[发明专利]微波连续化烧结材料制品的装置及实现

说明书

技术领域

本发明涉及微波烧结材料，特别是涉及微波连续化烧结材料制品的装置及实现。

背景技术

微波烧结技术是利用微波加热技术对材料进行烧结的一种高新技术，它具有均匀加热、烧结温度低、烧结时间短、选择性加热、能量利用率和加热效率高、安全卫生无污染、容易实现工业控制等优点，尽管只有二十年的发展历史，却在陶瓷材料和复合材料领域中成为研究开发的热点。同常规烧结相比，微波烧结可显著提高材料致密化速率，同时细化晶粒、晶界，改善材料显微结构，从而大幅度提高材料的强度。现在微波连续化烧结一般采用传送带式、滚道式或升降机式的氧化物烧结，或采用封闭式腔体实施一炉多片的方法提高非氧化物烧结量。微波烧结对陶瓷材料性能的改善可以对金刚石制品的性能同样发挥作用。如微波烧结温度的大幅度降低和烧结时间的缩短及均匀的加热特性可以极大地改善由于在高温条件下热压烧结法产生的金刚石石墨化和热龟裂。由此，快速均匀加热材料而不引起开裂或形成集中的热应力，以及材料内部形成均匀的细晶结构和高的致密度等，从而提高其力学性能。利用金刚石和硬质合金这两种材料的优点，加上微波烧结这种新烧结技术，开发出了用金刚石粉末和硬质合金粉末混合压制后用微波烧结的一种新型的金刚石-硬质合金复合材料制品，可提高金刚石-硬质合金复合材料制品的性能，且降低生产成本，提高加工效率，降低原材料的消耗。

但是，如何对这种金刚石-硬质合金复合材料制品实施连续烧结，尚没有很好的办法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种微波连续化烧结材料制品的装置，该装置既可以将金刚石-硬质合金制品在微波加热腔中实现非氧化物的连续烧结过程，又可以实现多种氧化物的连续烧结过程。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的微波连续化烧结材料制品的装置，包括加热腔体、微波发生器以及充气和抽真空管道，在加热腔体的上方设有送料器，下方设有出料器，进、出料器均为两层结构，其中：送料器的上层是转盘，下层是定盘；出料器则相反，定盘在上，转盘在下；所述转盘和定盘各开有一个孔，当其相对运动至孔对齐后，供石英坩埚通过。

本发明还提供了利用上述的装置对金刚石-硬质合金制品的微波连续化烧结的方法，其包括送料、充气、预热、微波烧结、冷却和出料步骤。

本发明提供的上述装置，在其加热腔体中实现非氧化物和多种氧化物的连续烧结。

本发明与现有技术相比，不仅结构简单，能够实施微波烧结的新方法，实现非氧化物的连续烧结过程和多种氧化物的连续烧结过程，而且烧结速率快，无环境污染。

附图说明

图1为本发明微波连续自动化烧结装置结构示意图。

图中：1.石英坩埚；2.生料；  3.生料仓；  4.转盘；  5.固定盘；  6.步进电机；7.计数器；  8.接口；9.密封圈；  10.细石英管；  11.预热腔；12.烧结腔；  13.粗石英管；14.冷却腔；  15.成品仓。

具体实施方式

本发明提供的微波连续化烧结金刚石-硬质合金制品的装置，利用常用的微波发生器同改进的加热腔体相连，加热腔体部分的结构如图1所示：包括加热腔体、微波发生器以及充气和抽真空管道，充气和抽真空管道采用金属密封与管道接口8相连，管道接口8位于圆筒盖板的侧部。圆筒盖板(图中未编号)起气流均化作用，它位于计数器和加热腔体的预热腔11之间，并且通过法兰连接。在加热腔体的上方设有送料器，下方设有出料器。进、出料器均为两层结构，其中：送料器的上层是转盘4，下层是固定盘(简称定盘)5；出料器则相反，定盘5在上，转盘4在下；所述转盘和定盘各开有一个孔，当其相对运动至孔对齐后，供石英坩埚1通过。转盘4由步进电机6带动旋转。

所述的加热腔体可由连通的预热腔11、烧结腔12和冷却腔14组成，它们自上而下排列，并且各腔体之间可由密封圈9进行密封。为了保证制品加热部位可充气和抽真空的需要，在加热腔体增设了石英管并与该腔体密封，使得烧结保护气体仅能进入石英管内，以节约烧结保护气体；在粗石英管(简称石英管)13内部套有一个细石英管10用于传输烧结试样，用充气和抽真空管道8充气和抽真空，为了保证该管道充气能够均匀，在细石英管上方加了一个环状盖筒，使保护气体能够均匀地进入到细石英管内，气压略高于大气压，可以起到排除石英管内空气的作用。

在送料器的定盘5的下方设有计数器7。该计数器为光电传感器。

本发明提供的上述装置，能够对金刚石-硬质合金制品实施微波连续化烧结，具体是采用包括以下步骤的方法：