[实用新型]高纯氧化铝压块料生产用成型模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及高纯氧化铝产品生产设备领域，具体是一种高纯氧化铝压块料生产用成型模具。

背景技术

高纯氧化铝产品是纯度在99.99%以上的新型功能材料，是二十一世纪新材料中产量最大、产值最高、用途最广的尖端材料之一。它具备常规材料所不具有的一系列光、电、磁、热和机械等特性，因而被广泛应用于光学、化工及特种陶瓷等多个领域。

其中，高纯氧化铝压块料产品主要用于大尺寸人造蓝宝石的生长原料。当前人造蓝宝石的主流生产方法，如提拉法、导模法、坩埚下降法、GT温梯法、泡生法等等，据采用压块料为主要生产原料。因此，随着蓝宝石在LED、智能手机、智能穿戴设备等领域的不断扩展，高纯氧化铝压块料的市场需求也快速增长。

在生产高纯氧化铝压块料的成型工艺中，目前，国内外主要采用干压一次成型或“干压成型+等静压成型”的二次成型工艺。在干压成型过程中，均需要用到成型模具。传统的粉末冶金或陶瓷干压成型模具，通常采用金属材质（如工具钢、模具钢）或金属基复合材料（如各类硬质合金）。而氧化铝粉硬度很高，理论洛氏硬度达到8.0以上，其本身就是一种高硬度磨料。所以如果采用传统的干压成型模具，在压制成型过程中，氧化铝粉和模具之间的摩擦，会对模具表面产生磨削作用，因磨削剥落的金属或金属氧化物、金属碳化物等对成型压坯形成污染，导致最终的压块料产品纯度不达标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高纯氧化铝压块料生产用成型模具，来避免干压成型过程中模具对压坯的污染，以确保最终压块料产品的纯度指标。

本实用新型的技术方案如下：

一种高纯氧化铝压块料生产用成型模具，包括有上模、中模、下模、上模冲头和下模冲头，其特征在于：所述的上模冲头和下模冲头通过螺纹配合分别与所述的上模和下模固定连接，所述中模的内部镶衬有内套，并通过压环压紧、螺栓紧固。

所述的高纯氧化铝压块料生产用成型模具，其特征在于：所述的上模和下模分别采用钨钢材质，所述的中模采用模具钢材质。

所述的高纯氧化铝压块料生产用成型模具，其特征在于：所述的上模冲头和下模冲头分别采用塑料材质，可选用尼龙、聚四氟乙烯和聚甲醛中的一种。

所述的高纯氧化铝压块料生产用成型模具，其特征在于：所述的内套采用塑料或陶瓷材质，可选用尼龙、聚四氟乙烯、聚甲醛塑料或刚玉陶瓷、氧化锆陶瓷中的一种。

所述的高纯氧化铝压块料生产用成型模具，其特征在于：所述的压环采用模具钢材质。

当上、下模冲头和内套均采用塑料材质时，与粉料接触的部分全部为硬度很低的塑料，所以粉料磨削作用带入的均为高分子有机物，这些混入压坯中的高分子材料杂质在后续的高温烧结（1550~1650℃）过程中，受热分解、挥发，基本无残留；当上下模冲头采用塑料材质，内套采用刚玉或氧化锆陶瓷时，因为内套的表面硬度高于粉料和上、下模冲头，所以因磨削作用带入的杂质仍然为上、下模冲头的塑料，同样不会影响最终产品的纯度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构新颖合理，可以有效的避免高纯氧化铝粉料在压制成型过程中受到模具的污染，可确保高纯氧化铝粉料在被压制成型过程中不会带入其它杂质，确保了最终压块料产品的高纯度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

参见图1，一种高纯氧化铝压块料生产用成型模具，包括有上模1、中模5、下模7、上模冲头2和下模冲头6，上模冲头2和下模冲头6通过螺纹配合分别与上模1和下模7固定连接，中模5的内部镶衬有内套3，并通过压环4压紧、螺栓紧固。

本实用新型中，上模1和下模7分别采用钨钢材质，中模5采用模具钢材质。

上模冲头2和下模冲头6分别采用塑料材质，可选用尼龙、聚四氟乙烯和聚甲醛中的一种。

内套3采用塑料或陶瓷材质，可选用尼龙、聚四氟乙烯、聚甲醛塑料或刚玉陶瓷、氧化锆陶瓷中的一种。

压环4采用模具钢材质。

在实际使用过程中：

1、将成型模具安装固定在自动成型压机的模架上；

2、设定自动压制成型程序，开始自动压制：下模7回位→自动加料机构向内套3内加入高纯氧化铝粉料并刮平→上模1和下模7双向浮动压制→上模1回位→下模7将压坯顶出内套3；

3、再压制好的压坯放入高温烧结炉内，1550~1650℃恒温3~5小时，降温冷却后出炉，即得到高纯氧化铝压块料产品。