本发明涉及匣钵成型,尤其是一种石墨匣钵成型模具以及成型工艺。
背景技术:
1、石墨匣钵是一种耐高温的耐火材料,具有耐火度高、导热系数高等特点。它在许多领域都有广泛的应用,如锂电池,磷酸铁锂材料烧结等。在这些应用中,石墨匣钵主要作为负极材料粉料的容器,放入石墨化炉加热,使负极材料达到石墨化与提纯的作用。
2、然而,石墨匣钵的生产流程较为复杂,需经过原料准备、成型、干燥、烧结、表面处理等多个环节。其中,成型是石墨匣钵生产的关键环节,主要可分为等静压成型冷压成型和模压成型两类。等静压成型的石墨匣钵具有各向同性的特点,其还具有良好的耐热性,而且均匀性好,导热性能和导电性能良好,但外形尺寸和形状难以保证,成型后焙烧周期长;模压成型的石墨匣钵具有较高的密度,以及良好的抗折强度和抗压强度,但模压成型的石墨匣钵电阻较高,密度分布不均匀,使用过程中容易发生开裂,导致生产成本升高。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种能实现多种成型工艺;并且操作简便,便于脱模的石墨匣钵成型模具。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:石墨匣钵成型模具,包括底座;所述底座上方设置有脱模装置;所述脱模装置两侧均设置有通过升降装置驱动上下移动的升降块;
3、所述脱模装置上方设置有成型底座;所述成型底座上方设置有外模框;所述外模框内设置有中模框;所述中模框内设置有模芯;
4、所述成型底座具有成型模腔以及与外模框匹配的安装槽;所述成型底座内设置有为成型模腔加热的第一加热装置;
5、所述外模框内壁内设置有为外模框内壁加热的第二加热装置;具体的,所述外模框内壁具有环形内腔;所述环形内腔内设置有为外模框内壁加热的第二加热装置;所述外模框上端设置有密封环形内腔的环形密封盖;
6、所述中模框的外表面与外模框的内腔匹配;所述中模框上端设置有法兰;所述法兰两端的两个对侧面上均设置有第一限位结构;
7、所述法兰上方设置有第一环形支架;法兰下方设置有第二环形支架;所述第一环形支架与第二环形支架之间设置有支撑柱;所述支撑柱穿过法兰;所述法兰上下表面均设置有调解螺母;所述调节螺母与支撑柱螺纹配合;
8、所述模芯外表面与中模框的内腔匹配;所述模芯上端设置有连接架;所述连接架下端与模芯连接;所述连接架上端的两个相对侧面均设置有第二限位结构;
9、所述升降块上设置有可以横向伸缩的定位结构;具体的,所述升降块上设置有横向移动块;所述升降块与横向移动块之间设置有横向伸缩装置;所述横向移动块一侧面上设置有定位结构;所述第一限位结构以及第二限位结构均与定位结构匹配。
10、进一步的,所述升降装置包括驱动丝杆;所述驱动丝杆两侧均设置有导向柱;所述驱动丝杆下端设置有驱动装置;
11、所述驱动丝杆以及导向柱上端均穿过升降块;所述驱动丝杆与升降块螺纹配合。
12、进一步的,所述脱模装置包括限位框;所述限位框与底座之间设置有支撑腿;所述限位框下方设置有电动推杆;
13、所述限位框具有内腔;内腔内设置有推板;所述推板上方设置有限位板;所述限位板上设置有顶杆;所述顶杆上套装有弹簧;
14、所述成型底座位于限位框上方且与限位框固定连接;所述顶杆上端插入到成型底座,且延伸到成型模腔底面;所述弹簧位于限位板与成型底座之间;所述限位框下方设置有推动推板上下移动的电动推杆。
15、进一步的,所述模芯具有内腔;所述模芯内腔内设置有中心模块;所述中心模块外表面与模芯内腔之间具有间隙;所述间隙内设置有第三加热装置;所述中心模块下端设置有第四加热装置;所述中心模块上端与模芯上端固定连接。
16、进一步的,所述中心模块为中空结构;且采用隔热材料制作;所述中心模块具有内腔,内腔底部设置有贯穿到模芯底部的压力阀。
17、进一步的,所述连接架包括与模芯上端连接的第一连接头;所述第一连接头上方设置有定位块;所述第一连接头与定位块之间设置有连接柱;所述定位块上表面设置有第二连接头;所述定位块两个端面均设置有第二限位结构。
18、进一步的,所述定位结构采用定位柱;所述第一限位结构以及第二限位结构均采用与定位柱匹配的限位孔。
19、进一步的,所述横向移动块一侧面的两端均设置有横向导柱;所述横向导柱穿过升降块。
20、进一步的,所述成型底座的外表面、外模框的外表面均设置有隔热层;
21、所述第一加热装置、第二加热装置、第三加热装置以及第四加热装置均包括导热片以及换热管;所述换热管穿过导热片。
22、本发明还公开了一种石墨匣钵成型工艺,采用上述石墨匣钵成型模具;还包括以下步骤:
23、s1、将石墨匣钵成型模具安装在压力机的下工作面上,所述压力机可以采用热压机或者液压机;通过升降装置使得升降块移动到指定高度;横向移动块与中模框上的第一限位结构对齐;使得横向移动块上的定位结构与第一限位结构连接;
24、启动升降装置,使得升降块向上移动,使得中模框向上移动;中模框移动到指定高度,制动升降装置;
25、s2、将模芯上端的连接架与压力机上工作面连接;通过压力机使得模芯向上移动,直到模芯从中模框中抽出;
26、s3、从中模框上端向外模框与成型底座形成的模腔内加入定量的成型粉料;所述成型粉料包括粘接剂以及石墨粉料;
27、s4、通过压力机使得模芯向下移动,直到模芯下端与模腔内的成型粉料接触;启动第一加热装置、第二加热装置以及第四加热装置;使得模腔内的成型粉料中的粘接剂达到熔融状态;
28、s5、通过压力机使得模芯继续向下移动,直到模芯下端与成型模腔之间的间距为石墨匣钵底部设定厚度;模芯、中模框、成型底座以及外模框形成成型腔;此时模芯对模腔内的成型粉料施加压力,使得成型粉料受到挤压充满整个成型腔;启动第三加热装置;
29、56、石墨匣钵成型模具静置设定时间后,直到石墨匣钵热固成型;关闭第一加热装置、第二加热装置、第三加热装置以及第四加热装置;
30、s7、启动横向伸缩装置使得定位结构与第一限位结构解除连接;将所述第一环形支架与压力机上工作面连接;启动压力机,通过压力机将模芯以及中模框抽出外模框;
31、s8、启动脱模装置,通过脱模装置实现石墨匣钵的脱模。
32、本发明的有益效果是:本发明所述的石墨匣钵成型模具以及成型工艺,具有以下优点:
33、1、石墨匣钵成型模具能够实现多种变形,从而能够适用于石墨匣钵的多种成型工艺;并且操作简便;
34、2、石墨匣钵成型模具内通过设置多个加热装置,能够实现石墨匣钵成型过程中,成型料的均匀加热;减少热应力对石墨匣钵成型的影响;
35、3、石墨匣钵成型模具底部设置有脱模装置,能够实现自动脱模;便于操作;
36、4、本发明所述的石墨匣钵成型工艺为热压成型工艺,能够使得石墨粉料与粘结剂混合后可一次成型,操作便捷,可降低生产成本;提高生产效率,保证产品质量。
1.石墨匣钵成型模具,其特征在于:包括底座(100);所述底座(100)上方设置有脱模装置(200);所述脱模装置(200)两侧均设置有通过升降装置驱动上下移动的升降块(400);
2.如权利要求1所述的石墨匣钵成型模具,其特征在于:所述升降装置包括驱动丝杆(120);所述驱动丝杆(120)两侧均设置有导向柱(110);所述驱动丝杆(120)下端设置有驱动装置(121);
3.如权利要求1所述的石墨匣钵成型模具,其特征在于:所述脱模装置(200)包括限位框(210);所述限位框(210)与底座(100)之间设置有支撑腿;
4.如权利要求1所述的石墨匣钵成型模具,其特征在于:所述外模框(500)内壁具有环形内腔(510);所述环形内腔(510)内设置有为外模框(500)内壁加热的第二加热装置(520);所述外模框(500)上端设置有密封环形内腔(510)的环形密封盖(530)。
5.如权利要求1所述的石墨匣钵成型模具,其特征在于:所述升降块(400)上设置有横向移动块(420);所述升降块(400)与横向移动块(420)之间设置有横向伸缩装置(410);所述横向移动块(420)一侧面上设置有定位结构(422);所述横向移动块(420)一侧面的两端均设置有横向导柱(421);所述横向导柱(421)穿过升降块(400)。
6.如权利要求1所述的石墨匣钵成型模具,其特征在于:所述模芯(700)具有内腔;所述模芯(700)内腔内设置有中心模块(720);所述中心模块(720)外表面与模芯(700)内腔之间具有间隙;所述间隙内设置有第三加热装置(710);所述中心模块(720)下端设置有第四加热装置(721);所述中心模块(720)上端与模芯(700)上端固定连接。
7.如权利要求6所述的石墨匣钵成型模具,其特征在于:所述中心模块(720)为中空结构;且采用隔热材料制作;所述中心模块(720)具有内腔,内腔底部设置有贯穿到模芯(700)底部的压力阀(730)。
8.如权利要求1所述的石墨匣钵成型模具,其特征在于:所述连接架(800)包括与模芯(700)上端连接的第一连接头(810);所述第一连接头(810)上方设置有定位块(820);所述第一连接头(810)与定位块(820)之间设置有连接柱(830);所述定位块(820)上表面设置有第二连接头(840);所述定位块(820)两个端面均设置有第二限位结构(821)。
9.如权利要求6所述的石墨匣钵成型模具,其特征在于:所述成型底座(300)的外表面、外模框(500)的外表面均设置有隔热层;
10.石墨匣钵成型工艺,其特征在于:采用如权利要求1至9中任意一项权利要求所述石墨匣钵成型模具;还包括以下步骤: