一種快速變溫真空爐的製作方法
2023-10-10 13:35:54
專利名稱：一種快速變溫真空爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種真空燒結或熱處理爐，涉及到粉末冶金技術領域
背景技術：
燒結階段是粉末冶金工藝過程中重要的組成部分，用於無機非金屬陶瓷或金屬製品的燒結裝置主要有隧道窯、管式爐、鐘罩爐等。燒結工藝通常至少包括一個完整的升溫、恆溫、降溫階段。對某些材料，如稀土永磁合金等，往往需要一個或數個回火階段(冷卻再升溫)，以獲得更優異的性能。特別地，對於一些燒結制度，希望降溫和升溫的速度能夠越快越好。
為實現以上目的，現有的燒結設備大致採用以下幾種方式來。爐腔外套有循環水冷卻系統，通過加快散熱來實現冷卻；吹入溫度較低的氣體，類似氣淬的方式；將高溫爐管浸入冷水或油中快冷。這些方法都存在一定缺點，如降溫效果不夠顯著、冷卻後再升溫慢、設備結構複雜改造成本大、急冷對爐管壽命的損傷等不足。
專利號為01206153和200520034713的中國專利都報導一種多段溫區結構的燒結爐，並且，具有在不同溫區可以來回移動的電動的傳動機構，都採用爐管加熱模式，而對比文獻採用的是立式，有的採用滑輪的傳動機構，結構比較複雜，並且在高溫區與低溫區之間沒有隔熱保溫結構，所以，結構不合理實用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是為了克服現有燒結設備在快速變溫方面的不足，而提供一種可以使得製品在高溫區和低溫區快速移動的快速變溫真空爐，同時簡化設備結構、降低成本，使其更加實用。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為 一種快速變溫真空爐，其主要包括爐管和加熱爐，爐管分成高溫區爐管、低溫區爐管，高溫區爐管與低溫區爐管連接，實現在高溫區爐管和低溫區爐管快速移動的裝置，其特徵在於快速移動裝置是低溫爐管外端設置有爐窗蓋，爐窗蓋布置有孔，拉杆與孔是動密封配合，使拉杆的裡端與爐管裡的承燒盒或承燒板直接或間接地連接固定；爐管布置有充氣口和真空抽氣口。
一般設計，所述的低溫區爐管和連接部分在加熱爐之外，達到低溫效果。將真空爐
3分為高溫區和低溫區兩部分，兩段爐管可以採用相同的材料或者不同的材料組成，如不鏽鋼和陶瓷。兩段爐管間採用真空連接法蘭盤連接，以防止漏氣。低溫區爐管外部可以加裝水冷套管，加強冷卻效果，進一步擴大高低溫區的溫度差。 一般設計，將所述高溫區和低溫區的溫度差在400 120(TC。
兩爐管連接處或者過渡區，靠近高溫區，採用陶瓷耐火材料隔斷，目的在於隔絕高溫區向低溫區的熱量傳遞。優選疏鬆的多孔陶瓷材料，耐火材料的直徑應與爐管內徑相當或略小，耐火材料的長度越長則隔熱效果越佳。
陶瓷耐火材料與承燒板或燒結盒連接，可以通過人工手動或者電機的控制方式，移動的時間控制在3 300秒，使得燒結製品可以在高溫區和低溫區之間快速移動。
最後，所述的真空抽氣口與機械泵、羅茨泵和擴散泵中的一種或者幾種組合連接，使爐管裡的真空度可以達到10Pa或者更低。所述充氣口通入氮氣、氬氣、氦氣或氫氣中的一種或幾種混合氣體，用於氣氛保護或者還原燒結。
與現有技術相比，本發明的優點在於設備簡單，改造成本低，與為實現快速冷卻，採用高溫爐管水淬或油淬相比，大大延長了爐管的使用壽命，降低燒結成本，也更加實用。
圖1本發明真空爐的高溫區、低溫區、連接法蘭盤和加熱爐的整體結構圖；圖2低溫區爐管的結構圖3耐火保溫材料塊與承燒盒、拉杆的連接圖。圖4真空抽氣口、充氣口於高溫爐管的結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一歩詳細描述。
如圖所示意，其中圖號是閥門l用於固定爐艙蓋，孔2用於拉杆移動，與拉杆3
為動密封結構，拉杆3與耐火保溫材料塊4連接，拉杆5連接耐火保溫材料塊4和承燒盒7，真空抽氣口 8用於連接機械泵、羅茨泵或擴散泵。充氣口 9用於通入氬氣、氮氣、氦氣或者氫氣，加熱爐IO，法蘭盤ll，高溫區爐管12，低溫區爐管13，快速移動裝置14。
一種快速變溫真空爐，其主要包括爐管和加熱爐10，爐管分成高溫區爐管12、低溫區爐管13，高溫區爐管12與低溫區爐管13連接，實現在高溫區爐管和低溫區爐管快速移動的裝置14，這些與對比文件中的傳統的技術是類似的，其發明關鍵之處在於快 速移動裝置14是低溫爐管13外端設置有爐窗蓋，爐窗蓋布置有孔2，拉杆3與孔2是 動密封配合，使拉杆3的裡端與爐管裡的承燒盒7直接連接固定，爐管布置有充氣口9 和真空抽氣口 8。真空抽氣口 8與機械泵、羅茨泵和擴散泵中的一種或者幾種組合連接， 使爐管裡的真空度可以達到10Pa或者更低。充氣口9可以通入氮氣、氬氣、氦氣或氫
氣中的一種或幾種混合氣體，用於氣氛保護或者還原燒結。
為了取得相對低溫效果，低溫區爐管13和連接部分在加熱爐10之外。高溫區爐管 12和低溫區爐管13採用相同的材料或者不同的材料組成如陶瓷或不鏽鋼，兩段爐管間 採用真空連接法蘭盤11連接，以防止漏氣。
必要時候，低溫區爐管13外部加裝水冷套管，以強化低溫效果，使高溫區和低溫 區的溫度差在400 1200。C。
拉杆3針對高溫區爐管與低溫區爐管的過渡區域布置有耐火保溫材料塊4，它可以 穿置固定在拉杆3上，防止高溫區向低溫區的熱量傳遞，耐火保溫材料塊4優選疏鬆的 多孔陶瓷材料。
最後，所述快速移動的裝置採用人工手動或電機控制，移動的時間控制在3~300秒， 達到快速移動效果。
當然，實施例子中，也可以採用承燒板，使拉杆的裡端間接地與爐管裡的承燒板連 接固定，如拉杆先與耐火保溫材料塊連接，而耐火保溫材料塊再通過另一拉杆與承燒板 進行連接，結構原理是類似的。
其使用過程是這樣的
通過閥門1打開艙蓋，放置燒結製品6於燒結盒7，並由拉杆3推放至燒結爐的均 溫區附近。
關閉艙蓋，拉杆3從孔2露出部分。拉杆3可以採用人工手動控制移動速度，或者 與步進電機等配合，更準確地控制移動速度。
打開真空抽氣口 8，採用機械泵、羅茨泵、擴散泵等抽真空裝置達到需要的真空度。 從充氣口 9通入惰性保護氣體或還原氣體。
打開加熱爐電源，按照設定的燒結程序升溫。
需要快速降溫時，抽出拉杆3，帶動承燒盒7向低溫區移動，以便快速降溫。需要 快速升溫時，推進拉杆3，帶動承燒盒7向高溫區移動，以便快速升溫。
依照燒結製品6燒結制度的不同，可一次或多次在高溫區和低溫區往復移動承燒盒
57。
最後關閉加熱爐電源，完成製品的燒結階段。
本發明與現有技術相比，最大的優點在於設備簡單，改造成本低。與為實現快速冷 卻，採用高溫爐管水淬或油淬相比，大大延長了爐管的使用壽命，降低燒結成本。
由於快速冷卻過程只是冷卻了燒結製品6、承燒盒7和陶瓷耐火保溫材料塊4等小 型件，降溫時高溫區的爐管溫度仍然維持不變，因此，本發明對於燒結需要多次往復快 速降溫和快速升溫的製品，減少了等待的時間，具有很大的便利。另外，這種升降溫的 設計方式，很大程度上降低了高低溫循環往復所需的能耗，往複次數愈多，能耗節約愈 顯著。
本發明已經按照實施方案進行了描述，可以理解，熟悉本設備及工藝的人員可很容
易地採用本發明的其他形式。因此認為凡依本發明權利範圍所做的均等變化與修飾，都
應屬於本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1、一種快速變溫真空爐，其主要包括爐管和加熱爐，爐管分成高溫區爐管、低溫區爐管，高溫區爐管與低溫區爐管連接，實現在高溫區爐管和低溫區爐管快速移動的裝置，其特徵在於快速移動裝置是低溫爐管外端設置有爐窗蓋，爐窗蓋布置有孔，拉杆與孔是動密封配合，使拉杆的裡端與爐管裡的承燒盒或承燒板直接或間接地連接固定；爐管布置有充氣口和真空抽氣口。
2、 根據權利要求1所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述的低溫區爐管和連接 部分在加熱爐之外。
3、 根據權利要求1或2所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述高溫區爐管和低 溫區爐管採用相同的材料或者不同的材料組成，兩段爐管間採用真空連接法蘭盤連接。
4、 根據權利要求3所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述相同的材料或不同材 料採用陶瓷或不鏽鋼。
5、 根據權利要求3所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述低溫區爐管外部加裝 水冷套管。
6、 根據權利要求1或2所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述拉杆針對高溫區 爐管與低溫區爐管的過渡區域布置有耐火保溫材料塊。
7、 根據權利要求1或2所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述快速移動的裝置 採用人工手動或電機控制，移動的時間控制在3~300秒。
8、 根據權利要求1或2所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述的真空抽氣口與 機械泵、羅茨泵和擴散泵中的一種或者幾種組合連接，使爐管裡的真空度可以達到10Pa 或者更低。
9、 根據權利要求1或2所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述充氣口通入氮氣、 氬氣、氦氣或氫氣中的一種或幾種混合氣體，用於氣氛保護或者還原燒結。
10、 根據權利要求1或2所述的快速變溫真空爐，其特徵在於所述高溫區和低溫區 的溫度差在400 1200°C。
全文摘要
一種快速變溫真空爐，其主要包括爐管和加熱爐，爐管分成高溫區爐管、低溫區爐管，高溫區爐管與低溫取爐管連接，實現在高溫區爐管和低溫區爐管快速移動的裝置，其特徵在於快速移動裝置是低溫爐管外端設置有爐窗蓋，爐窗蓋布置有孔，拉杆與孔是動密封配合，使拉杆的裡端與爐管裡的承燒盒或承燒板直接或間接地連接固定；爐管布置有充氣口和真空抽氣口。優點在於設備簡單，改造成本低，與為實現快速冷卻，採用高溫爐管水淬或油淬相比，大大延長了爐管的使用壽命，降低燒結成本，也更加實用。
文檔編號F27B9/02GK101493282SQ20081005932
公開日2009年7月29日 申請日期2008年1月23日 優先權日2008年1月23日
發明者易鵬鵬, 東 李, 旻 林, 閆阿儒 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所