专利名称：一种超大规格高孔密度蜂窝陶瓷模具的制备方法
技术领域：
本发明涉及特种陶瓷生产用模具的制作领域，具体为一种超大规格高孔密度蜂窝陶瓷模具的制备方法。
背景技术：
随着机动车环保等级的不断提升，近几年柴油发动机的国三、国四排放法规也在我国各大城市陆续颁布。目前柴油车尾气后处理路径主要分为两种方案(如图I、图2所示)。在这两种方案中，DPF颗粒捕集系统需要用到壁流式蜂窝陶瓷过滤体，SCR系统中要用到催化剂载体，而由于柴油发动机一般都是大马力高排量的，所以所用的蜂窝陶瓷也都是大规格的，一般产品的直径都在150-450mm之间，孔密度在100目到400目之间。 按照传统的制作蜂窝陶瓷模具(如图3所示)的工艺，在保证15MPa成型压力的前提下，通常100目的模具的最大直径只能达到220mm，200目模具的最大直径只能达到200mm, 300目模具的最大直径只能达到180mm, 400目模具的最大直径只能达到150mm。由此，传统的制作蜂窝陶瓷模具的工艺已经不能满足柴油车用大规格高孔密度蜂窝陶瓷载体的需要。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种超大规格高孔密度蜂窝陶瓷模具的制备方法。该方法通过在传统的蜂窝陶瓷模具前面加上一块导泥孔板，加厚大规格高孔密度蜂窝陶瓷模具，达到给模具增强的目的；同时，把模具前段的导泥孔一分为二来制造，也大大的减少了模具前端导泥孔的深度，减小了加工小盲孔的难度，降低了加工深小盲孔过程中断钻头的风险，可以大大的提升模具的制造效率；同时也可以提高模具前段导泥孔的垂直度，使模具的导泥孔与后端的切割槽中心定位更精确，从而提升模具的品质。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现
一种超大规格高孔密度蜂窝陶瓷模具的制备方法，具体制备步骤如下
(1)按照成型产品的规格(孔密度、格子壁厚、外形尺寸)，设定成型压力，设计模具，所述模具包括一块常规模具和一块导泥孔板；
(2)按照模具设计，选择模具钢材，并按照设计要求，对两块模具钢材的外形尺寸(直径、厚度)等进行加工，并将端面用磨床精磨光滑；
(3)在两块模具坯件的边沿非加工区域，用钻孔打销子的方式将两块模具坯件定位固定在一起;
(4)将固定好的两块模具坯件固定在数控机床上，固定时将导泥孔板朝上；
(5)在数控机床中按照模具设计要求进行打孔编程，并对组合好的两块模具坯件进行第一次打孔，此次打孔的深度为大于导泥孔板的厚度，小于导泥孔的深度；
(6)待第一次打孔完成后，在不移动常规模具坯件的前提下，移去已经打好通孔的导泥
板；(7)按照第一次完全一样的打孔定位，修改第二次打孔深度，第二次打孔深度=导泥孔深度-第一次打孔深度，进行第二次打孔编程；
(8)对常规模具坯件进行第二次打盲孔作业；
(9)待第二次打孔完成后，取下常规模具坯件，将两块模具坯件一起放入热处理炉中，进行硬化热处理，热处理温度在600— 800度之间，处理后的坯件强度在洛氏硬度30—60HRC之间；
(10)将热处理好的常规模具坯件，固定在火花放电切割机床上，按照模具设计要求对常规模具坯件盲孔未通面进行导泥槽的线切割加工，使导泥槽与盲孔贯通； (11)待导泥槽切割完成后，将常规模具取下，按照步骤(3)的方式将导泥孔板和常规模具固定在一起，完成整个模具的制造。与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明工艺能制造出孔密度<600目、壁厚> O. 1mm、最大直径< 500mm的高孔密度、薄壁、成型压力大于15MPa的超大规格蜂窝陶瓷模具。
图I为目前柴油车尾气后处理方案一的示意图。图2为目前柴油车尾气后处理方案二的示意图。图3为传统的蜂窝陶瓷模具的结构示意图。图4为本发明制备的蜂窝陶瓷模具的结构示意图。图中1导泥槽、2导泥孔、3导泥孔板。
具体实施例方式为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。实施例I
制造产品直径0350mm、格子壁厚O. 18mm、孔密度300目、挤出压力大于15Mpa蜂窝陶瓷模具。(I)选用两块圆形SKDll模具钢，通过车床和磨床分别加工成，0480mm厚度20mm的模具还件，和0480mm厚度18_的导泥板还件。(2)将以上两块坯件重叠在一起，在坯件直径线上离坯件边沿5mm的两点，用丝头攻丝，然后用螺丝将两坯件固定在一起。(3)将固定好的两坯件，按照导泥板朝上的方向固定在精密钻床上，以坯件圆心位为定位点，按照模具设计方案(产品直径350mm、300目、格子壁厚O. 18mm、产品收缩率7%)，对钻床进行第一次打孔编程打孔范围坯件中心直径380mm的圆内，孔排列形态均匀的矩阵排列，孔中心间距3. 15mm,打孔深度为20mm,孔直径为I. 3mm。(4)编号程后，启动精密钻床，进行第一次打孔，打孔过程为了确保所打孔的均匀性，每支钻头打孔数量根据所选钻头的质量，控制在50个孔以内为佳，按编程打孔完成后，换上新钻头对所打孔按照相同程序再校一次孔。(5)第一次打孔完成后，在确保底下模具坯件定位不变的前提下，松开两块坯件连接螺丝，取走上面打好孔的导泥板。(6)不改变打孔定位坐标，修改第二次打孔编程打孔范围坯件中心直径380_的圆内，孔排列形态均匀的矩阵排列，孔中心间距3. 15mm,打孔深度为13_，孔直径为I. 3mm。编程完成后启动精密打孔机进行第二次打孔，第二次打孔的操作方式与第一次打孔一样。(7)第二次打孔完成后，再次用螺丝将两坯件固定在一起，在650°C的温度下，进行24小时的热处理，使模具硬度达到HRC45度。(8)将模具坯件固定在精密电火花切割机床上，同样以坯件圆心位为定位点，切割方向与打孔的矩阵延伸方向平行，切割丝用O. 15mm的钥丝，线切割编程如下切割间距I. 577mm，切割槽宽0. 194mm，切割深度5. 5mm，走丝速度5m/s。完成编程和定位后，启动切割机进行第一次导泥槽线切割加工，第一次加工完成后，也应更换新的切割丝，按照相同的程序对切割进行一次修整。 (9)第一次切割完成后，将模具坯件旋转90度，再按照步骤8) —样的方法进行定位程序设定进行第二次切割加工。(10)待导泥槽切割完成后，再次用螺丝将导泥板和模具板固定，完成整个模具制作。实施例2
制造0450mm、格子壁厚O. 22mm、孔密度200目、挤出压力大于15Mpa蜂窝陶瓷模具。(I)选用两块圆形SKD61模具钢,通过车床和磨床,加工成0600mm厚度22mm的模具还件，和0600mm厚度20mm的导泥板还件。(2)将以上两块坯件重叠在一起，在坯件直径线上离坯件边沿5mm的两点，用丝头攻丝，然后用螺丝将两坯件固定在一起。(3)将固定好的两坯件，按照导泥板朝上的方向固定在精密钻床上，以坯件圆心位为定位点，按照模具设计方案(产品直径450mm、200目、格子壁厚O. 22mm、产品收缩率5%)，对钻床进行第一次打孔编程打孔范围坯件中心直径500mm的圆内，孔排列形态均匀的矩阵排列，孔中心间距3. 782mm,打孔深度为22mm,孔直径为I. 5mm。(4)编号程后，启动精密钻床，进行第一次打孔，打孔过程为了确保所打孔的均匀性，每支钻头打孔数量根据所选钻头的质量，控制在50个孔以内为佳，按编程打孔完成后，换上新钻头对所打孔按照相同程序再校一次孔。(5)第一次打孔完成后，在确保底下模具坯件定位不变的前提下，松开两块坯件连接螺丝，取走上面打好孔的导泥板。(6)不改变打孔定位坐标，修改第二次打孔编程打孔范围坯件中心直径500mm的圆内，孔排列形态均匀的矩阵排列，孔中心间距3. 782mm,打孔深度为15mm，孔直径为I. 5mm。编程完成后启动精密打孔机进行第二次打孔，第二次打孔的操作方式与第一次打孔一样。(7)第二次打孔完成后，再次用螺丝将两坯件固定在一起，在680°C的温度下，进行24小时的热处理，使模具硬度达到HRC48度。(8)将模具坯件固定在精密电火花切割机床上，同样以坯件圆心位为定位点，切割方向与打孔的矩阵延伸方向平行，切割丝用O. 18mm的钥丝，线切割编程如下切割间距I.891mm，切割槽宽0. 232mm，切割深度5. 5mm，走丝速度5m/s。完成编程和定位后，启动切割机进行第一次导泥槽线切割加工，第一次加工完成后，也应更换新的切割丝，按照相同的程序对切割进行一次修整。(9)第一次切割完成后，将模具坯件旋转90度，再按照步骤8) —样的方法进行定位程序设定进行第二次切割加工。(10)待导泥槽切割完成后，再次用螺丝将导泥板和模具板固定，完成整个模具制作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种超大规格高孔密度蜂窝陶瓷模具的制备方法，其特征是，具体制备步骤如下 (1)按照成型产品的规格，设定成型压力，设计模具，所述模具包括一块常规模具和一块导泥孔板； (2)按照模具设计，选择模具钢材，并按照设计要求，对两块模具钢材的外形尺寸进行加工，并将端面用磨床精磨光滑； (3)在两块模具坯件的边沿非加工区域，用钻孔打销子的方式将两块模具坯件定位固定在一起; (4)将固定好的两块模具坯件固定在数控机床上，固定时将导泥孔板朝上； (5)在数控机床中按照模具设计要求进行打孔编程，并对组合好的两块模具坯件进行第一次打孔，此次打孔的深度为大于导泥孔板的厚度，小于导泥孔的深度； (6)待第一次打孔完成后，在不移动常规模具坯件的前提下，移去已经打好通孔的导泥板； (7)按照第一次完全一样的打孔定位，修改第二次打孔深度，第二次打孔深度=导泥孔深度-第一次打孔深度，进行第二次打孔编程； (8)对常规模具坯件进行第二次打盲孔作业； (9)待第二次打孔完成后，取下常规模具坯件，将两块模具坯件一起放入热处理炉中，进行硬化热处理，热处理温度在600— 800度之间，处理后的坯件强度在洛氏硬度30—60HRC之间； (10)将热处理好的常规模具坯件，固定在火花放电切割机床上，按照模具设计要求对常规模具坯件盲孔未通面进行导泥槽的线切割加工，使导泥槽与盲孔贯通； (11)待导泥槽切割完成后，将常规模具取下，按照步骤(3)的方式将导泥孔板和常规模具固定在一起，完成整个模具的制造。
全文摘要
一种超大规格高孔密度蜂窝陶瓷模具的制备方法，该方法通过在传统的蜂窝陶瓷模具前面加上一块导泥孔板，加厚大规格高孔密度蜂窝模具，达到给模具增强的目的；同时，把模具前段的导泥孔一分为二来制造，也大大的减少了模具前端导泥孔的深度，减小了加工小盲孔的难度，降低了加工深小盲孔过程中断钻头的风险，可以大大的提升模具的制造效率；同时也可以提高模具前段导泥孔的垂直度，使模具的导泥孔与后端的切割槽中心定位更精确，从而提升模具的品质。本发明工艺能制造出孔密度≤600目、壁厚≥0.1mm、最大直径≤500mm的高孔密度、薄壁、成型压力大于15MPa的超大规格蜂窝陶瓷模具。
文档编号B23P15/24GK102862037SQ20121034278
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者彭红, 李少荣 申请人:李少荣