真空熱壓燒結(jié)爐簡(jiǎn)介(共6頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 真空熱壓燒結(jié)爐簡(jiǎn)介前言：對(duì)于金屬、陶瓷及一些難熔金屬中間化合物粉末的燒結(jié)，一般常采用兩種燒結(jié)方式即無(wú)壓燒結(jié)和有壓燒結(jié)。而目前的有壓燒結(jié)主要常采用三種方式，熱等靜壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)及氣壓燒結(jié)。隨著新材料的不斷開發(fā)及市場(chǎng)化，上述三種有壓燒結(jié)方式正在被愈來(lái)愈多的采用。熱等靜壓燒結(jié)及氣壓燒結(jié)設(shè)備由于自身及生產(chǎn)成本較為昂貴，不太適合眾多生產(chǎn)廠家特別是一些科研單位的需求，因而研制并生產(chǎn)真空熱壓燒結(jié)爐有著其現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)在的研究及生產(chǎn)實(shí)踐證明，熱壓材料致密化的過(guò)程包括塑性流動(dòng)、粘性流動(dòng)和擴(kuò)散與蠕變，當(dāng)以塑性和粘性流動(dòng)成為主導(dǎo)致密機(jī)制時(shí)，粉末體得以快速致密化，并得到可控的顯微結(jié)構(gòu)。熱壓

2、法的優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備投資小、雖然壓力較等靜壓低一個(gè)數(shù)量級(jí)、但由于熱壓機(jī)內(nèi)承壓材料可以變細(xì)，從而限制了縱向熱流，改善了工件溫度場(chǎng)的均勻性、大大降低了能耗、可以制備大直徑的材料、能夠以IT技術(shù)測(cè)控?zé)釅簷C(jī)，有效的控制材料的致密化過(guò)程及質(zhì)量。熱壓燒結(jié)是利用熱能與機(jī)械能將制品致密化的過(guò)程。此過(guò)程的特色是燒結(jié)溫度可依外加壓力的大小而比常壓燒結(jié)低約2004000C，同時(shí)外加的能量使得制品致密化的速度加快，因此完全致密且晶粒細(xì)致的制品可在較低的溫度及較短的時(shí)間內(nèi)完成；而采用真空熱壓燒結(jié)，由于熱壓過(guò)程中保持有較高的真空度，能夠進(jìn)一步有效地降低制品的燒結(jié)溫度并高效排除微小氣孔中的氣體，從而進(jìn)一步的促進(jìn)熱壓材料的致密化

3、過(guò)程。眾所周知，燒結(jié)溫度的降低，對(duì)于微粉制品，能夠有效的防止晶粒的長(zhǎng)大，對(duì)于最終產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定有著極其重要意義。尤其是對(duì)于接近納米級(jí)硬質(zhì)合金等材料，由于顆粒直徑的減小、比表面積增大、表面活化能增加、顆粒間的接觸面積增加，最終造成最終燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力增大，降低了大氣孔的產(chǎn)生及氣孔的數(shù)量。現(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)，納米級(jí)粉末制品的燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力是普通制品的幾十甚至上百倍。抑制燒結(jié)過(guò)程中晶粒的長(zhǎng)大是獲得納米晶粒制品最為關(guān)鍵的過(guò)程,而真空熱壓燒結(jié)工藝能夠很好的實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這一點(diǎn)在ITO靶材的實(shí)際生產(chǎn)中已得到了證明。一、 真空熱壓燒結(jié)爐的分類真空熱壓燒結(jié)爐依使用溫度的不同可分為以下幾類。由于使用溫度的不同，加熱室中所采用的

4、加熱方式及保溫方式千差萬(wàn)別。溫度在8000C以下的爐子，加熱器常采用鐵鉻鋁、鎳鉻絲等作為加熱元件，保溫材料常采用高溫硅酸鋁保溫氈。溫度在10000C-16000C常采用金屬鉬、硅鉬棒、硅碳棒等作為加熱元件，保溫材料常用復(fù)合碳?xì)?、莫?lái)石氈等。溫度在16000C -22000C常用石墨管作為加熱元件，或采用感應(yīng)加熱方式，保溫材料常用石墨氈等。二、 真空熱壓燒結(jié)爐的組成（電阻式加熱）1、爐殼爐殼由爐體和爐門構(gòu)成，為雙層冷卻水套式結(jié)構(gòu)。設(shè)備爐殼是按最大承受壓力范圍為-0.10.05MPa設(shè)計(jì)。爐殼為臥式，側(cè)開平移門，爐殼上有真空系統(tǒng)接口，測(cè)溫接口，水冷電極接口、充放氣接口及視孔接口等，均按高真空靜密封

5、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；爐體上的上下壓頭裝置（上下各一套）、熱電偶裝置及擋板機(jī)構(gòu)均為高真空動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，爐門和爐殼均采用焊接結(jié)構(gòu)。對(duì)于尺寸較小的熱壓爐，爐門與爐體采用鉸鏈連接方式，由于石墨壓頭、爐料及石墨爐具相對(duì)較輕，常采取側(cè)開爐門與加熱室內(nèi)的保溫側(cè)開門聯(lián)為一體，便于加熱元件、壓頭、模具等的安裝及進(jìn)、出料。對(duì)于尺寸較大的熱壓爐，由于石墨壓頭、料及石墨模具較重，則設(shè)計(jì)成可移動(dòng)式水冷電纜，將爐門與加熱室聯(lián)成一體，通過(guò)內(nèi)、外巧妙設(shè)計(jì)的軌道，可將加熱室移出爐外特定位置，實(shí)現(xiàn)外加料及外出模并便于加熱室的維護(hù)(如更換加熱器等)。2、加熱室：由不銹鋼外殼和保溫材料及加熱體組成，加熱室內(nèi)側(cè)開門與爐門連為一體，加熱器通過(guò)水冷電

6、極與外界電源連接。加熱室中加熱元件沿圓周均勻排布，以確保均溫區(qū)的均溫性。加熱元件連接方式、支撐方式及加熱室的保溫方式，依使用溫度及氣氛的不同而特殊設(shè)計(jì)。大型熱壓爐的加熱室，可設(shè)計(jì)成可移出爐外，故加熱室大多設(shè)計(jì)成整體式結(jié)構(gòu)。 3、測(cè)溫系統(tǒng)加熱室工作區(qū)的上中下三處設(shè)有測(cè)溫點(diǎn)，中溫爐采用高溫下抗氧化性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，參考端采用補(bǔ)償?shù)你K銠30鉑銠6熱電偶，該偶的長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1600，溫度的指示由電控柜的數(shù)顯表來(lái)顯示、控制。高溫爐則采用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀與雙鉑銠熱電偶組合測(cè)溫方式，雙鉑銠熱電偶帶有拖動(dòng)機(jī)構(gòu)。4、充氣系統(tǒng)該系統(tǒng)由氣源（氣瓶）供入，經(jīng)過(guò)干燥缸進(jìn)行除水份，干燥缸中填充大量硅膠干燥劑

7、，在視鏡中可觀察到硅膠顏色的變化，以決定是否將硅膠除水活化。最后通過(guò)閥門將氣體導(dǎo)入真空室，其壓力不得超過(guò)0.05MPa。 5、真空系統(tǒng)該系統(tǒng)通常由擴(kuò)散泵與機(jī)械泵組成高真空擴(kuò)散泵機(jī)組。閥門為專用真空擋板閥，擴(kuò)散泵上設(shè)有冷阱，以防止擴(kuò)散泵返油。配有羅茨真空泵的系統(tǒng)，具有粗抽旁通管路，用以提高抽氣速率，真空度測(cè)量采用復(fù)合式數(shù)顯真空計(jì)。前級(jí)機(jī)械泵具有停泵自動(dòng)放氣功能。 6、壓機(jī)系統(tǒng)由壓機(jī)及液壓站組成。小壓機(jī)一般采用兩梁兩柱式；較大壓機(jī)采用兩梁四柱式。壓機(jī)上的油缸、水冷壓軸、水泥石棉板、石墨壓軸與高強(qiáng)石墨模具一起構(gòu)成壓力環(huán)系統(tǒng)，大壓機(jī)液壓站采用雙泵配置，油壓控制采用閉環(huán)控制，主油缸的推進(jìn)速度均勻可調(diào)。另

8、外液壓系統(tǒng)上可并聯(lián)小手動(dòng)油泵，當(dāng)突遇斷電，可及時(shí)向大油缸內(nèi)補(bǔ)壓，從而防止廢料。在壓機(jī)油缸上設(shè)有光柵尺，通過(guò)精確測(cè)量大油缸的位移，計(jì)算并控制制品的相對(duì)密度。對(duì)于小壓機(jī)，在上油缸與水冷壓軸之間可連接有壓力傳感器，能夠準(zhǔn)確的控制壓力，實(shí)現(xiàn)物料的相對(duì)密度與壓力的對(duì)應(yīng)性。7、電控系統(tǒng) 用可編程控制器PLC,根據(jù)工藝要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制； 日本導(dǎo)電公司數(shù)顯控溫表，用來(lái)對(duì)升溫過(guò)程進(jìn)行智能控制及顯示，使升溫過(guò)程按照工藝要求分步分段進(jìn)行。此表為主控溫表；對(duì)于尺寸較大的熱壓爐，采用三個(gè)單相晶閘管可控硅電源，實(shí)現(xiàn)三區(qū)控溫。 復(fù)合數(shù)顯真空計(jì)，低真空下為熱偶計(jì)，高真空下為電離計(jì)；測(cè)溫選用兩種方式，中、低溫階段為熱電偶

9、，高溫階段為雙色紅外光學(xué)測(cè)溫儀；光柵儀及二次儀表用來(lái)顯示壓頭位移，精度0.05mm；荷重傳感器及二次儀表用來(lái)顯示壓機(jī)壓力；可配置彩色無(wú)紙記錄儀，對(duì)氣體壓力、溫度、位移、壓機(jī)壓力進(jìn)行記憶式可追溯記錄；所有儀表及控制元件集中在一個(gè)中央電控柜內(nèi)；設(shè)置必要的報(bào)警及保護(hù)，例如超溫、水壓低、氣壓低等；8、氣控系統(tǒng)：由小空壓機(jī)、氣動(dòng)三聯(lián)件、電磁換向閥、管路等組成。用來(lái)驅(qū)動(dòng)真空系統(tǒng)及充氣系統(tǒng)的氣動(dòng)閥門。9、水冷系統(tǒng)：根據(jù)真空爐各部分對(duì)冷卻水的要求，制作積水排、閥門、管路；對(duì)爐體、爐門、水冷壓軸、水冷電纜及水冷電極等進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；其中主進(jìn)水管路配水壓檢測(cè)開關(guān)；要求使用廠家自備水箱或主進(jìn)出水管路。結(jié)束語(yǔ)：自98年開始研制國(guó)內(nèi)第一臺(tái)用于生產(chǎn)IT0透明導(dǎo)電膜靶材的真空熱壓爐以來(lái)，密切跟蹤我國(guó)材料科研部門對(duì)于該爐種的需求，充分消化吸收國(guó)外同類爐種的技術(shù)，同時(shí)針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有爐用材料的發(fā)展，在有關(guān)科研及生產(chǎn)單位的大力支持下，現(xiàn)已逐步形成了高、中溫真空熱壓爐的系列化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，通過(guò)優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)，并結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際使用情況，使得我們的設(shè)計(jì)日臻完善，