一种单向热压高温振荡烧结炉.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CN106017098A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610334442.9(22)申请日2016.05.19(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处(72)发明人刘金铃安立楠(74)专利代理机构成都信博专利代理有限责任公司51200代理人张澎(51)Int.Cl.F27B21/00(2006.01)F27D7/06(2006.01)F27D9/00(2006.01)F27D19/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种单向热压高温振荡烧结炉(57)摘要本发明公开了一种单向热压高温振荡烧结炉，在常规炉体顶部设置热压烧结的同时，提供伴随热压过程的可调振动频率和振动幅度/压力的电磁振动加压装置。在高温烧结过程中，通过控制系统实现烧结压力的大小和频率变化，使烧结压力反复加卸载，从而实现振动烧结。本发明烧结炉在振动烧结中促使颗粒重排，加速体积收缩，达到迅速致密化的目的。可以显著提高烧结体的力学性能。CN106017098ACN106017098A权利要求书1/1页1.一种单向热压高温振荡烧结炉，主要结构包括炉体、温控系统、气控系统、压力系统、电控系统和冷却水循环系统，其特征在于：所述压力系统采用单向加压方式，上压头顶部设置有在热压烧结的同时提供振动频率0-300Hz可调，振动幅度/压力可调的电磁谐振施压装置。2.如权利要求1所述的单向热压高温振荡烧结炉，其特征在于：所述电磁谐振施压装置在预加载压力的基础之上，同时实现振动加压，压力波动范围在0—加载压力*25%MPa可调。3.如权利要求1所述的单向热压高温振荡烧结炉，其特征在于：所述压力系统的上下压头采用高强度石墨块制成，压头所承压力不低于60MPa。4.如权利要求1所描述的单向热压高温振荡烧结炉，其特征在于：炉体为单室蛤壳式，前开门，立式安装，炉体内存在加热室，加热室用于真空或保护气氛，发热体采用高纯石墨制成。5.如权利要求1所描述的单向热压高温振荡烧结炉，其特征在于：气控系统用以实现抽真空和充保护气氛操作。6.如权利要求5所描述的单向热压高温振荡烧结炉，其特征在于：所述气控系统保护气氛为氩气。7.如权利要求5所描述的单向热压高温振荡烧结炉，其特征在于：所述气控系统保护气氛为氮气。2CN106017098A说明书1/2页一种单向热压高温振荡烧结炉技术领域[0001]本发明涉及用于热压烧结法制备难烧结陶瓷和粉末冶金材料的烧结炉，具体是一种单向加压可调频，可调幅/调压的振动式热压烧结炉。技术背景[0002]由于高性能陶瓷和粉末冶金材料有明显不同于传统材料的独特性质：强度高、硬度高、耐腐蚀等，以及在航空航天、轨道交通和军事工业等领域的重要应用价值，使得世界各国科学家对其产生了广泛关注。其中热压烧结法是高性能陶瓷和粉末冶金材料制备中一种重要的且广泛使用的方法。热压烧结法是指在烧结炉中，将热压成型和高温烧结结合在一起，从而提高粉体致密度，减少空隙，提高材料性能。但是目前使用的热压烧结法使用单一加压，存在烧结时间长，耗能大，制品致密度不均匀等缺陷，从而影响产品性能。如果使用目前常用的热压烧结法来进一步提高制品致密度，必须提高烧结温度或烧结压力，这样会导致更多能源的消耗和更严重的环境污染。虽然有试图通过机械或液压振动的方式来解决此问题的方案,但这一方面无法实现高频的振动幅度/压力，另一方面也使得结构变得复杂，易于发生故障。发明内容[0003]鉴于上述热压烧结法的局限性，本发明的目的在于提供一种新型的单向振动加压热压烧结炉，能够有效提供大范围可调频交变压力，以提高高性能陶瓷和粉末冶金制品的性能。[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种单向热压高温振荡烧结炉，主要结构包括炉体、温控系统、气控系统、电磁压力系统、电控系统和冷却水循环系统等：电磁压力系统采用单向加压方式，上压头顶部设置有在热压烧结的同时提供振动频率0-300Hz可调，振动幅度/压力可调的电磁谐振施压装置。[0005]进一步地，所述电磁谐振施压装置在预加载压力的基础之上，还可以同时实现振动加压，压力波动范围在0—加载压力*25%MPa可调。[0006]本发明单向热压高温振荡烧结炉在实际使用时，受电控系统5进行控制，气控系统2能在一至五分钟内将炉体的压力降到10Pa，同时能够充入氮气等气体到炉体1中，为烧结做准备。随后，通过温控系统3加温，并通过电磁谐振施压装置4对加载压力、振动频率和幅度/压力进行控制，整个过程，水循环系统6起到冷却作用。[0007]本发明是在原有普通烧结炉的基础上，在炉子顶部加上了一个通过电磁谐振原理工作的可调频率和振幅/