[发明专利]一种硬质合金及金属陶瓷脱脂炉炉膛内气道结构

说明书

一种硬质合金及金属陶瓷脱脂炉炉膛内气道结构，包括进气管，进气管向上穿过设置在炉膛底部尾端上，位于炉膛内的进气管上端设有第一导气管、第二导气管和第三导气管，位于炉膛内的进气管部分在靠近炉膛底部的位置上设有第四导气管；所述的第一导气管、第二导气管、第三导气管和第四导气管均沿炉膛的轴向水平设置，第一导气管和第三导气管分别设置在烧结工作区上方两侧的位置上，第二导气管设置在烧结工作区正上方，第四导气管上设置在烧结工作区正下方。采用上述结构，能够保证产品在脱脂过程中的碳含量、体积收缩和失重率的均匀性，解决目前国内金属陶瓷产品基体性能不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及机械加工和粉末冶金领域，特别是一种硬质合金及金属陶瓷脱脂炉炉膛内气道结构。

背景技术

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具因具有较高的硬度、耐磨性、红硬性、优良的化学稳定性以及极低的摩擦系数而受到国内外的普遍关注，主要应用于钢材和铸铁的高速精加工。Ti(C,N)基金属陶瓷已显示了其作为传统的WC-Co硬质合金的升级替代材料的巨大潜力。其高温硬度优于高速钢和WC基硬质合金，韧性优于陶瓷和超硬材料刀具，在加工范围上也刚好填补了WC基硬质合金刀具与陶瓷刀具之间的空白。

近年来我国有关部门也投入大量力量并已研制出一些牌号的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具，其产品在切削领域可以部分取代YG8、YT15等硬质合金刀具。但国内的硬质合金和金属陶瓷刀具的生产状况不容乐观，表现出来的特征是生产质量不稳定，无法与进口刀片相媲美。中国市场上正在试用的金属陶瓷刀具的综合性能明显低于日本市场上常用的金属陶瓷刀具的性能，且产品性能不稳定，特别是强韧性较差，因此金属陶瓷刀具基本上没有得到实际应用。

金属陶瓷生产工艺复杂、影响因素多，工业用金属陶瓷对基体材料的性能要求高，提高和稳定其性能一直是粉末冶金工艺中的最大难点。金属陶瓷基体材料的生产工艺流程通常为原料配比→混料→浆料干燥→掺胶→造粒→模压成形(或挤压成形)→脱脂→烧结。粘接剂的脱除过程即脱脂过程对烧结体基体组织和性能有决定性的影响。炉膛内脱脂载气的进气方式和载气流的均匀性是影响烧结体基体内碳含量进而影响烧结体后续烧结过程中的收缩系数、气孔、缺陷及组织结构，是决定烧结体最终性能和性能均匀性的关键性因素，是精密刀片基体生产中控制刀片质量的主要环节。

目前硬质合金行业常用的脱脂方案为脱脂烧结一体化工艺，炉内气路布置在绝热层外的炉膛内壁一侧，采用单通道外气道气路布置方案，载气由导气管道进入炉腔，充满炉膛内壁与绝热层之间的空腔，通过绝热层渗入烧结区；再由烧结区通过工作箱侧盖与箱体之间的缝隙和顶部的进气口进入到工作箱内，实现烧结体的脱脂过程。排气口布置在工作箱中间底部，载气通过排气口排出。中国专利CN201520506995.9就是这一类载气流通结构。这种结构存在工作箱和炉膛的压力差匹配问题，压力差控制不好容易造成蜡蒸汽向炉膛内倒灌而污染炉膛。石墨工作箱侧盖与箱体之间需要在水平方向对侧盖施加压力以固定侧盖，同时保证侧盖与箱体的垂直密封面有一定的缝隙；但在装配时难以保证四组螺栓产生均匀的压力，侧盖容易产生垂直面和水平面的歪斜，且随着温升石墨侧盖和箱体的热膨胀作用会减小缝隙，从而影响载气流从侧盖间隙进入工作箱的方向和流量而产生脱脂均匀性问题。

随着加工业加工精度要求的日益提高，对于精密加工和高端加工所需的刀具产品的尺寸精度、加工使用性能均一性的要求更加严格。因此，为了获得基体材料的尺寸和性能更高的均匀性，需要对脱脂过程中炉膛内载气的流动均匀性、气路的布置方案进行有效设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硬质合金及金属陶瓷脱脂炉炉膛内气道结构，能够保证产品在脱脂过程中的碳含量、体积收缩和失重率的均匀性，解决目前国内金属陶瓷产品基体性能不稳定的问题。