本實(shí)用新型涉及一種樣品的成型裝置，具體涉及一種用于陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試用樣品的成型裝置。

背景技術(shù)：

陶瓷彎曲強(qiáng)度是陶瓷材料的一項(xiàng)重要力學(xué)性能指標(biāo)，按《精細(xì)陶瓷高溫彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法》，樣品的尺寸為4 mm×3 mm×(40-50)mm，大多數(shù)陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試樣品制備是在大塊陶瓷樣品上通過機(jī)械加工的方法切割出長(zhǎng)條狀芯塊，如文獻(xiàn)《電弧熔煉合成Ti_3SiC_2_TiC復(fù)合物的微觀組織和高溫彎曲強(qiáng)度》、《真空中多孔氮化硅的高溫彎曲強(qiáng)度》所描述的彎曲強(qiáng)度測(cè)試方法。大多數(shù)陶瓷芯塊呈脆性，硬度高，強(qiáng)度低，加工成品率低，因此制備成本高。陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試用芯塊也可先設(shè)計(jì)出用于陶瓷成型的模具，用鋼模成型方法制備出陶瓷生坯，再把生坯放到燒結(jié)爐中燒結(jié)，制得陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試用樣品。

由于彎曲強(qiáng)度測(cè)試用樣品呈細(xì)長(zhǎng)狀，制備比較困難，使用常規(guī)模具成型則會(huì)出現(xiàn)生坯斷裂，掉邊掉角等缺陷，樣品在燒結(jié)時(shí)易發(fā)生變形、后期加工量大。在前期試驗(yàn)中，使用常規(guī)模具單向壓制成型時(shí)，制得芯塊易出現(xiàn)掉邊掉角現(xiàn)象，由于生坯密度不均勻，芯塊在燒結(jié)過程中發(fā)生嚴(yán)重彎曲變形，后期的加工非常困難，易出現(xiàn)芯塊斷裂現(xiàn)象，這是由于生坯模具設(shè)計(jì)不合理造成的。因此模具的結(jié)構(gòu)是影響彎曲強(qiáng)度測(cè)試用樣品制備成功與否的關(guān)鍵。但到目前為止沒有用于彎曲強(qiáng)度測(cè)試芯塊制備的專用模具，用常規(guī)模具制得的生坯在燒結(jié)時(shí)樣品易發(fā)生彎曲變形，樣品尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸存在偏差會(huì)影響彎曲測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，以致無法得到準(zhǔn)確的彎曲強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：常規(guī)模具制得的生坯在燒結(jié)時(shí)樣品易發(fā)生彎曲變形，樣品尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸存在偏差會(huì)影響彎曲測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，以致無法得到準(zhǔn)確的彎曲強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果，目的在于提供解決上述問題的一種用于陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試用樣品的成型裝置。

本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試用樣品的成型裝置，包括底座和模具，所述模具包括放置在底座上且具有樣品通槽的陰模，底端與底座連接且頂端位于樣品通槽內(nèi)的下沖頭，以及底端位于樣品通槽內(nèi)的上沖頭。

通過上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使生坯在成型時(shí)上下表面受力均勻，可方便的制備出陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試用生坯，該生坯的燒結(jié)芯塊無彎曲與扭曲現(xiàn)象，表面光潔度好，因而該芯塊可直接用于彎曲強(qiáng)度測(cè)試。

進(jìn)一步，所述底座包括彈性裝置，固定在彈性裝置頂端的陰模支撐裝置，以及保證陰模支撐裝置在豎直方向上做直線運(yùn)動(dòng)的陰模支撐臺(tái)。通過上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置，在成型時(shí)陰?？缮舷赂?dòng)，更好地使生坯上下兩面受力相同，進(jìn)而使生坯的表面密度更加均勻。

為了能使陰模支撐裝置做直線上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而保證陰模移動(dòng)的穩(wěn)定性，所述陰模支撐臺(tái)為具有槽體的臺(tái)體，該彈性裝置設(shè)置在該槽體內(nèi)，該槽體頂端具有限定陰模支撐裝置移動(dòng)方向的導(dǎo)孔。

為了能有效調(diào)整彈性裝置在槽體內(nèi)的位置，進(jìn)而促使彈性裝置上的陰模支撐臺(tái)能夠有效對(duì)陰模進(jìn)行支撐，進(jìn)而使陰模支撐臺(tái)與陰模之間存在間隙，方便調(diào)整下沖頭位于，所述槽體為通槽，該槽體底端螺紋連接有安裝座。

為了避免陰模支撐裝置移出導(dǎo)孔，導(dǎo)致陰模運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定，所述陰模支撐裝置底端設(shè)置有限位塊。

優(yōu)選地，所述陰模支撐裝置呈桿狀結(jié)構(gòu)，陰模支撐裝置的數(shù)量為四個(gè)，該四個(gè)陰模支撐裝置在底座內(nèi)對(duì)稱設(shè)置。

優(yōu)選地，所述樣品通槽的形狀與樣品形狀相匹配，所述下沖頭頂端和上沖頭底端的形狀與樣品通槽的形狀相匹配。

所述下沖頭的底面和上沖頭的頂面上均設(shè)置有倒角件。通過上述倒角件的設(shè)置可壓制出帶倒角的生坯，該生坯經(jīng)燒結(jié)后，可不經(jīng)過機(jī)加工，直接用于陶瓷材料的彎曲強(qiáng)度測(cè)試，制備更加簡(jiǎn)便。

進(jìn)一步，所述倒角件的縱向截面呈三角形，該三角形的長(zhǎng)邊為直線或弧線。

由于不同的粉料松裝密度有差別，所述下沖頭與底座之間還設(shè)置有墊片，本實(shí)用新型通過墊片來調(diào)整下沖頭的位置，進(jìn)而有效調(diào)整裝粉量。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本實(shí)用新型與常規(guī)模具單面壓制相比，生坯在成型時(shí)上下表面受力更加均勻，進(jìn)而使生坯的密度均勻，避免了芯塊燒結(jié)變形的問題；

2、本實(shí)用新型制備出的生坯密度均勻性好，在燒結(jié)過程中不變形，燒結(jié)毛坯接近標(biāo)準(zhǔn)樣件，光面光潔度好，可直接進(jìn)行彎曲強(qiáng)度測(cè)試；

3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的設(shè)置，不需機(jī)加工倒角，操作更加簡(jiǎn)便。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱：

1-樣品通槽，2-陰模，3-下沖頭，4-上沖頭，5-彈性裝置，6-陰模支撐裝置，7-陰模支撐臺(tái)，8-安裝座，9-倒角件，10-墊片。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)用新型一種用于陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試用樣品的成型裝置，包括底座和模具，所述模具包括放置在底座上且具有樣品通槽1的陰模2，底端與底座連接且頂端位于樣品通槽1內(nèi)的下沖頭3，以及底端位于樣品通槽1內(nèi)的上沖頭4。

采用本實(shí)用新型的裝置進(jìn)行樣品的生胚制作時(shí)，只需將陰模2放置到底座上，然后將下沖頭3放置到樣品通槽1內(nèi)，使底座對(duì)下沖頭3底端進(jìn)行支撐，然后在下沖頭3頂端的樣品通槽1內(nèi)放入粉料，然后將上沖頭4底端伸入樣品通槽1內(nèi)，并對(duì)樣品通槽1施加壓力，進(jìn)而對(duì)粉料進(jìn)行壓制，即可有效制成樣品生胚。

在本實(shí)用新型中，為了能使操作更加簡(jiǎn)便，可以將樣品通槽1的形狀設(shè)置為與樣品形狀相匹配，同時(shí)，下沖頭3頂端和上沖頭4底端的形狀與樣品通槽1的形狀相匹配，通過上述設(shè)置可使壓制后的粉料形成與測(cè)試用樣品形狀相一致的生胚，減少后期切割等工序。

同時(shí)，如圖1和圖2所示，為了方便樣品測(cè)試時(shí)的安裝，所述下沖頭的頂面和上沖頭的底面上均設(shè)置有倒角件9。通過該倒角件9的設(shè)置即可有效在壓制生胚過程中，使生胚上直接形成倒角，減少樣品的機(jī)加工工序，進(jìn)一步使樣品制作的操作更加簡(jiǎn)便。因倒角處的切割面可以是平面，也可以是弧面，因而，本實(shí)用新型中該倒角件9的縱向截面設(shè)置成三角形，且該三角形的長(zhǎng)邊優(yōu)選為直線或弧線，進(jìn)而可有效將生胚的倒角面制備成平面或弧面。

眾所周知，倒角均是位于樣品的端部，因本實(shí)用新型中陶瓷彎曲強(qiáng)度測(cè)試用樣品主要呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，因而本實(shí)施例中該倒角件9位于端面的長(zhǎng)邊位置處，即，該下沖頭頂面的兩條長(zhǎng)邊上分別設(shè)置有一個(gè)倒角件9，該上沖頭底面的兩條長(zhǎng)邊上也分別設(shè)置有一個(gè)倒角件9，如圖2所示。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例優(yōu)化了底座的結(jié)構(gòu)，使制作出的生胚密度更加均勻，避免生胚燒結(jié)過程中變形的問題。本實(shí)施例的具體設(shè)置如下：

所述底座包括陰模支撐臺(tái)7、彈性裝置5和陰模支撐裝置6。

本實(shí)施例中該陰模支撐臺(tái)7為具有通槽的臺(tái)體，該彈性裝置5為彈簧，該陰模支撐裝置6為桿狀結(jié)構(gòu)。

所述陰模支撐裝置6的數(shù)量可以設(shè)置為多個(gè)，本實(shí)施例中優(yōu)選為四個(gè)，因而本實(shí)施例中該彈簧的數(shù)量以及臺(tái)體內(nèi)通槽的數(shù)量也分別設(shè)置為四個(gè)，每個(gè)通槽內(nèi)設(shè)置一個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧上安裝一個(gè)陰模支撐裝置6。上述四個(gè)陰模支撐裝置6在底座內(nèi)對(duì)稱設(shè)置，如圖1所示。

進(jìn)一步地，所述通槽頂端還具有導(dǎo)孔，通過導(dǎo)孔的設(shè)置保證了陰模支撐裝置6在豎直方向上做直線運(yùn)動(dòng)，且每個(gè)陰模支撐裝置6的底端還設(shè)置有限位塊，進(jìn)而避免陰模支撐裝置6移出，進(jìn)而有效提高了陰模2移動(dòng)的穩(wěn)定性。

為了能有效使陰模支撐裝置6上放置陰模2時(shí)，該陰模2與陰模支撐臺(tái)7之間存在間隙，該通槽底端螺紋連接有安裝座8。通過安裝座8的設(shè)置即可有效調(diào)整彈簧在通槽內(nèi)的位置，進(jìn)而調(diào)整陰模支撐裝置6的高度，使其能完全支撐陰模4的重量。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例1或?qū)嵤├?的區(qū)別在于：本實(shí)施例中所述下沖頭3與底座之間還設(shè)置有墊片10，如圖1所示。通過墊片10的設(shè)置有效適用于不同松裝密度的粉料進(jìn)行生胚的壓制。

采用本實(shí)施例的裝置進(jìn)行UO₂樣品和ZrO₂樣品制備的具體實(shí)現(xiàn)過程分別如下：

稱取UO₂粉末，加入0.5%的粘結(jié)劑，混料，烘干，制粒，把模具放置于底座上，陰模支撐裝置6支撐陰模2，在陰模支撐臺(tái)7上放置墊片10，用墊片10調(diào)節(jié)下沖頭3的位置，上沖頭4和下沖頭3壓制面長(zhǎng)邊有45度倒角，把下沖頭3底端放置于墊片10上，下沖頭3頂端放置于陰模2的樣品通槽1中，填粉，粉料鋪平，裝上上沖頭4。用液壓機(jī)在300MPa的成型壓力下進(jìn)行壓制，保壓10秒，壓制結(jié)束后，把模具翻轉(zhuǎn)，放置于陰模支撐裝置6上，在下沖頭3外套上脫模套，在液壓機(jī)壓力下脫模，制得長(zhǎng)條狀生坯。生坯在氫氣燒結(jié)爐中脫脂，燒結(jié)制得用于UO₂彎曲強(qiáng)度測(cè)試用的樣品。

稱取一定的ZrO₂粉末，加入0.5%的粘結(jié)劑，混料，烘干，制粒，把模具放置于底座上，陰模支撐裝置6支撐陰模2，在陰模支撐臺(tái)7上放置墊片10，用墊片10調(diào)節(jié)下沖頭3的位置，上沖頭4和下沖頭3壓制面長(zhǎng)邊有圓角，把下沖頭3底端放置于墊片10上，下沖頭3頂端放置于陰模2的樣品通槽1中，填粉，粉料鋪平，裝上上沖頭。用液壓機(jī)在200MPa的成型壓力下進(jìn)行壓制，保壓10秒，壓制結(jié)束后，把模具翻轉(zhuǎn)，放置于陰模支撐裝置6上，在下沖頭3外套上脫模套，在液壓機(jī)壓力下脫模，制得長(zhǎng)條狀生坯。生坯在氫氣燒結(jié)爐中脫脂，燒結(jié)制得用于ZrO₂彎曲強(qiáng)度測(cè)試用的樣品。

采用本實(shí)施例中上述方法制成的樣品不用加工即可直接用于彎曲強(qiáng)度測(cè)試。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。