真空熱壓燒結(jié)爐簡(jiǎn)介

1、真空熱壓燒結(jié)爐簡(jiǎn)介前言：對(duì)于全屬、陶瓷及一些難煉全厲中間化合物粉末的燒結(jié)，一般常采用兩種燒結(jié) 方式即無壓燒結(jié)和有壓燒結(jié)。而冃侖的有壓燒結(jié)圭要常采用三種方式，熱等靜壓燒結(jié)、 熱壓燒結(jié)及毛壓燒結(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 彼愈來愈多的采用。熱等掙壓燒結(jié)及毛壓燒結(jié)設(shè)備由于旨身及生產(chǎn)成本較為昂貴，不 丈適合久多生產(chǎn)廠家特別是一些科研單住的需求，因而研制并生產(chǎn)真空熱壓燒結(jié)爐有 著其現(xiàn)賣意義?，F(xiàn)亦的硏兗及生尹賣踐證朗，熱壓材 料致密化的過程包括塑性流動(dòng)、 粘性流動(dòng)和擴(kuò)散與螭變，當(dāng)以塑性和粘性流動(dòng)成為主導(dǎo)敷密機(jī)制時(shí)，粉末體得以快速 玫密化，并得到可控的顯微結(jié)構(gòu)。熱壓法的優(yōu)勢(shì)亦于

2、設(shè)備投資小、雖然壓力較等掙壓 低一個(gè)教量級(jí)、但由于熱壓機(jī)內(nèi)承壓材料可以支細(xì)，從而限制了縱向熱流，改善了 工件溫度場(chǎng)的均勻性、大丸睜低了能耗、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程及質(zhì)量。熱壓燒結(jié)是利用熱能與機(jī)械能將制品玫密化的過程。此過程的特 色是燒結(jié)溫 度可依外加壓力的丸小而比常壓燒結(jié)低約200-00 C,同時(shí)外加的能量使得制品致 密化的速度加快，因此完全玫密且晶耘細(xì)致的制為可亦軼低的溫度及軼短的時(shí)問內(nèi)完 成；而采用真空熱壓燒結(jié)，由于熱壓過程中保持有較；溝勺真空度，能夠進(jìn)一步有效 地陣低制阮的燒結(jié)溫度并;燉排除微小毛孔中的毛體，從而進(jìn)一步的促進(jìn)熱壓 材料

3、 的致密化過程。眾所周知，燒結(jié)溫度的陣低，對(duì)于微粉制品，能夠有效的防止晶耘的 長(zhǎng)丸，對(duì)于最終產(chǎn)品質(zhì)量的稔定有著極其重要意義。尤其是對(duì)于樓近納釆級(jí)硬質(zhì)合全 等材料，由于顆耘直徑的減小、比表面積增大、表面活化能增加、顆耘間的接紐面積 增加，最終造成最終燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力增大，陣低了大毛孔的產(chǎn)生及毛孔的數(shù)量?，F(xiàn)往硏 允發(fā)現(xiàn)，納采級(jí)粉未制品的燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力是普通制品的幾十甚至上百館。抑制燒結(jié)過程 中晶耘的長(zhǎng)丸是獲得納采骷耘制品最為關(guān)鍵的過程，而真空熱壓燒結(jié)工藝能夠很好的 賣現(xiàn)這一點(diǎn)，這一點(diǎn)在ITO鞄材的賣 際生尹中己得到了證朗。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

4、不同，加熱室 中所采用的加熱方式及保廈方式千差萬別。溫度在800C以下的爐子，加熱器常采 用鐵絡(luò)銘、鐐缽絲等作為加熱元件，保溫材 料常采用需溫硅酸銘保溫氈。溫度在 I000C-1600C常采用全屬鈿、硅鈿棒、硅碳棒等作為加熱元件，保溫材料常用復(fù) 合碳?xì)?、莫來石?等。溫度1600C -2200C t用石屋管作為加熱元件，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（色阻式J加熱丿1、爐殼爐殼由爐體和爐門構(gòu)成，為玖層冷卻水套式結(jié)枸。（D設(shè)備爐殼是按最大承受壓力范囲為設(shè)計(jì)。 爐殼為臥式，側(cè)開平移門，爐殼上有真空糸統(tǒng)接口，測(cè)溫?fù)Э?，水冷電極棲口、尢放毛摟D及視孔接口等，均按

5、；履空掙密封棟準(zhǔn)設(shè)計(jì)；爐體上的上下壓頭裝置（上下各一套丿、熱電偶裝置及捋扱機(jī)構(gòu)均為壽真空動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，爐門和爐殼均釆 用焊接結(jié)構(gòu)。 對(duì)于尺寸較小的熱壓爐，爐門與爐體采用較鏈連接方式，由于石墨壓頭、爐料及石 屋爐具相對(duì)較輕，常采取側(cè)開爐門與加熱童內(nèi)的保溫側(cè)開門朕為一體，便于加熱元件、 壓頭、模具等的安就及進(jìn)、出料。對(duì)于尺寸較大的熱壓爐，由于石屋壓頭、料及石 屋模具較重，則設(shè)計(jì)成可移動(dòng)式水冷電纜，將爐門與加熱室朕成一體，通過內(nèi)、外 巧妙設(shè)計(jì)的軌道，可將加熱室移出爐外特定住置，賣現(xiàn)外加料及外出模并便于加熱 空的維護(hù)（如Jt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，加熱童內(nèi)側(cè)開門與爐

6、門連 為一體，加熱 器通過水冷電極與外界電源連接。加熱羞中加熱元件沿圖周均勻排布，以確保拘溫區(qū) 的均溫性。加熱元件連接方式、支擇方式及加熱童的保溫方式，依使用溫度及毛氛的 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，故加熱童丸多設(shè)計(jì)成 整體式結(jié)構(gòu)。3. 測(cè)溫糸統(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；3/歸L下抗氣化性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng) 度；化學(xué)穩(wěn)定性好，參考端采用補(bǔ)褸的錮鋰30錮鋰6熱屯偶，該偶的長(zhǎng)期使用 浪度可達(dá)1600 C,溫度的指示由電控柜的數(shù)顯表來顯示、控制。需溫爐則采用運(yùn)紅 外測(cè)溫儀與雙錮鏈熱電偶組合測(cè)溫方式，雙錮鋰熱電偶帶有拖動(dòng)機(jī)構(gòu)。4、丸毛糸統(tǒng)該糸統(tǒng)由毛源（毛薇J供

7、入，經(jīng)過干燥紐進(jìn)行除水份，干爆血中填丸大量硅膠干燥 ，亦視鏡中可觀疾到硅膠顏色的變化，以決定是否將硅膠除水活化。最后通過閥 門將毛體導(dǎo)入真空童，其壓力不得超過。5、真空糸統(tǒng)該糸統(tǒng)通常由獷散泵與機(jī)械泵組成;履空獷散泵機(jī)組。閥門為專用 真空檔板閥， 獷散泵上設(shè)有冷阱，以防止獷散泵區(qū)油。紀(jì)有羅茨真空泵的糸統(tǒng)，具有粗抽事通管路， 用以提W率，真空度測(cè)量釆用復(fù)合式教顯真空計(jì)。前級(jí)機(jī)械泵具有停泵自動(dòng)放毛 功能。6、壓機(jī)糸統(tǒng)由壓機(jī)及液壓北組成。小壓機(jī)一般采用兩梁兩粒式；較丸壓機(jī)采用 兩梁四柱式。 壓機(jī)上的油缸、水冷壓軸、水泥石棉板、石墨壓軸與寓強(qiáng)石墨模具一起構(gòu)成壓力環(huán)糸 統(tǒng)，大壓機(jī)液壓北釆用玖泵配置，油壓控

8、制采用岡環(huán)挫制，主油紀(jì)的推進(jìn)速度拘勻可 調(diào)。另外液壓糸統(tǒng)上可 并朕小手動(dòng)油泵，當(dāng)突遇斯電，可及時(shí)向大油紐內(nèi)補(bǔ)壓，從 而卩方止廢料。在壓機(jī)油紐上設(shè)有光柵尺，通過精確測(cè)量大油紀(jì)的住移，計(jì)算并挫 制制品的相對(duì) 密度0對(duì)于小壓機(jī)，亦上油紀(jì)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、電挫糸統(tǒng)(D用可編程挫制彖PLC,根據(jù)工藝要求對(duì)段備進(jìn)行自動(dòng)務(wù)制； 目本導(dǎo)電公司數(shù)顯控溫表，用來對(duì)升溫過程進(jìn)行智能控制及顯示，使升溫過程按 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

9、下為熱偶計(jì)，需真空下為電富計(jì); 測(cè)溫選用兩種方式，中、低溫階段為熱電偶，需溫階段為玖色紅外 光學(xué)測(cè)溫儀; 光柵儀及二次儀表用來顯示壓頭住移，精度； 持重傳感彖及二次儀表用來顯示壓機(jī)壓力； 可配置彩色無絨記錄儀，對(duì)毛體壓力、溫度、住移、壓機(jī)壓力進(jìn)行記憶式可進(jìn)溯記錄； 所有儀表及控制元件集中往一個(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、毛壓低等;& 塔雄余規(guī)：由小空壓機(jī)、毛動(dòng)三朕件、電該換向閥、管路等組成。用來驅(qū)動(dòng)真 空糸統(tǒng)及丸毛 糸統(tǒng)的毛動(dòng)閥門。9、水冷糸統(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、水冷電筑及水冷電極等進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；其中主進(jìn)水管路紀(jì)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：% 98年開始硏制國(guó)內(nèi)第一臺(tái)用于生產(chǎn)ITo透朗導(dǎo)電膜紀(jì)材的真 空熱壓爐以 來，密切跟蹤我國(guó)材料科研部門對(duì)于該爐種的需求，丸分諂化狹收國(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)單住的大力支持下，現(xiàn)己 逐步形成了壽、中溫真空熱壓爐的糸列化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，通過優(yōu)質(zhì)的隹后服務(wù)，并結(jié)合