閃燒結構和閃燒爐的製作方法
2023-06-19 09:02:31 1
本發明涉及陶瓷加工技術領域，尤其是涉及一種閃燒結構和閃燒爐。
背景技術：
傳統的瓷坯加工，一般是在真空或者氣氛保護下進行普通燒結。一般由加熱爐進行，加熱爐一般為電熱爐，由爐體、真空系統、加熱系統以及控制系統等組成。
採用這種工藝進行生產，所需燒結溫度較高、時間較長，比較浪費能源。
基於此，本發明提供了一種閃燒結構和閃燒爐以解決上述的技術問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種閃燒結構，以解決現有技術中存在的普通燒結浪費能源的技術問題。
本發明的目的還在於提供一種閃燒爐,用於解決上述技術問題。
基於上述第一目的，本發明提供了一種閃燒結構，包括上壓頭、下壓頭和模套；
所述上壓頭的一端插入所述模套內，並與由金屬材質製成的上熱片固接，另一端與直流電源的正級電連接；
所述下壓頭的一端插入所述模套內，並與由金屬材質製成的下熱片固接，另一端與直流電源的負級電連接；
所述上熱片和所述下熱片之間留有物料腔，用於放置物料。
基於上述第二目的，本發明提供了一種閃燒爐,所述閃燒爐包括如上所述的閃燒結構，還包括爐體，所述爐體的上端與上壓頭固接，下端與下壓頭固接，所述模套位於所述爐體內；所述爐體內還設置有發熱體。
可選的，所述爐體包括內層的保溫筒和外層的爐殼，所述保溫筒和所述爐殼之間設置有測溫熱電偶；所述保溫筒內也設置有測溫熱電偶。
可選的，所述上壓頭設置有測溫孔，所述測溫孔由所述上壓頭的頂部貫穿至所述上熱片；所述上壓頭的上端設置有紅外儀，所述紅外儀對準所述測溫孔。
可選的，所述上熱片與物料的接觸端設置有凸起。
可選的，所述發熱體為電熱絲。
可選的，還包括液壓缸，所述液壓缸用於推動所述上壓頭壓緊物料。
可選的，還包括真空系統，所述真空系統用於使爐體內抽真空。
可選的，所述真空系統包括直聯泵，所述直聯泵與爐體通過連接管連通；所述連接管上設置有真空電動閥；所述直聯泵上還連接有電磁充氣閥、放氣閥；
所述連接管上還設置有電阻式真空計。
可選的，還包括水冷系統，所述水冷系統用於降低所述爐體的溫度。
本發明提供的所述閃燒結構，利用了閃燒的原理，直流電源通過導線連接在上下壓頭上，在燒結系統升溫的過程中對物料提供高電壓、低電流，從而促成閃燒現象的發生。閃燒現象定義為：在升溫的過程中，在陶瓷生坯兩端加載額定的直流電，同時對電流進行限制，當溫度到達某一特徵溫度的時候，生坯出現閃光現象，陶瓷生坯在一分鐘內完成燒結，而該特徵溫度比該材料的普通無壓燒結溫度低200攝氏度以上。閃燒現象也是一種閃燒方法，可以降低物料的燒結溫度、減少燒結時間，同時抑制晶粒的生長。
本發明提供的所述閃燒結構，利用這一原理，對物料進行燒結，能夠有效的降低物料的紗拼接溫度，減少燒結時間，抑制晶粒的生長，提高了產品的性能。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的閃燒結構的結構示意圖；
圖2為圖1所示的上壓頭與上熱片的部分示意圖；
圖3為圖1所示的下壓頭與下熱片的部分示意圖；
圖4為本發明實施例提供的閃燒爐的結構示意圖。
圖標：1-上壓頭；2-下壓頭；3-模套；4-上熱片；5-直流電源；6-下熱片；7-爐體；8-保溫筒；9-爐殼；10-測溫熱電偶；11-測溫孔；12-紅外儀；13-發熱體；14-凸起。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
閃燒結構實施例一
如圖1-3所示，在本實施例中提供了一種閃燒結構，所述閃燒結構包括上壓頭1、下壓頭2和模套3；
所述上壓頭1的一端插入所述模套3內，並與由金屬材質製成的上熱片4固接，另一端與直流電源5的正級電連接；
所述下壓頭2的一端插入所述模套3內，並與由金屬材質製成的下熱片6固接，另一端與直流電源5的負級電連接；
所述上熱片4和所述下熱片6之間留有物料腔，用於放置物料。
本發明提供的所述閃燒結構，利用了閃燒的原理，直流電源5通過導線連接在上下壓頭2上，在燒結系統升溫的過程中對物料提供高電壓、低電流，從而促成閃燒現象的發生。閃燒現象定義為：在升溫的過程中，在陶瓷生坯兩端加載額定的直流電，同時對電流進行限制，當溫度到達某一特徵溫度的時候，生坯出現閃光現象，陶瓷生坯在一分鐘內完成燒結，而該特徵溫度比該材料的普通無壓燒結溫度低200攝氏度以上。閃燒現象也是一種閃燒方法，可以降低物料的燒結溫度、減少燒結時間，同時抑制晶粒的生長。本申請閃燒溫度為1600℃。
本發明提供的所述閃燒結構，利用這一原理，對物料進行燒結，能夠有效的降低物料的紗拼接溫度，減少燒結時間，抑制晶粒的生長，提高了產品的性能。
閃燒爐實施例
如圖1-4所示，該實施例提供了一種閃燒爐，所述閃燒爐包括如上所述的閃燒結構，還包括爐體7，所述爐體7的上端與上壓頭1固接，下端與下壓頭2固接，所述模套3位於所述爐體7內；所述爐體7內還設置有發熱體13。
優選的，所述上壓頭和所述下壓頭均設計為圓柱形，上壓頭的下端面和下壓頭的上端面為平面；上熱片和下熱片均為圓板狀；所述模套也為圓形套筒。所述上壓頭和所述下壓頭豎直放置，所述上壓頭和所述下壓頭對稱設計，以保證電流平衡。
爐體7起到保溫作用，採用雙層水冷結構，全部採用不鏽鋼材料，內部精密拋光，外表精細拋光處理。爐體7設置有側開門，方便裝卸模具。所述爐體7安裝在一個整體框架箱體上。所述上壓頭1和所述下壓頭2由特殊耐壓高導電材料製成，通過耐高溫絕緣件實現與爐體7絕緣。優選的，所述上壓頭1和所述下壓頭2採用石墨材料製成。所述模套3採用高溫絕緣耐壓材料，耐壓強度為30mpa。爐體與側門以及上下壓頭之間，進行密封。通過發熱體提高爐內溫度。這樣，可在可在真空或氣氛保護下普通燒結，最高溫度可到2000℃。也在氣氛保護下進行閃燒工藝溫度為1600℃。
如圖1-4，本實施例的可選方案中，所述爐體7包括內層的保溫筒8和外層的爐殼9，所述保溫筒8和所述爐殼9之間設置有測溫熱電偶10；所述保溫筒8內也設置有測溫熱電偶10。
通過所述測溫熱電偶10，測量保溫筒8內的溫度，從而便於保持保溫筒8內的溫度，從而按照工藝來燒結。保溫筒8和外殼之間的測溫熱電偶10，也用來測量保溫筒8外的溫度，以檢測保溫筒8是否洩漏，溫度是否過高，保證設備的安全性。
如圖1-4，本實施例的可選方案中，所述上壓頭1設置有測溫孔11，所述測溫孔11由所述上壓頭1的頂部貫穿至所述上熱片4；所述上壓頭1的上端設置有紅外儀12，所述紅外儀12對準所述測溫孔11。
通過所述上壓頭1設置的測溫孔11，紅外儀12可以直接探測到上壓頭1的溫度，從而確切的了解上壓頭1何時達到產生閃光的特定溫度，然後完成燒結，防止過熱以及燒結時間太長。
如圖1-4，本實施例的可選方案中，所述上熱片4與物料的接觸端設置有凸起14。
在上熱片4的下端設置凸起14，這樣，凸起14可以深入材料內部，測量材料當前最接近真實值的溫度。以便紅外測溫儀可以更加精確的了解產品的溫度。
如圖1-4，本實施例的可選方案中，所述發熱體為電熱絲。
通過設置所述發熱體13，加熱爐體7，使爐體7的溫度保持在一定的溫度。所述發熱體13可以如電熱扇或者電熱爐等採用的電熱絲、電熱塊，也可以根據需要來選擇其餘類型的發熱體13。電熱絲通過導線與外部電源連接。優選的，採用三相交流電源，配備大功率變壓器，配有電壓、電流自動反饋，系統故障診斷保護功能。
本實施例的可選方案中，還包括液壓缸，所述液壓缸用於推動所述上壓頭1壓緊物料。
通過液壓缸來推動所述上壓頭1和所述下壓頭2，給物料施加壓力，從而保證陶瓷物料被壓緊。液壓缸的伸縮杆，對準上壓頭1，推動上壓頭1壓緊物料。上壓頭1和爐體7之間可以採用不鏽鋼波紋管軸向密封，保證爐體7的密封性能。所述液壓缸也安裝在框架上，方便放置。
還可以採用由液壓泵、壓力調節閥、壓力傳感器以及節流閥組成的液壓系統。
本實施例的可選方案中，還包括真空系統，所述真空系統用於使爐體7內抽真空。
通過真空系統，對爐內進行抽真空，保持爐內的真空環境。
進一步的，所述真空系統包括直聯泵，所述直聯泵與爐體7通過連接管連通；所述連接管上設置有真空電動閥；所述直聯泵上還連接有電磁充氣閥、放氣閥；
所述連接管上還設置有電阻式真空計。
由壹臺直聯泵、真空電動閥門等組成真空機組，真空系統安裝電磁充氣閥、放氣閥、真空壓力表(±pa)。真空管道與氣泵的聯接採用金屬波紋軟管，採用快速接頭聯接，真空度的測量由數顯電阻式真空計執行。有氣泵對爐體內部進行抽真空，或者鼓入保護氣，從而使物料可以在真空或者氣氛保護下進行普通燒結，也可以在氣氛保護下進行閃燒工藝。
本實施例的可選方案中，還包括水冷系統，所述水冷系統用於降低所述爐體7的溫度。
由各種閥、管道等相關裝置組成，具有斷水聲、光報警自動切斷加熱電源功能。包括plc邏輯控制器、水冷管道、傳感器、聲光報警器等，水冷管道圍繞爐體7設置，進行水冷降溫，水冷管道上設置有電池閥和液位傳感器，電池閥以及液位傳感器均與控制器相連，控制器控制聲光報警器報警。同時控制器控制發熱體的電源斷路。這些傳感器、報警器以及控制器均可採用市場上現有的型號，根據型號設置電路，這些均屬現有技術，就不再此一一贅述。
本實施例的可選方案中，還包括控溫系統，配合真空系統、壓力控制系統等實現超壓、超溫、過流等自動報警保護功能，同時配合氣壓傳感器實現自動充放氣的保護氣氛下快速燒結。溫度控制採用plc及觸控螢幕控制，系統具有無紙記錄和多參數聯動控制功能，能將燒結過程的溫度、真空、壓力等參數自動記錄。
還包括高壓大功率直流系統：最高電流50a，最大功率100kw，用於閃燒的直流電提供。該直流系統通過導線直接連接在上下壓片或者上熱片和下熱片上，在燒結系統升溫的過程中對物料提供高電壓、低電流，從而促成閃燒現象的發生。
本申請在傳統的加熱爐的基礎上，添加了閃燒系統，對物料進行閃燒，既可在真空或氣氛保護下普通燒結，最高溫度可到2000℃。也可在氣氛保護下進行閃燒工藝，只需1600℃，極大降低了燒結溫度，節省了能源。最大尺寸60mm，並採取了雙測溫，頂部紅外儀可以測量最接近材料的實時溫度，從而進一步精確控制加熱溫度，節省能源。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。