[发明专利]一种多功能复合场作用下的快速烧结炉

说明书

本发明涉及一种多功能复合场作用下的快速烧结炉，主要结构包括炉腔、炉体、支撑台、活塞杆、工作台、液压表、油箱、液压泵、支架、油管、真空泵、真空管、超声波发生器、脉冲电源、换能器、变幅杆、电隔离器、热电偶、烧结模具、液压油缸、控制柜；是针对耐磨材料、超硬材料及耐高温材料在烧结过程中，烧结温度高、烧结时间长、致密度低和性能差等缺点，设计采用脉冲电流为加热热源辅助施加高频振动的超声波，使得烧结材料在烧结过程中烧结时间短、烧结温度低、致密度高、性能优异，降低能耗，烧结炉实现了电控、机械和超声波相结合，本快速烧结炉设计先进、结构紧凑、安全可靠、安装使用方便，烧结速度快，适用性能好，是先进的高温快速烧结炉。

技术领域

本发明涉及一种多功能复合场作用下的快速烧结炉，属烧结设备设计与制造的技术领域。

背景技术

耐磨材料、超硬材料及耐高温材料在航空航天、电子电工、核电军工等领域有着广泛的应用前景。但由于耐磨材料、超硬材料及耐高温材料多采用高熔点的陶瓷颗粒为主要原料，通过高温热压烧结而成。采用传统的烧结方法，存在烧结过程中，温度高、烧结时间长、材料的致密度低、性能差的缺点，严重影响材料的力学性能。

为了降低烧结温度，提高烧结材料的力学性能，降低能源消耗，采用脉冲电流为加热热源，电流通过烧结材料直接进行加热，减少加热过程中的热量损耗。同时电流的集肤效应和尖端放电效应可以在烧结材料的颗粒表面形成局部的高温，降低烧结材料的整体烧结温度，避免烧结材料晶粒的粗化长大，有利于提高烧结材料的性能。

在烧结过程中，烧结温度低于材料的熔点，材料处于固态或半固态，不利于材料的流动，容易在材料内部产生裂纹和气孔等缺陷。在烧结过程中施加高频振动的超声波，可以有效的降低烧结材料内部的裂纹和气孔，减少烧结材料内部的缺陷。同时在超声波高频振动的作用下，颗粒之间产生的摩擦热有利于烧结过程的进行，降低能耗，可以进一步的提高烧结材料的致密度和力学性能。

目前，对于耐磨材料、超硬材料及耐高温材料的烧结设备较为落后，尚未有将脉冲电流和高频振动的超声波结合在一起的高效节能烧结炉，这一技术还在科学研究中。

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的弊端，设计一种多功能复合场作用下的快速烧结炉，采用脉冲电流作用下产生的电场和在高频超声波作用下产生的超声波场复合实现烧结材料的快速烧结，并配有真空泵和加压装置，通过电控箱实现控制，增加可操作性和安全性，进而提高烧结炉的烧结功能和烧结效果。

技术方案

本发明主要结构包括：炉腔、炉体、支撑台、活塞杆、工作台、液压表、油箱、液压泵、支架、油管、真空泵、真空管、超声波发生器、脉冲电源、换能器、变幅杆、电隔离器、热电偶、烧结模具、液压油缸、控制柜；

快速烧结炉为立式，在快速烧结炉的上部为超声波换能器，超声波换能器与超声波发生器连接，超声波换能器的下部安装有变幅杆，超声波换能器与变幅杆之间设置有电隔离器，在变幅杆上部设置有通电导线；快速烧结炉的左下部安装有油箱，油箱上安装有液压泵和液压表，液压泵通过进油管和出油管与液压油缸连通，液压油缸上设置有活塞缸，活塞杆上连接支撑台，支撑台上放置烧结模具，烧结模具上安装有热电偶；在快速烧结炉的右下部设置有真空泵，真空泵通过真空管与快速烧结炉内部连通；在快速烧结炉的右侧设置有控制柜，控制柜上设置有显示屏、脉冲电流控制器、液压油缸控制器、超声波控制器、真空泵控制器、温度控制器和电源开关，各部之间通过导线连接。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对耐磨材料、超硬材料及耐高温材料在烧结过程中，烧结温度高、烧结时间长、致密度低和性能差等缺点，采用脉冲电流为加热热源，辅助施加高频振动的超声波，烧结材料烧结时间短、烧结温度低、致密度高、性能优异，降低能耗，烧结炉实现了电控、机械和超声波相结合，本快速烧结炉设计先进、结构紧凑、安全可靠、安装使用方便，烧结速度快，适用性能好，是先进的高温快速烧结炉。