[实用新型]金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉，尤其涉及了一种金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置。

背景技术

产品在金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉中，经脱脂、烧结后进入冷却工艺。冷却分自然冷却、强制冷却和封入冷却。自然冷却和封入冷却不启动风机。自然冷却是进入冷却工艺后，加热停止，让产品自然冷却下来，没有任何气流经过；封入冷却是进入冷却工艺后，加热停止，充入一定压力的保护气体，让产品在一定压力的气氛中慢慢冷却下来。这两种冷却方式的冷却速度很慢，导致生产效率低。客户为了生产效率，通常会选择强制冷却。强制冷却是进入冷却工艺后，炉体内压力达到风机启动压力，风机启动，炉体内产生定向气流循环，如图1所示，其为强制冷却时的定向气流循环图，图中箭头表示气体的流向。

炉体1上设有夹套4，炉体1内还设有隔热材筒2和发热体3，夹套4与隔热材筒2间的通道为气流通道5，烧结炉上的料箱6置于炉体1中部，烧结炉前后两边均设有隔热材门7，隔热材筒2两边靠近隔热材门7的地方设有挡风罩15，在进入冷却工艺后，隔热材门7均为打开，冷却风机14启动形成风量，气流从叶轮9两边排出流经气流通道5，再进入设置有料箱6的炉体1内部，再由叶轮9中间吸入，叶轮9为轴流叶轮，它能使气流由叶轮9中间吸入再从叶轮9两边排出。夹套4内通有循环冷却水，其可把气流经过气流通道5时留在炉体1内壁上的热量带走。强制冷却也称急速冷却，一旦启动冷却风机14，其转速是不变的。

烧结工艺结束后，产品12温度降到冷却开始温度。冷却开始温度一般设定在≤1200℃，但是如果冷却开始温度设定太高，在实施强制冷却时，其冷却速度太快，对产品12性能参数等都会有影响，如变形，开裂，尺寸偏差，硬度影响等问题，另外对陶瓷板11会造成开裂影响。如图3所示，料箱6内设有料板10，料板10上设有陶瓷板11，产品12放置在陶瓷板11上，陶瓷板11的作用是防止高温时产品12与料板10粘在一起。如果从高温（例：1200℃）就开始强制冷却，其冷却速度太快，会使陶瓷板11开裂。所以需要将产品12温度降至比较低的温度（例：600℃～900℃）后再开始强制冷却。但是从较高的温度降到开始实施强制冷却而不会影响产品12性能和陶瓷板11开裂情况的温度所用的时间很长。例如在炉型VM48/48/200烧结炉上烧结完成后，产品12温度从1200℃降到900℃，自然冷却所用的时间是105min，而强制冷却所用的时间是30min，自然冷却比强制冷却的所用时间要多75min。

对于客户而言，冷却速度越快，生产效率越高，但前提是必须保证对产品和陶瓷板无影响。

另外，从高温直接开始强制冷却对产品的硬度也有影响，例：沉淀型马氏体不锈钢17-4PH，在金属粉末注射成形行业内，不锈钢17-4PH开始强制冷却的温度一般设定为600℃左右，因为从高温（例1000℃）就开始直接强制冷却会使不锈钢17-4PH的硬度提高。在炉型为VM48/48/200的烧结炉上测量的在不同温度下开始强制冷却后对17-4PH硬度的影响情况见表1。

表1：设定不同温度下开始强制冷却后测得17-4PH的HV硬度

开始强制冷却(℃)HV硬度600200