[发明专利]材料烧结器

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金烧结设备和方法。

背景技术

工业上，烧结多孔材料滤芯（包括金属滤芯、陶瓷滤芯）都是在烧结炉中批量生产的。目前的烧结炉，仅由分布于炉腔周边的电加热元件进行加热，滤芯烧结生产时，炉腔中往往放置有数十件滤芯坯件，它们中有的距离电加热元件较近，有的距离电加热元件较远，分布在炉腔周边的电加热元件首先将其附近的坯件加热，然后这些先被加热的坯件再向离电加热元件较远的坯件辐射热量，从而使炉腔中的所有坯件逐渐被加热到设定的保温温度上。显然，这类烧结炉存在升温过程中炉腔内的温度场不均匀的问题，且升温时间长，能耗高。

以往，生产烧结多孔材料滤芯的原料粉多为合金粉，烧结时主要靠粉末颗粒之间的间隙以及造孔剂的挥发来成孔，这种情况下，保证烧结炉内的保温温度比较关键，而对于升温过程中炉腔温度场的均匀性要求并不严苛。而本发明的申请人倾向于使用元素粉来生产烧结多孔材料滤芯，烧结时主要靠不同元素间本征扩散系数不同所引起的偏扩散反应来成孔，这时，就要求烧结过程中炉腔的温度场非常均匀，否则，将导致同一批次的坯件处于不一致的反应温度中，最后影响到产品质量的一致性。

由本发明的申请人申请的、公开号为CN102872650A的中国专利文献中提出了在炉腔芯部增设电加热元件来提高升温过程中烧结炉炉腔温度场的均匀性。这种方案虽然能够在一定程度上改善温度均匀性问题，但还不能实现对各个坯件的加热温度进行精确的控制，并且还会进一步提高系统能耗。实际上，对于烧结一致性问题，以往总是从提高烧结炉炉腔温度场均匀性的角度来考虑，并且，为保证生产效率，甚至期望烧结炉能够容纳更多的坯件。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种能够对坯件的加热温度进行更精确控制的材料的烧结生产系统、材料的烧结生产方法及单坯烧结器。

本发明的材料的烧结生产系统包括呈阵列布置的多个微坯量烧结器，每一个微坯量烧结器中均有独立且可控的加热系统；微坯量烧结器的内腔构成微坯量容置烧结区，所述加热系统的加热元件在该微坯量容置烧结区周围分散的布置。微坯量烧结器是一种其微坯量容置烧结区内的坯件容量比普通烧结炉炉腔的坯件容量要少的多的烧结设备；就管状（或蜡烛状）的烧结多孔材料滤芯而言，微坯量烧结器的容量只为3至8件以下。由于采用了微坯量烧结器，且每一个微坯量烧结器中又有独立且可控的加热系统，故每一个微坯量烧结器中的加热系统所覆盖的加热区域将十分有限，这样，各微坯量烧结器内的温度场势必更加均匀、可控，且升温更迅速，同时也有助于节约整个系统的能耗；将多个微坯量烧结器阵列布置，布置数量根据生产规模决定，从而保证了生产效率。

另外，该烧结生产系统最好还包括令微坯量烧结器按设定阵列布置的定位体，所述微坯量烧结器可拆卸式设置于定位体中相应的安装工位上，进而形成一个被传送的进出于该烧结生产系统的烧结单元。这样，就可事先将坯件装入微坯量烧结器内，然后再把装有坯件的微坯量烧结器传送并放置（可以由人工进行操作，也可以采用专用机构实现微坯量烧结器的自动化传送和安装）到定位体中相应的安装工位上，从而将烧结生产流程进一步细化，使得烧结生产的工作效率更高。

所述加热系统一般应采用电加热元件，这时，所述微坯量烧结器与定位体之间最好有配对的电连接端子，正确定位后该对电连接端子彼此接触以便为电加热元件输送电流。作为定位体的一种具体结构，所述定位体包括烧结器安装底座，烧结器安装底座上根据微坯量烧结器的安装工位布置有电插座，微坯量烧结器的底部有与对应电插座匹配的电插头。这样，只需将微坯量烧结器安装到烧结器安装底座上，电插头与对应的电插座之间即可自行接合，更加方便和快捷。

为实现真空烧结，该烧结生产系统还包括用于与微坯量烧结器的排气端口对接的烧结气氛排气装置，所述烧结气氛排气装置与真空泵连接。当微坯量烧结器可拆卸式设置于定位体中相应的安装工位上时，作为烧结气氛排气装置的具体结构，所述烧结气氛排气装置包括与微坯量烧结器对应的排气歧管，该排气歧管的一端通过中间连通机构与对应微坯量烧结器的排气端口可分离连接，另一端通过主排气管道与真空泵连接；排气歧管上设有阀门。中间连通机构的作用是将排气歧管的一端与对应微坯量烧结器的排气端口可分离连接，其具体形式可以是多样化的。