烧结炉以及基于该烧结炉的硬质合金烧结方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111906303A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010804218.8(22)申请日2020.08.10(71)申请人河南荣泰耐火材料有限公司地址450001河南省郑州市高新区郑州高新技术产业开发区科学大道89号附1号(72)发明人邵丹(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人刘桐亚(51)Int.Cl.B22F3/10(2006.01)B22F3/00(2006.01)C22C1/05(2006.01)C22C1/10(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称烧结炉以及基于该烧结炉的硬质合金烧结方法(57)摘要本发明提供了一种烧结炉以及基于该烧结炉的硬质合金烧结方法，涉及合金烧结技术领域。所述烧结炉的炉体内部设置有外围包覆电辅助加热层和保温层的烧结盒，同时该烧结炉还设置有微波加热装置、真空装置、快冷装置和惰性气体充气装置。因此，在烧结时可以实现真空条件下，电辅助加热和微波加热的同时加热工作，有效缓解了现有电加热真空烧结炉保温时间长，烧结温度高，合金晶粒长大无法有效控制的问题，或着现有微波烧结炉由于合金制品表面温度低于内部，出现负的温度梯度现象而导致的烧结效果不佳的问题。CN111906303ACN111906303A权利要求书1/2页1.一种烧结炉，其特征在于，所述烧结炉包括具有中空腔体的炉体、烧结装置、微波加热装置和真空装置、快冷装置；其中，所述烧结装置包括设置于炉体内部的用于放置烧结物料的烧结盒以及依次包覆于烧结盒外围的电辅助加热层和保温层；所述微波加热装置为微波磁控管，微波磁控管安置于炉体顶部及两侧，且均匀交叉分布；所述真空装置为真空管道，真空管道与炉体内部相连通，为炉体提供真空环境。2.根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于，所述烧结盒主要由氧化铝、多晶莫来石、氮化硅陶瓷或石墨材料制得，优选为纤维板；优选地，所述电辅助加热层主要由碳纤维、碳复合材料、碳化硅或石墨材料制得；优选地，所述保温层主要由氧化铝、莫来石、锆纤维及石墨碳纤维材料制得，优选为石墨碳纤维材料。3.根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于，所述炉体包括炉门、气动开关和循环水冷却水套。4.根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于，所述微波加热装置包括多个微波磁控管，用于将微波向炉体内传导。5.根据权利要求1～4任一项所述的烧结炉，其特征在于，所述烧结炉还包括收蜡管道，所述收蜡管道与炉体内部相连通，在使用石蜡作为成型剂进行烧结时，用于将石蜡排出；优选地，所述烧结炉还包括充气管道，用于充入惰性气体；优选地，所述烧结炉还包括快冷装置，所述快冷装置包括炉体顶部惰性气体充气入口、炉体尾部内置循环水水冷疑器和电机风扇、整个炉体周身装置循环水冷却套；优选地，所述烧结炉还包括测温装置，优选为钨铼热电偶。6.根据权利要求1～4任一项所述的烧结炉，其特征在于，所述烧结炉还包括控制系统，所述控制系统与炉体、烧结装置、微波加热装置和真空管道电信号连通。7.一种基于权利要求1～6任一项所述的烧结炉的硬质合金烧结方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将待烧结合金压坯放置于权利要求1～6任一项所述烧结炉的烧结盒中；在微波加热装置和电辅助加热层同时加热的条件下，依次进行脱脂处理、脱氧脱气处理、烧结处理和降温处理，得到硬质合金。8.根据权利要求7所述的硬质合金烧结方法，其特征在于，所述脱脂处理的烧结条件至少满足如下中的至少一个：真空度10～20Pa，脱脂温度450～550℃，升温时间10～30min，升温速度5～10℃/min；优选地，所述脱氧脱气处理的烧结条件至少满足如下中的至少一个：真空度5～10Pa，温度850～1200℃，升温时间15～30min，升温速度10～20℃/min；优选地，所述烧结处理的烧结条件至少满足如下中的至少一个：真空度1～10Pa，烧结温度1370～1400℃，保温时间20～30min。9.根据权利要求7所述的硬质合金烧结方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)、脱脂处理：将待烧结合金压坯放置于上述烧结炉的烧结盒中，在真空度10～20Pa下，以5～10℃/min的升温速度升温至450～550℃，随后保温10～30min，得到脱脂处理后的2CN111906303A权利要求书2/2页坯件；(b)、脱氧脱气处理：将脱脂处理后的合金，在真空度5～10Pa下，以10～20℃/分钟的升温速度升温至830～850℃，保温5～10min，随后继续以10～20℃/分钟的升温速度升温至1150～1200℃，保温10～20min，得到脱氧脱气后的坯件；(c)、烧结处理：将脱氧脱气后的坯件，在真空度1～10Pa下，