專利名稱：一種超大規格高孔密度蜂窩陶瓷模具的制備方法
技術領域：
本發明涉及特種陶瓷生產用模具的制作領域，具體為一種超大規格高孔密度蜂窩陶瓷模具的制備方法。
背景技術：
隨著機動車環保等級的不斷提升，近幾年柴油發動機的國三、國四排放法規也在我國各大城市陸續頒布。目前柴油車尾氣后處理路徑主要分為兩種方案(如圖I、圖2所示)。在這兩種方案中，DPF顆粒捕集系統需要用到壁流式蜂窩陶瓷過濾體，SCR系統中要用到催化劑載體，而由于柴油發動機一般都是大馬力高排量的，所以所用的蜂窩陶瓷也都是大規格的，一般產品的直徑都在150-450mm之間，孔密度在100目到400目之間。 按照傳統的制作蜂窩陶瓷模具(如圖3所示)的工藝，在保證15MPa成型壓力的前提下，通常100目的模具的最大直徑只能達到220mm，200目模具的最大直徑只能達到200mm, 300目模具的最大直徑只能達到180mm, 400目模具的最大直徑只能達到150mm。由此，傳統的制作蜂窩陶瓷模具的工藝已經不能滿足柴油車用大規格高孔密度蜂窩陶瓷載體的需要。

發明內容
本發明所解決的技術問題在于提供一種超大規格高孔密度蜂窩陶瓷模具的制備方法。該方法通過在傳統的蜂窩陶瓷模具前面加上一塊導泥孔板，加厚大規格高孔密度蜂窩陶瓷模具，達到給模具增強的目的；同時，把模具前段的導泥孔一分為二來制造，也大大的減少了模具前端導泥孔的深度，減小了加工小盲孔的難度，降低了加工深小盲孔過程中斷鉆頭的風險，可以大大的提升模具的制造效率；同時也可以提高模具前段導泥孔的垂直度，使模具的導泥孔與后端的切割槽中心定位更精確，從而提升模具的品質。本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現
一種超大規格高孔密度蜂窩陶瓷模具的制備方法，具體制備步驟如下
(1)按照成型產品的規格(孔密度、格子壁厚、外形尺寸)，設定成型壓力，設計模具，所述模具包括一塊常規模具和一塊導泥孔板；
(2)按照模具設計，選擇模具鋼材，并按照設計要求，對兩塊模具鋼材的外形尺寸(直徑、厚度)等進行加工，并將端面用磨床精磨光滑；
(3)在兩塊模具坯件的邊沿非加工區域，用鉆孔打銷子的方式將兩塊模具坯件定位固定在一起;
(4)將固定好的兩塊模具坯件固定在數控機床上，固定時將導泥孔板朝上；
(5)在數控機床中按照模具設計要求進行打孔編程，并對組合好的兩塊模具坯件進行第一次打孔，此次打孔的深度為大于導泥孔板的厚度，小于導泥孔的深度；
(6)待第一次打孔完成后，在不移動常規模具坯件的前提下，移去已經打好通孔的導泥
板；(7)按照第一次完全一樣的打孔定位，修改第二次打孔深度，第二次打孔深度=導泥孔深度-第一次打孔深度，進行第二次打孔編程；
(8)對常規模具坯件進行第二次打盲孔作業；
(9)待第二次打孔完成后，取下常規模具坯件，將兩塊模具坯件一起放入熱處理爐中，進行硬化熱處理，熱處理溫度在600— 800度之間，處理后的坯件強度在洛氏硬度30—60HRC之間；
(10)將熱處理好的常規模具坯件，固定在火花放電切割機床上，按照模具設計要求對常規模具坯件盲孔未通面進行導泥槽的線切割加工，使導泥槽與盲孔貫通； (11)待導泥槽切割完成后，將常規模具取下，按照步驟(3)的方式將導泥孔板和常規模具固定在一起，完成整個模具的制造。與現有技術相比，本發明的有益效果是
本發明工藝能制造出孔密度<600目、壁厚> O. 1mm、最大直徑< 500mm的高孔密度、薄壁、成型壓力大于15MPa的超大規格蜂窩陶瓷模具。


圖I為目前柴油車尾氣后處理方案一的示意圖。圖2為目前柴油車尾氣后處理方案二的示意圖。圖3為傳統的蜂窩陶瓷模具的結構示意圖。圖4為本發明制備的蜂窩陶瓷模具的結構示意圖。圖中1導泥槽、2導泥孔、3導泥孔板。
具體實施例方式為了使本發明的技術手段、創作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本發明。實施例I
制造產品直徑0350mm、格子壁厚O. 18mm、孔密度300目、擠出壓力大于15Mpa蜂窩陶瓷模具。(I)選用兩塊圓形SKDll模具鋼，通過車床和磨床分別加工成，0480mm厚度20mm的模具還件，和0480mm厚度18_的導泥板還件。(2)將以上兩塊坯件重疊在一起，在坯件直徑線上離坯件邊沿5mm的兩點，用絲頭攻絲，然后用螺絲將兩坯件固定在一起。(3)將固定好的兩坯件，按照導泥板朝上的方向固定在精密鉆床上，以坯件圓心位為定位點，按照模具設計方案(產品直徑350mm、300目、格子壁厚O. 18mm、產品收縮率7%)，對鉆床進行第一次打孔編程打孔范圍坯件中心直徑380mm的圓內，孔排列形態均勻的矩陣排列，孔中心間距3. 15mm,打孔深度為20mm,孔直徑為I. 3mm。(4)編號程后，啟動精密鉆床，進行第一次打孔，打孔過程為了確保所打孔的均勻性，每支鉆頭打孔數量根據所選鉆頭的質量，控制在50個孔以內為佳，按編程打孔完成后，換上新鉆頭對所打孔按照相同程序再校一次孔。(5)第一次打孔完成后，在確保底下模具坯件定位不變的前提下，松開兩塊坯件連接螺絲，取走上面打好孔的導泥板。(6)不改變打孔定位坐標，修改第二次打孔編程打孔范圍坯件中心直徑380_的圓內，孔排列形態均勻的矩陣排列，孔中心間距3. 15mm,打孔深度為13_，孔直徑為I. 3mm。編程完成后啟動精密打孔機進行第二次打孔，第二次打孔的操作方式與第一次打孔一樣。(7)第二次打孔完成后，再次用螺絲將兩坯件固定在一起，在650°C的溫度下，進行24小時的熱處理，使模具硬度達到HRC45度。(8)將模具坯件固定在精密電火花切割機床上，同樣以坯件圓心位為定位點，切割方向與打孔的矩陣延伸方向平行，切割絲用O. 15mm的鑰絲，線切割編程如下切割間距I. 577mm，切割槽寬0. 194mm，切割深度5. 5mm，走絲速度5m/s。完成編程和定位后，啟動切割機進行第一次導泥槽線切割加工，第一次加工完成后，也應更換新的切割絲，按照相同的程序對切割進行一次修整。 (9)第一次切割完成后，將模具坯件旋轉90度，再按照步驟8) —樣的方法進行定位程序設定進行第二次切割加工。(10)待導泥槽切割完成后，再次用螺絲將導泥板和模具板固定，完成整個模具制作。實施例2
制造0450mm、格子壁厚O. 22mm、孔密度200目、擠出壓力大于15Mpa蜂窩陶瓷模具。(I)選用兩塊圓形SKD61模具鋼,通過車床和磨床,加工成0600mm厚度22mm的模具還件，和0600mm厚度20mm的導泥板還件。(2)將以上兩塊坯件重疊在一起，在坯件直徑線上離坯件邊沿5mm的兩點，用絲頭攻絲，然后用螺絲將兩坯件固定在一起。(3)將固定好的兩坯件，按照導泥板朝上的方向固定在精密鉆床上，以坯件圓心位為定位點，按照模具設計方案(產品直徑450mm、200目、格子壁厚O. 22mm、產品收縮率5%)，對鉆床進行第一次打孔編程打孔范圍坯件中心直徑500mm的圓內，孔排列形態均勻的矩陣排列，孔中心間距3. 782mm,打孔深度為22mm,孔直徑為I. 5mm。(4)編號程后，啟動精密鉆床，進行第一次打孔，打孔過程為了確保所打孔的均勻性，每支鉆頭打孔數量根據所選鉆頭的質量，控制在50個孔以內為佳，按編程打孔完成后，換上新鉆頭對所打孔按照相同程序再校一次孔。(5)第一次打孔完成后，在確保底下模具坯件定位不變的前提下，松開兩塊坯件連接螺絲，取走上面打好孔的導泥板。(6)不改變打孔定位坐標，修改第二次打孔編程打孔范圍坯件中心直徑500mm的圓內，孔排列形態均勻的矩陣排列，孔中心間距3. 782mm,打孔深度為15mm，孔直徑為I. 5mm。編程完成后啟動精密打孔機進行第二次打孔，第二次打孔的操作方式與第一次打孔一樣。(7)第二次打孔完成后，再次用螺絲將兩坯件固定在一起，在680°C的溫度下，進行24小時的熱處理，使模具硬度達到HRC48度。(8)將模具坯件固定在精密電火花切割機床上，同樣以坯件圓心位為定位點，切割方向與打孔的矩陣延伸方向平行，切割絲用O. 18mm的鑰絲，線切割編程如下切割間距I.891mm，切割槽寬0. 232mm，切割深度5. 5mm，走絲速度5m/s。完成編程和定位后，啟動切割機進行第一次導泥槽線切割加工，第一次加工完成后，也應更換新的切割絲，按照相同的程序對切割進行一次修整。(9)第一次切割完成后，將模具坯件旋轉90度，再按照步驟8) —樣的方法進行定位程序設定進行第二次切割加工。(10)待導泥槽切割完成后，再次用螺絲將導泥板和模具板固定，完成整個模具制作。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明的要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種超大規格高孔密度蜂窩陶瓷模具的制備方法，其特征是，具體制備步驟如下 (1)按照成型產品的規格，設定成型壓力，設計模具，所述模具包括一塊常規模具和一塊導泥孔板； (2)按照模具設計，選擇模具鋼材，并按照設計要求，對兩塊模具鋼材的外形尺寸進行加工，并將端面用磨床精磨光滑； (3)在兩塊模具坯件的邊沿非加工區域，用鉆孔打銷子的方式將兩塊模具坯件定位固定在一起; (4)將固定好的兩塊模具坯件固定在數控機床上，固定時將導泥孔板朝上； (5)在數控機床中按照模具設計要求進行打孔編程，并對組合好的兩塊模具坯件進行第一次打孔，此次打孔的深度為大于導泥孔板的厚度，小于導泥孔的深度； (6)待第一次打孔完成后，在不移動常規模具坯件的前提下，移去已經打好通孔的導泥板； (7)按照第一次完全一樣的打孔定位，修改第二次打孔深度，第二次打孔深度=導泥孔深度-第一次打孔深度，進行第二次打孔編程； (8)對常規模具坯件進行第二次打盲孔作業； (9)待第二次打孔完成后，取下常規模具坯件，將兩塊模具坯件一起放入熱處理爐中，進行硬化熱處理，熱處理溫度在600— 800度之間，處理后的坯件強度在洛氏硬度30—60HRC之間； (10)將熱處理好的常規模具坯件，固定在火花放電切割機床上，按照模具設計要求對常規模具坯件盲孔未通面進行導泥槽的線切割加工，使導泥槽與盲孔貫通； (11)待導泥槽切割完成后，將常規模具取下，按照步驟(3)的方式將導泥孔板和常規模具固定在一起，完成整個模具的制造。
全文摘要
一種超大規格高孔密度蜂窩陶瓷模具的制備方法，該方法通過在傳統的蜂窩陶瓷模具前面加上一塊導泥孔板，加厚大規格高孔密度蜂窩模具，達到給模具增強的目的；同時，把模具前段的導泥孔一分為二來制造，也大大的減少了模具前端導泥孔的深度，減小了加工小盲孔的難度，降低了加工深小盲孔過程中斷鉆頭的風險，可以大大的提升模具的制造效率；同時也可以提高模具前段導泥孔的垂直度，使模具的導泥孔與后端的切割槽中心定位更精確，從而提升模具的品質。本發明工藝能制造出孔密度≤600目、壁厚≥0.1mm、最大直徑≤500mm的高孔密度、薄壁、成型壓力大于15MPa的超大規格蜂窩陶瓷模具。
文檔編號B23P15/24GK102862037SQ20121034278
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者彭紅, 李少榮 申請人:李少榮