一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐。本發(fā)明專利技術所設計的高低溫雙體真空熱壓燒結爐，含有不同加熱溫區(qū)的兩個爐體，分別為高溫區(qū)燒結爐(1)和低溫區(qū)燒結爐(2)；兩個爐子共用一套控制系統(tǒng)(3)、一套液壓?水冷系統(tǒng)(4)和一套真空系統(tǒng)(5)，其中連接的管道與真空系統(tǒng)外緣均有法蘭接口(7)，通過密封法蘭依次固定連接；兩個爐對應設計兩套變壓系統(tǒng)；所述真空系統(tǒng)(5)的管路上設有三通管道；所述三通管道的其中兩支分別與高溫區(qū)燒結爐(1)和低溫區(qū)燒結爐(2)相連。本發(fā)明專利技術實現(xiàn)了不同溫區(qū)燒結爐體的一體化，加熱均勻性好，控溫精準，節(jié)約投資成本的同時能夠滿足粉末冶金燒結過程中不同材料燒結制度對溫度和真空度的需求。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐
本專利技術涉及一種新型熱壓爐的設計制造領域，特別是涉及一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐。
技術介紹
真空熱壓燒結爐將真空/氣氛、熱壓成型、高溫燒結結合在一起，廣泛應用于硬質(zhì)合金、功能陶瓷、粉末冶金等新型材料在高溫、高真空條件下進行熱壓燒結，也可在充氣保護情況下熱壓成形燒結。如應用于透明陶瓷、工業(yè)陶瓷等金屬以及由難熔金屬組成的合金材料的真空燒結以及陶瓷材料的高溫燒結，也可用于粉末或壓坯在低于主要組分熔點溫度下的熱處理，目的在于通過顆粒間的冶金結合以提高其強度。熱壓燒結爐發(fā)熱體主要可以分為兩類：一類是難熔金屬或者其對應合金制成，但是其最佳工作溫區(qū)多低于1000℃，并且造價比較昂貴；另外一類是以石墨制備的發(fā)熱體，是目前被廣泛采用的一種發(fā)熱體，并且造價比較低廉，但是其可實現(xiàn)極限溫度高于1500℃,1000℃以下控溫不準。目前所設計的真空熱壓爐大多不能同時實現(xiàn)2000℃以下不同溫區(qū)的精確控溫，只能根據(jù)應用需求采購不同工作溫區(qū)的熱壓爐，增加投資成本的同時也提高了相應的人力成本。
技術實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術的不足，本專利技術提供了一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，克服不同溫區(qū)控溫精準度不同，投入成本過高的問題。該專利技術實現(xiàn)了不同溫區(qū)燒結爐體的一體化，加熱均勻性好，控溫精準，可以有效節(jié)約投資成本。同時本專利技術所設計的高低溫雙體真空熱壓燒結爐極大節(jié)約場地的使用。本專利技術在研發(fā)過程中，除了進行了軟件控制系統(tǒng)的集成外；還開發(fā)出了和控制系統(tǒng)相匹配的硬件設備。在研發(fā)時發(fā)現(xiàn)使用過程中要想那設定程序切換真空系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)是很難的；尤其是僅僅將兩臺設備機械的結合起來。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，含有不同加熱溫區(qū)的兩個爐體，分別為高溫區(qū)燒結爐(1)和低溫區(qū)燒結爐(2)；兩個爐子共用一套控制系統(tǒng)(3)、一套液壓-水冷系統(tǒng)(4)和一套真空系統(tǒng)(5)，其中連接的管道與真空系統(tǒng)外緣均有法蘭接口(7)，通過密封法蘭依次固定連接；兩個爐對應設計兩套變壓系統(tǒng)；所述真空系統(tǒng)(5)的管路上設有三通管道；所述三通管道的其中兩支分別與高溫區(qū)燒結爐(1)和低溫區(qū)燒結爐(2)相連；所述高溫區(qū)燒結爐(1)分為高溫區(qū)燒結爐爐蓋(11)和高溫區(qū)燒結爐爐體(12)；所述高溫區(qū)燒結爐爐蓋(11)上設有爐蓋進水口(11-1)、爐蓋出水口(11-2)、爐蓋測溫電偶(11-3)以及和真空系統(tǒng)(5)相連通的管道(11-4)；所述高溫區(qū)燒結爐爐體(12)上設有爐體進水口(12-1)、爐體出水口(12-2)、爐體測溫電偶(12-3)和爐腔觀察口(12-4)；所述低溫區(qū)燒結爐(2)分為低溫區(qū)燒結爐爐蓋(21)和低溫區(qū)燒結爐爐體(22)；所述低溫區(qū)燒結爐爐蓋(21)上設有低溫區(qū)燒結爐爐蓋進水口(21-1)、低溫區(qū)燒結爐爐蓋出水口(21-2)、低溫區(qū)燒結爐爐蓋測溫電偶(21-3)以及和真空系統(tǒng)(5)的相連通的第一管道(21-4)；所述低溫區(qū)燒結爐爐體(22)上設有低溫區(qū)燒結爐爐體進水口(22-1)、低溫區(qū)燒結爐爐體出水口(22-2)、低溫區(qū)燒結爐爐體測溫電偶(22-3)和低溫區(qū)燒結爐爐腔觀察口(22-4)。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，高溫區(qū)燒結爐爐體(12)采用連接成筒狀的石墨加熱器對其進行加熱；所述連接成筒狀的石墨加熱器對稱設置在高溫區(qū)燒結爐爐體(12)外，其對應的變壓系統(tǒng)為高溫區(qū)燒結變壓系統(tǒng)(6)。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，低溫區(qū)燒結爐爐體(22)，采用鎳鉻電阻帶加熱器對其進行加熱；所述鎳鉻電阻帶加熱器對稱分布在低溫區(qū)燒結爐爐體(22)外；所述低溫區(qū)燒結爐爐體(22)對應的變壓系統(tǒng)為低溫區(qū)燒結變壓系統(tǒng)(8)。高溫區(qū)燒結變壓系統(tǒng)(6)、低溫區(qū)燒結變壓系統(tǒng)(8)均勻控制系統(tǒng)(3)相連。之所以采用兩套變壓系統(tǒng)是為了精準控制燒結溫度。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，高溫區(qū)燒結爐爐體(12)和低溫區(qū)燒結爐爐體(22)的爐體采用雙層圓筒結構，內(nèi)、外壁均為304不銹鋼且經(jīng)精密拋光處理；內(nèi)外壁之間通水冷卻，使用時爐外壁的溫度低于60℃；高溫區(qū)燒結爐爐體(12)和低溫區(qū)燒結爐爐體(22)的爐體均為立式進、出料。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，高溫區(qū)燒結爐爐體(12)和低溫區(qū)燒結爐爐體(22)的所用爐蓋采用雙層水冷結構，內(nèi)、外壁均為304且經(jīng)精密拋光處理，內(nèi)外壁之間通水冷卻，爐蓋上設有觀察窗、真空壓力表、放氣閥；爐蓋與爐體通過鉸鏈連接。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，爐蓋進水口(11-1)的個數(shù)為n、爐蓋出水口(11-2)的個數(shù)為n；爐體進水口(12-1)的個數(shù)為p、爐體出水口(12-2)的個數(shù)為p；低溫區(qū)燒結爐爐蓋進水口(21-1)的個數(shù)為q、低溫區(qū)燒結爐爐蓋出水口(21-2)的個數(shù)為q；低溫區(qū)燒結爐爐體進水口(22-1)的個數(shù)為i、低溫區(qū)燒結爐爐體出水口(22-2)的個數(shù)為i；所述n、p、q、i為大于等于2的整數(shù)。在工業(yè)上應用時n、p、q、i優(yōu)選為5-15的整數(shù)。n、p、q、i的取值越大越有利于精準控制。同時，本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，冷卻系統(tǒng)中也設有報警裝置，當回流的冷卻水持續(xù)高于80℃、10min時，冷卻系統(tǒng)將報警并反饋數(shù)據(jù)給控制系統(tǒng)。假設此時爐體測溫電偶顯示的數(shù)據(jù)是正常的，那么爐體正常運行，并繼續(xù)監(jiān)控回流冷卻水的溫度，當回流的冷卻水持續(xù)高于80℃、45min時冷卻系統(tǒng)將再次報警并直接切斷加熱電源。當回流的冷卻水持續(xù)高于80℃、10min時，如果爐體測溫電偶顯示的數(shù)據(jù)已經(jīng)嚴重偏離設定值，則直接切斷加熱電源。兩個爐子的加熱電極均為紫銅水冷電極。水冷電極設計不但保證與爐體的良好密封和絕緣，而且與引入電源連接線的接觸良好，拆卸方便，電極中水冷卻裝置能夠降低導電接頭的溫度，防止燒毀真空密封材料。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，爐體內(nèi)控制系統(tǒng)(3)包括溫度控制系統(tǒng)；所述溫度控制系統(tǒng)通過數(shù)顯溫度程序控制儀根據(jù)用戶設定的工藝曲線，實行自動控制溫度；同時所述溫度控制系統(tǒng)具有PID自整定功能。溫度的控制是通過數(shù)顯溫度程序控制儀根據(jù)用戶設定的工藝曲線，實行自動控制溫度，并具有PID自整定功能，也可根據(jù)用戶需要手動控制溫度，控溫精度在±1℃，溫均性為±2℃。包括：整體控制柜1套，內(nèi)含：按紐、指示燈、報警器，空氣開關、接觸器、電纜橋架等。整臺電爐在工作狀態(tài)下，具有水壓欠壓、超溫、過電流自動聯(lián)鎖及報警、保護切斷主電源的功能。報警狀態(tài)為聲、光指示方式。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，爐體內(nèi)控制系統(tǒng)(3)包括溫度控制系統(tǒng)；爐體中部安裝主測溫電偶，爐蓋安裝副測溫電偶，多電偶測溫可以實現(xiàn)爐溫的精確顯示。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，水冷系統(tǒng)由進冷水機、冷卻水分流閥、冷卻水回流閥、水管、回水管、電接點壓力表、閥門、管路組成，控制系統(tǒng)結合冷卻水分流閥實現(xiàn)冷卻水在兩個爐體之間的切換。任何一個管路錯接都會對爐體造成損傷，影響冷卻效率。水冷系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連，當水壓低時，自動進行聲光報警，并自動切斷加熱電源功能，以確保設備安全。本專利技術一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，真空系統(tǒng)包括擴散泵、機械泵、高真空蝶閥、真空分流閥、真空規(guī)管、真空壓力表、真空放氣閥、真空管路，所述真空系統(tǒng)上預留有充氣接口，所述真空系統(tǒng)的真空極限為6.7×10-3Pa。控制系統(tǒng)結合真本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，其特征在于：含有不同加熱溫區(qū)的兩個爐體，分別為高溫區(qū)燒結爐(1)和低溫區(qū)燒結爐(2)；兩個爐子共用一套控制系統(tǒng)(3)、一套液壓?水冷系統(tǒng)(4)和一套真空系統(tǒng)(5)，其中連接的管道與真空系統(tǒng)外緣均有法蘭接口(7)，通過密封法蘭依次固定連接；兩個爐對應設計兩套變壓系統(tǒng)；所述真空系統(tǒng)(5)的管路上設有三通管道；所述三通管道的其中兩支分別與高溫區(qū)燒結爐(1)和低溫區(qū)燒結爐(2)相連；所述高溫區(qū)燒結爐(1)分為高溫區(qū)燒結爐爐蓋(11)和高溫區(qū)燒結爐爐體(12)；所述高溫區(qū)燒結爐爐蓋(11)上設有爐蓋進水口(11?1)、爐蓋出水口(11?2)、爐蓋測溫電偶(11?3)以及和真空系統(tǒng)(5)相連通的管道(11?4)；所述高溫區(qū)燒結爐爐體(12)上設有爐體進水口(12?1)、爐體出水口(12?2)、爐體測溫電偶(12?3)和爐腔觀察口(12?4)；所述低溫區(qū)燒結爐(2)分為低溫區(qū)燒結爐爐蓋(21)和低溫區(qū)燒結爐爐體(22)；所述低溫區(qū)燒結爐爐蓋(21)上設有低溫區(qū)燒結爐爐蓋進水口(21?1)、低溫區(qū)燒結爐爐蓋出水口(21?2)、低溫區(qū)燒結爐爐蓋測溫電偶(21?3)以及和真空系統(tǒng)(5)的相連通的第一管道(21?4)；所述低溫區(qū)燒結爐爐體(22)上設有低溫區(qū)燒結爐爐體進水口(22?1)、低溫區(qū)燒結爐爐體出水口(22?2)、低溫區(qū)燒結爐爐體測溫電偶(22?3)和低溫區(qū)燒結爐爐腔觀察口(22?4)。...

【技術特征摘要】
1.一種高低溫雙體真空熱壓燒結爐，其特征在于：含有不同加熱溫區(qū)的兩個爐體，分別為高溫區(qū)燒結爐(1)和低溫區(qū)燒結爐(2)；兩個爐子共用一套控制系統(tǒng)(3)、一套液壓-水冷系統(tǒng)(4)和一套真空系統(tǒng)(5)，其中連接的管道與真空系統(tǒng)外緣均有法蘭接口(7)，通過密封法蘭依次固定連接；兩個爐對應設計兩套變壓系統(tǒng)；所述真空系統(tǒng)(5)的管路上設有三通管道；所述三通管道的其中兩支分別與高溫區(qū)燒結爐(1)和低溫區(qū)燒結爐(2)相連；所述高溫區(qū)燒結爐(1)分為高溫區(qū)燒結爐爐蓋(11)和高溫區(qū)燒結爐爐體(12)；所述高溫區(qū)燒結爐爐蓋(11)上設有爐蓋進水口(11-1)、爐蓋出水口(11-2)、爐蓋測溫電偶(11-3)以及和真空系統(tǒng)(5)相連通的管道(11-4)；所述高溫區(qū)燒結爐爐體(12)上設有爐體進水口(12-1)、爐體出水口(12-2)、爐體測溫電偶(12-3)和爐腔觀察口(12-4)；所述低溫區(qū)燒結爐(2)分為低溫區(qū)燒結爐爐蓋(21)和低溫區(qū)燒結爐爐體(22)；所述低溫區(qū)燒結爐爐蓋(21)上設有低溫區(qū)燒結爐爐蓋進水口(21-1)、低溫區(qū)燒結爐爐蓋出水口(21-2)、低溫區(qū)燒結爐爐蓋測溫電偶(21-3)以及和真空系統(tǒng)(5)的相連通的第一管道(21-4)；所述低溫區(qū)燒結爐爐體(22)上設有低溫區(qū)燒結爐爐體進水口(22-1)、低溫區(qū)燒結爐爐體出水口(22-2)、低溫區(qū)燒結爐爐體測溫電偶(22-3)和低溫區(qū)燒結爐爐腔觀察口(22-4)。2.根據(jù)權利要求1所述的高低溫雙體真空熱壓燒結爐，其特征在于：高溫區(qū)燒結爐爐體(12)采用連接成筒狀的石墨加熱器對其進行加熱；所述連接成筒狀的石墨加熱器對稱設置在高溫區(qū)燒結爐爐體(12)外，其對應的變壓系統(tǒng)為高溫區(qū)燒結變壓系統(tǒng)(6)。3.根據(jù)權利要求1所述的高低溫雙體真空熱壓燒結爐，其特征在于：低溫區(qū)燒結爐爐體(22)，采用鎳鉻電阻帶加熱器對其進行加熱；所述鎳鉻電阻帶加熱器對稱分布在低溫區(qū)燒結爐爐體(22)外；所述低溫區(qū)燒結爐爐體(22)對應的變壓系統(tǒng)為低溫區(qū)燒結變壓系統(tǒng)(8)。4.根據(jù)權利要求1所述的高低溫雙體真空熱壓燒結爐，其特征在于：高...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉文勝，劉超，馬運柱，史政，劉陽，龍路平，楊玉玲，
申請(專利權)人：中南大學，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南,43