[发明专利]一种内部控型零件热等静压成形模具及其成形方法

权利要求书

1.一种内部控型热等静压零件成形模具，其特征在于，包括圆形基块和罩设在所述圆形基块上的成型包套，所述成型包套和所述圆形基块密封连接，所述圆形基块中心设有预留孔，所述预留孔内安装有用于支撑并固定所述成型包套的型芯，所述型芯、所述圆形基块和所述成型包套之间具有成型模腔，所述成型模腔包括呈上下分布的上粉末成型层和下粉末成型层，所述上粉末成型层和所述下粉末成型层之间设有固定在所述型芯上的控型模具，所述控型模具上预留有能够连通所述上粉末成型层和下粉末成型层的连接间隙，所述成型包套上设有待密封的粉末填充口，所述粉末填充口与所述上粉末成型层连通。

2.根据权利要求1所述的一种内部控型热等静压零件成形模具，其特征在于，所述下粉末成型层的厚度需满足h≥1/2H，h为下粉末成型层的厚度，H为上粉末成型层厚度的H。

3.根据权利要求1或2所述的一种内部控型热等静压零件成形模具，其特征在于，所述型芯为管状型芯，所述管状型芯的壁厚需满足1/10L≤t≤3/10L，t为管状型芯的壁厚，L为圆形基块的半径减去管状型芯的半径。

4.根据权利要求3所述的一种内部控型热等静压零件成形模具，其特征在于，所述成型包套的中部设有供所述型芯的端部插入并固定的连通孔。

5.根据权利要求4所述的一种内部控型热等静压零件成形模具，其特征在于，所述成型包套边角采用圆角过渡。

6.一种内部控型热等静压零件成形方法，采用了如权利要求1至5任意一项所述的内部控型热等静压零件成形模具，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过所述粉末填充口向所述成型模腔内填充粉末颗粒；

S2、通过所述粉末填充口对所述成型模腔内部抽真空，然后密封所述粉末填充口；

S3、将所述内部控型零件热等静压成形模具放入热等静压炉中进行热等静压；

S4、将热等静压获得的没有连通孔隙的压坯通过机加工或酸浸的方法去除圆形基块、成型包套、控型模具和型芯得到零件；

S5、对所述零件进行修整和表面处理，得到最终的成形零件。

7.根据权利要求6所述的一种内部控型零件热等静压成形方法，其特征在于，步骤S4和步骤S5之间包括步骤S4’：将步骤S4中得到的零件放入所述热等静压炉中再次进行热等静压，热等静压的温度、压力均有所提升。

8.根据权利要求7所述的一种内部控型零件热等静压成形方法，其特征在于，将步骤S4’得到的零件进行去应力退火。

9.根据权利要求6所述的一种内部控型零件热等静压成形方法，其特征在于，步骤S2中，采用振动装粉的方式填充粉末颗粒，初始装粉的密度需≥65％。

10.根据权利要求6所述的一种内部控型零件热等静压成形方法，其特征在于，步骤S1之间包括步骤S0：对零件进行结构分析，根据粉末收缩率确定粉末用量、下粉末成型层的厚度和上粉末成型层厚度，确定圆形基块和控型模具的相对位置，并得到圆形基块、成型包套、控型模具和型芯的模型，然后将模型导入有限元软件中进行仿真，根据数值模拟结果进一步优化圆形基块、成型包套、控型模具和型芯结构，直到获得满足要求的零件几何精度模拟结果，然后根据模拟结果通过机械加工的方式制备圆形基块、成型包套、控型模具和型芯，将圆形基块和成型包套进行表面抛光清洗处理，以去除材料表面的油污和杂质，然后将圆形基块、成型包套、控型模具和型芯进行装配。