内圆角半径ρ相同。
震料转子为球形滚珠或者“蘑菇”状柱件，球状滚珠间隙镶嵌于震料平台上端面的球形凹槽中，并与之形成滑动配合，球状滚珠中心低于震料平台上端面0.2～0.5mm，“蘑菇”状柱件通过轴承连接到震料平台的上端面。
震料平台上开有T型槽，压板能够通过T型槽将精确成形模具固定在震料平台上。
本发明的另一目的是提供一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形方法，采用上述一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置进行压制成形，步骤包括：
步骤1、将方形定型筒放置在下固定板带有沟槽的端面上，方形胶套放入方形定型筒内，在方形胶套的型腔内倒入钼粉，刮平、然后压平；
步骤2、在钼粉上面扣盖定型胶塞、密封橡胶板和上固定板，用螺栓将上固定板、下固定板锁死固定；
步骤3、将精确成形模具放置到震料台的震料平台上，用压板固定；
步骤4、开启振动电机，使精确成形模具在水平方向震动5-30min；
步骤5、从震料台上拆卸整套精确成形模具，吊装在冷等静压机内，调节等静压机压强为150-250MPa，保压5-10min后成形，然后打开精确成形模具，取出钼材料板材压坯。
步骤4在震动期间关闭电源后打开精确成形模具，测量钼粉上端面多个部位与方形胶套的上沿之间的距离，然后模具闭合，再次开启震动，直至钼粉上端面多个部位与方形胶套上沿之间的距离相等为止。
本发明的有益效果是：
本发明一种钼材料板坯冷等静压精确成形装置与方法，综合了冷模压法和常规冷等静压法的优点，利用冷漠压法的模具设计原理，解决了常规冷等静压法柔性胶套导致压坯厚度不均匀、形状不规整、尖角部位材料浪费的问题，提高了材料利用率，而且可有效利用轧机宽幅。同时，利用冷等静压法的等压受力原理，解决了冷漠压法所得钼压坯密度均匀性问题，并避免了冷模压法的设备吨位过大的问题。同时，本发明的方法所得钼材料板材压坯与常规冷等静压压坯具有相同的显微组织。
附图说明
图1为本发明一种钼材料板坯冷等静压精确成形装置的总装图；
图2为本发明中精确成形模具的总装图；
图3为本发明中方形胶套的结构图；
图4为本发明中钼板压坯厚度超过30mm时，定型胶塞的结构图；
图5为本发明中上、下固定板的结构图；
图6为本发明中整形板的结构图；
图7为本发明中承重500kg以下的震料台的结构图；
图8为图7的I区放大图；
图9为承重500kg以上的震料台的结构图；
图10为实施例1单重6kgMo-0.6La合金板压坯实物照片；
图11为实施例1单重6kgMo-0.6La合金板烧结坯实物照片；
图12为实施例1单重6kgMo-0.6La合金烧结坯轧制到3mm厚板材的料头照片；
图13为实施例2单重120kgMo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金烧结坯显微组织；
图14为实施例2单重120kgMo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金烧结坯轧制到12mm厚的料头照片。
图中，1.上固定板，2.方形定型筒，3.方形胶套，4.定型胶塞，5.密封橡胶板，6.钼粉，7.螺栓，8.下固定板，9.固定地脚，10.下支撑板，11.弹簧机构，12.震料平台，13.震料转子，14.振动电机，15.法兰，16.T型槽，17.压板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明采用一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，由精确成形模具和震料台组成。如图1所示，精确成形模具包括钢质的方形定型筒2，精确成形模具和震料台能够通过压板17相互固定；方形定型筒2内套接方形胶套3，方形胶套3顶部开口边缘处固定有法兰15，方形胶套3开口配合有定型胶塞4，方形胶套3与上方的定型胶塞4形成一个长方体型腔，型腔内填充有钼粉6；方形胶套3下面覆盖钢质下固定板8，定型胶塞4上依次覆盖密封橡胶板5和钢质的上固定板1，方形胶套3底部覆盖有下固定板8，上固定板1、下固定板8通过螺栓7连接固定，使方形胶套3、定型胶塞4组成密闭空间，阻止冷等静压成形过程的液体介质进入钼粉6或钼压坯。
震料平台12上开有T型槽16，压板17能够通过T型槽16将精确成形模具固定在震料平台12上。
方形定型筒2的厚度≥10mm，优选10-50mm，方形定型筒2必须经过调质处理，硬度达HRC35以上。
如图2所示，方形胶套3的法兰15宽度大于或等于定型筒的厚度，优选大于5-10mm；方形胶套3的深度为钼压坯厚度的1.35～1.5倍与定型胶塞4厚度之和。
如图2和图3所示，如果压坯厚度不超过30mm，方形胶套3和定型胶塞4的厚度方向不设计内圆角；如果压坯厚度超过30mm，为了轧制时便于轧辊咬入，方形胶套3和定型胶塞4的厚度方向设计内圆角，方形胶套3内圆角半径r与定型胶塞4内圆角半径ρ相同，为压坯厚度的1/5～1/4。
方形胶套3长度与宽度过渡处的内圆角半径R为宽度的1/4～1/3。
由于钼板坯轧制过程遵守最小阻力原则，长度与宽度的交接部位金属外延流动程度远大于长度方向和宽度方向，长度与宽度直角相交时，轧制后钼板的四角将突出在直边尺寸之外而被切除，因此钼板压坯的长度与宽度的过渡处呈圆角状。若轧制钼板为方形，方形胶套3的内圆角半径R取宽度的1/4；若轧制钼板为舌形，内圆角半径R取宽度的1/3。
密封橡胶板5的长宽尺寸与方形胶套3的法兰15外轮廓尺寸相同。
如图4所示，上、下固定板厚度方向开设多个通孔，内壁的长度和宽度水平方向开设多组交叉沟槽，通孔与沟槽相贯线处打磨倒钝，使冷等静压成形过程中，液体介质传递的等静压压力均匀作用于钼压坯中，且不因相贯线处的毛刺划伤密封橡胶板5而使钼粉6或钼压坯渗入液体。为了减重，上固定板1、下固定板8没有沟槽的面可以减薄。
震料台如图6、图8所示，包括从下至上依次安装的固定地脚9、下支撑板10、多组弹簧机构11、震料平台12、震料转子13，振动电机14连接到震料平台12的下端面，震料平台12上端面开设有T型槽16，精确成形模具的下固定板8通过T型槽16和压板17固定于震料平台12的上端面，实现型腔内钼粉6水平震动。
其中下支撑板10和震料平台12通过多组弹簧机构11固定连接；
其中震料转子13可以为球形滚珠或者“蘑菇”状柱件；
如图6、图7所示，如果精确成形模具与钼粉6的总重量低于500kg，震料台的震料转子13采用球状滚珠间隙镶嵌于震料平台12上端面的球形凹槽中。如图7所示，球状滚珠与震料平台12的球形凹槽之间为滑动配合，球状滚珠中心低于震料平台12上端面0.2～0.5mm；
如图8所示，如果精确成形模具与钼粉6的总重量大于500kg，震料台的震料转子13采用“蘑菇”状柱件通过轴承连接到震料平台的上端面。
一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形方法，使用上述钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，具体按照如下步骤实施：
步骤1、方形定型筒2放置在下固定板8带有沟槽的端面上，方形胶套3放入方形定型筒2内，在方形胶套3的型腔内倒入钼粉6，刮平、然后用如图5所示的整形板压平；
步骤2、在钼粉6上面扣盖定型胶塞4、密封橡胶板5和上固定板1，用螺栓7将上固定板1、下固定板8锁死固定；
步骤3、精确成形模具放置到震料台的震料平台12上，用T型槽16和压板17固定；
步骤4、开启震料台的电源，使精确成形模具在水平方向震动5-30min。具体震动时间以振实钼粉6各个部位的厚度相同为准。在震动过程中，可以关闭电源后打开精确成形模具，测量钼粉6上端面多个部位与方形胶套3的上沿之间的距离，然后模具闭合，再次开启震动，直至钼粉6上端面多个部位与方形胶套3上沿之间的距离相等为止；
步骤5、从震料台上拆卸整套精确成形模具，吊装在冷等静压机内，调节等静压机压强为150-250MPa，保压5-10min后成形，然后打开精确成形模具，取出钼材料板材压坯。
本发明所述的钼材料包括钼金属、钼合金、钼基复合材料，所述钼粉6包括纯钼粉、钼合金粉、钼基复合材料粉末。
本发明的技术原理如下：
(1)常规冷等静压压制成形为三向受压变形，钼粉装入胶套正常捣实后线收缩率为10％～12％，本发明为沿着压坯厚度方向的双向受压成形，按照等体积收缩算得捣实装粉高度为压坯厚度的1.35～1.5倍。
(2)在冷等静压成形过程中，钼粉一般遵从最小阻力原理，板材压坯厚度方向的粉末因阻力小而易于移动，长宽方向的粉末因阻力大而不易移动，因此，本发明的压坯受力虽然为压坯厚度方向的双向受压压制成形，并不会因长宽方向粉末没有移动而密度不均。
实施例1单重6kg钼板压坯制备
准备Mo-0.6La合金粉末，Fsss粒度为2.5μm，纯度为99.98％，松装密度1.12g/cm3；
通过小规格正方体压坯的常规等静压压制成形实验，获得该批Mo-0.6La合金粉的捣实三向等静压压制成形收缩率均约为12％，据此算得方形胶套3的深度为钼压坯厚度的1.5倍与定型胶塞4厚度之和，定型胶塞4和密封橡胶板5的厚度均选择5mm，胶套型腔尺寸为180×180×47mm，方形胶套3厚度方向不加工内圆角，长度与宽度过渡处的圆角半径R为50mm，进而设计精确成形模具；
装配精确成形模具，将6kgMo-0.6La合金粉末分3次倒入方形胶套3中，每次用刮板刮平，并用如图5所示的整形板压平；然后依次盖上定型胶塞4、密封橡胶板5和上固定板1，用螺栓7将上固定板1、下固定板8锁死固定；将密闭后的精确成形模具放置到如图6所示的震料台的震料平台12上，用T型槽16和压板17固定；开启震料台的电源，使精确成形模具在水平方向震动5min；
从震料台上取下精确成形模具，吊装在冷等静压机内，调节等静压机压强为180MPa，保压10min后成形，然后打开精确成形模具，取出Mo-0.6La合金板材压坯如图9所示，压坯尺寸为180×180×28mm；
将Mo-0.6La板材压坯放到氢气气氛的中频炉内，经过2-3h、2.5-3.5h、6h的加热，炉内温度从室温顺序升至800℃、1100℃、1500℃，然后经过6h加热升至1740℃并保温6h，获得Mo-0.6La合金烧结坯如图10所示，烧结坯尺寸为160×160×25mm，密度为9.97g/cm3。Mo-0.6La合金烧结坯经过1250℃多道次轧制，获得轧制板材如图11所示。
实施例2单重120kg钼板压坯制备
准备Mo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金粉末，Fsss粒度为3.77μm，纯度为99.95％，松装密度1.02g/cm3；
通过小规格正方体压坯的常规等静压压制成形实验，获得该批Mo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金粉的捣实三向等静压压制成形收缩率均约为10.5％，据此算得方形胶套3的深度为钼压坯厚度的1.4倍与定型胶塞4平面厚度之和，定型胶塞4的平面部分厚度选择5mm，边部厚度为25mm，厚度方向的内圆角半径ρ为20mm，密封橡胶板5的厚度选择5mm，胶套型腔尺寸为570×570×130mm，方形胶套3厚度方向的内圆角半径r为20mm，长度与宽度过渡处的圆角半径R为150mm，进而设计精确成形模具；
装配精确成形模具，将120kgMo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金粉末分6次倒入方形胶套3中，每次刮平，并用如图5所示的整形板压平；然后依次盖上定型胶塞4、密封橡胶板5和上固定板1，用螺栓7将固定板1、下固定板8锁死；将密闭后的精确成形模具放置到如图8所示的震料台的震料平台12上，用T型槽16和压板17固定；开启震料台的电源，使精确成形模具在水平方向震动10min，关闭电源后打开精确成形模具，测量钼粉6上端面多个部位与方形胶套3的上沿之间的距离，然后模具闭合，再次开启震动20min；
从震料台上拆卸整套精确成形模具，吊装在冷等静压机内，调节等静压机压强为250MPa，保压10min后成形，然后打开精确成形模具，取出Mo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金板材压坯，压坯尺寸为570×570×90mm；
将Mo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金板材压坯在氢气气氛中频炉中，进行5段升温烧结，室温～800℃、800～1200℃、1200～1600℃、1600～1750℃、1750～1950℃温度段的升温、保温时间分别为2h、2h，3.5h、2h，6h、4h，2.5h、4h，5.5h、6h，获得Mo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金烧结坯尺寸为460×460×75mm，密度为9.78g/cm3，呈20-30μm的均匀细晶组织，如图12所示。Mo-0.6Y2O3-0.15CeO2合金烧结坯经过1350℃多道次轧制，获得轧制板材如图13所示。
如图9～图13可知，采用本发明的方法得到的钼材料板材压坯和烧结坯的形状规整，厚度一致，这种烧结坯轧制所得钼板材形状规整，长宽边相交处未见突出尖角，并可根据需要使长宽边相交处内凹，不但提高了材料利用率，而且可有效利用轧机宽幅。同时，本发明的方法所得钼材料板材压坯与常规冷等静压压坯具有相同的显微组织。
Claims (5)
1.一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，其特征在于，包括精确成形模具和震料台；所述精确成形模具和震料台能够通过压板（17）相互固定；所述精确成形模具包括方形定型筒（2），所述方形定型筒（2）内套接方形胶套（3），所述方形胶套（3）顶部开口边缘固定有法兰（15），所述方形胶套（3）开口配合有定型胶塞（4），所述定型胶塞（4）顶部覆盖有密封橡胶板（5），所述密封橡胶板（5）顶部覆盖有上固定板（1），所述方形胶套（3）底部覆盖有下固定板（8），所述上固定板（1）与下固定板（8）能够通过螺栓（7）相互固定；
所述震料台包括固定地脚（9），所述固定地脚（9）顶部固定有下支撑板（10），所述下支撑板（10）通过弹簧机构（11）与震料平台（12）连接，所述震料平台（12）的底部固定有振动电机（14），所述震料平台（12）顶部平面镶嵌有震料转子（13）；
所述方形胶套（3）的法兰（15）宽度不小于定型筒的厚度，所述方形胶套（3）长度与宽度过渡处的内圆角半径R为宽度的1/4~1/3，方形胶套内圆角半径R与定型胶塞内圆角半径ρ相同；
所述震料转子（13）为球状滚珠或者“蘑菇”状柱件，球状滚珠间隙镶嵌于震料平台（12）上端面的球状凹槽中，并与之形成滑动配合，球状滚珠中心低于震料平台（12）上端面0.2~0.5mm，“蘑菇”状柱件通过轴承连接到震料平台的上端面；
如果精确成形模具与钼粉（6）的总重量低于500kg，震料台的震料转子（13）采用球状滚珠间隙镶嵌于震料平台（12）上端面的球形凹槽中；
如果精确成形模具与钼粉6的总重量大于500kg，震料台的震料转子（13）采用“蘑菇”状柱件通过轴承连接到震料平台（12）的上端面。
2.如权利要求1所述的一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，其特征在于，所述上固定板（1）与下固定板（8）的厚度方向开设通孔，内壁上均匀开设有交叉沟槽，通孔与交叉沟槽相贯线处打磨倒钝。
3.如权利要求1所述的一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，其特征在于，所述方形定型筒（2）为钢质筒体，所述方形定型筒（2）的厚度范围为10mm~50mm，所述方形定型筒（2）的硬度不小于HRC35。
4.如权利要求1所述的一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置，其特征在于，所述震料平台（12）上开有T型槽（16），所述压板（17）能够通过T型槽（16）将精确成形模具固定在震料平台（12）上。
5.一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形方法，其特征在于，采用如权利要求1~4任意一种钼材料板材压坯冷等静压精确成形装置进行压制成形，步骤包括：
步骤1、将方形定型筒（2）放置在下固定板（8）带有沟槽的端面上，方形胶套（3）放入方形定型筒（2）内，在方形胶套（3）的型腔内倒入钼粉（6），刮平、然后压平；
步骤2、在钼粉（6）上面扣盖定型胶塞（4）、密封橡胶板（5）和上固定板（1），用螺栓（7）将上固定板（1）、下固定板（8）锁死固定；
步骤3、将精确成形模具放置到震料台的震料平台（12）上，用压板（17）固定；
步骤4、开启振动电机（14），使精确成形模具在水平方向震动5-30min；
步骤5、从震料台上拆卸整套精确成形模具，吊装在冷等静压机内，调节等静压机压强为150-250MPa，保压5-10min后成形，然后打开精确成形模具，取出钼材料板材压坯；
所述步骤4在震动期间关闭电源后打开精确成形模具，测量钼粉（6）上端面多个部位与方形胶套（3）的上沿之间的距离，然后模具闭合，再次开启震动，直至钼粉（6）上端面与方形胶套（3）上沿之间的距离相等为止。
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Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2203137A1 (de) * | 1971-02-01 | 1972-08-17 | Allmaenna Svenska Elek Ska Ab | Verfahren zum Herstellen von Scheiben aus pulverfoermigem Metall |
| SE8700859D0 (sv) * | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Asea Cerama Ab | Sett for framstellning av ett foremal av pulverformigt material genom isostatisk pressning |
| US4756752A (en) * | 1987-11-04 | 1988-07-12 | Star Cutter Company | Compacted powder article and method for making same |
| JPH0499207A (ja) * | 1990-08-08 | 1992-03-31 | Kobe Steel Ltd | 等方圧加圧処理用カプセルの製作方法 |
| US5490969A (en) * | 1994-06-30 | 1996-02-13 | General Electric Company | Mould for isostatic pressing |
| JPH09241704A (ja) * | 1996-03-12 | 1997-09-16 | Nisshin Steel Co Ltd | 粉末の冷間静水圧成形による異形成形体の作製方法 |
| JP2003266198A (ja) * | 1998-11-16 | 2003-09-24 | Allied Material Corp | 静水圧成形方法及び放熱基板の製造方法 |
| JP2006035777A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Tosoh Corp | 成形型、それを用いた成形体及びスパッタリングターゲットの製造方法並びにスパッタリングターゲット |
| CN103157795A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-06-19 | 金堆城钼业股份有限公司 | 大型钼板坯的制备方法 |
| CN103231053A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-07 | 金堆城钼业股份有限公司 | 冷等静压用制备钼板坯模具 |
| CN205085387U (zh) * | 2015-10-28 | 2016-03-16 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种冷等静压制备超大规格钼板坯的装置 |
| CN205464320U (zh) * | 2016-03-10 | 2016-08-17 | 洛阳爱科麦钨钼科技股份有限公司 | 一种钨钼粉末冶金产品成型模具 |
| CN106111983A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-11-16 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种可自由收缩的等静压用平装立压式模具及压制方法 |
| CN206550347U (zh) * | 2016-11-30 | 2017-10-13 | 西北稀有金属材料研究院 | 一种陶瓷粉末冷等静压成型模具 |
| RU2653971C1 (ru) * | 2017-08-04 | 2018-05-15 | Олег Савельевич Кочетов | Резиновая виброопора |
| CN108247045A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-07-06 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种利用冷等静压方式制备超大规格钼制品的装置及方法 |
| CN109555935A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-02 | 四川省龙丹纳科技有限公司 | 一种具有归位、防倾、缓冲的滚珠板隔震平台 |
| CN109746439A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-14 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种钼厚壁管坯等静压精确成形装置与均质烧结方法 |
| CN111390164A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-10 | 宁波江丰钨钼材料有限公司 | 一种大尺寸钼靶坯的装模方法 |
| CN211710131U (zh) * | 2019-10-18 | 2020-10-20 | 中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司 | 等静压胶套端口快速密封夹具 |
| CN213350823U (zh) * | 2020-09-30 | 2021-06-04 | 河南东微电子材料有限公司 | 一种冷等静压制备超大规格钼板坯的装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102560383B (zh) * | 2012-01-12 | 2013-10-23 | 宝鸡市科迪普有色金属加工有限公司 | 钼铌合金板靶材加工工艺 |
-
2022
- 2022-06-27 CN CN202210733972.6A patent/CN115106526B/zh active Active
Patent Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2203137A1 (de) * | 1971-02-01 | 1972-08-17 | Allmaenna Svenska Elek Ska Ab | Verfahren zum Herstellen von Scheiben aus pulverfoermigem Metall |
| SE8700859D0 (sv) * | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Asea Cerama Ab | Sett for framstellning av ett foremal av pulverformigt material genom isostatisk pressning |
| US4756752A (en) * | 1987-11-04 | 1988-07-12 | Star Cutter Company | Compacted powder article and method for making same |
| JPH0499207A (ja) * | 1990-08-08 | 1992-03-31 | Kobe Steel Ltd | 等方圧加圧処理用カプセルの製作方法 |
| US5490969A (en) * | 1994-06-30 | 1996-02-13 | General Electric Company | Mould for isostatic pressing |
| JPH09241704A (ja) * | 1996-03-12 | 1997-09-16 | Nisshin Steel Co Ltd | 粉末の冷間静水圧成形による異形成形体の作製方法 |
| JP2003266198A (ja) * | 1998-11-16 | 2003-09-24 | Allied Material Corp | 静水圧成形方法及び放熱基板の製造方法 |
| JP2006035777A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Tosoh Corp | 成形型、それを用いた成形体及びスパッタリングターゲットの製造方法並びにスパッタリングターゲット |
| CN103157795A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-06-19 | 金堆城钼业股份有限公司 | 大型钼板坯的制备方法 |
| CN103231053A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-07 | 金堆城钼业股份有限公司 | 冷等静压用制备钼板坯模具 |
| CN205085387U (zh) * | 2015-10-28 | 2016-03-16 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种冷等静压制备超大规格钼板坯的装置 |
| CN205464320U (zh) * | 2016-03-10 | 2016-08-17 | 洛阳爱科麦钨钼科技股份有限公司 | 一种钨钼粉末冶金产品成型模具 |
| CN106111983A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-11-16 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种可自由收缩的等静压用平装立压式模具及压制方法 |
| CN206550347U (zh) * | 2016-11-30 | 2017-10-13 | 西北稀有金属材料研究院 | 一种陶瓷粉末冷等静压成型模具 |
| RU2653971C1 (ru) * | 2017-08-04 | 2018-05-15 | Олег Савельевич Кочетов | Резиновая виброопора |
| CN108247045A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-07-06 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种利用冷等静压方式制备超大规格钼制品的装置及方法 |
| CN109555935A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-02 | 四川省龙丹纳科技有限公司 | 一种具有归位、防倾、缓冲的滚珠板隔震平台 |
| CN109746439A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-14 | 金堆城钼业股份有限公司 | 一种钼厚壁管坯等静压精确成形装置与均质烧结方法 |
| CN211710131U (zh) * | 2019-10-18 | 2020-10-20 | 中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司 | 等静压胶套端口快速密封夹具 |
| CN111390164A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-10 | 宁波江丰钨钼材料有限公司 | 一种大尺寸钼靶坯的装模方法 |
| CN213350823U (zh) * | 2020-09-30 | 2021-06-04 | 河南东微电子材料有限公司 | 一种冷等静压制备超大规格钼板坯的装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 新型钼粉末压制模具设计;张晓;赵虎;冯鹏发;卜春阳;左羽飞;张菊平;;中国钼业(05);50-53 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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