[发明专利]烧结炉和制造切削刀具的方法

权利要求书

1.一种制造切削刀具的方法，所述切削刀具包括包含硬质相和粘结相的基体，所述方法包括：利用粉末冶金技术形成粉末压实生坯，将被放置在一个或数个托盘上的所述粉末压实生坯装到炉中，以及烧结所述粉末压实生坯，其中，所述炉包括隔热层(9)、位于所述隔热层(9)内的至少三个单独受控的加热元件，所述至少三个单独受控的加热元件包括竖直加热元件(5)、布置在所述炉上部的上部水平加热元件(6)以及布置在所述炉下部的下部水平加热元件(7)，其特征在于，操作所述至少三个加热元件，使得从烧结温度下降到至少所述粘结相的凝固温度的平均受控冷却速率为0.1℃/分钟-4.0℃/分钟。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述烧结温度下降到至少所述凝固温度的平均受控冷却速率为1.5℃/分钟-2.5℃/分钟。

3.如权利要求1-2所述的方法，其特征在于，所述竖直加热元件(5)至少部分地包围所述一个或数个托盘。

4.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述炉为竖直柱状炉。

5.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述竖直加热元件为竖直柱状加热元件(5)，所述竖直柱状加热元件(5)的直径D的范围为150mm至600mm，且优选为400mm至460mm，且所述竖直加热元件的高度H的范围为50mm至1000mm，且优选为530mm至630mm。

6.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述隔热层(9)由柱状隔热部分(10)、顶部隔热盘(11)和底部隔热盘(12)组成。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述柱状隔热部分(10)的厚度范围为20mm至60mm，优选为35mm至45mm，而所述顶部隔热盘(11)和所述底部隔热盘(12)的厚度范围为35mm至85mm，优选为55mm至65mm。

8.如权利要求6-7所述的方法，其特征在于，所述柱状隔热部分(10)的内径范围为1.04*D至2.0*D，优选为1.15*D至1.35*D，其中D为所述竖直柱状加热元件(5)的直径，且所述柱状隔热部分(10)的高度为1.1*H至2.5*H，优选为1.7*H至2.1*H，其中H为所述竖直柱状加热元件(5)的高度。

9.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述炉具有至少三个独立的热偶，包括分别靠近所述竖直柱状加热元件(5)、所述上部水平加热元件(6)和所述下部水平加热元件(7)定位的中间热偶(13)、上部热偶(14)和下部热偶(15)。

10.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在从所述烧结温度下降到至少所述粘结相的所述凝固温度的冷却过程中，由所述竖直柱状加热元件(5)施加超过70％的总功率。

11.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述一个或数个托盘被包围在由三个部分组成的柱状石墨甑中，所述三个部分为甑筒(2)、甑顶板(3)和甑底板(4)。

12.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述炉在空炉的情况中，即在没有任何托盘的情况中，在从1400℃下降到1200℃的温度范围中的平均自然冷却速率的范围为9℃/分钟至14℃/分钟。

13.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述炉具有位于炉批料的中间的一个额外的热偶(16)，用于在快速冷却步骤开始之前监测在所述炉批料中的所述粘结相的凝固。

14.一种烧结炉，包括：隔热层(9)；位于所述隔热层(9)内的至少三个单独受控的加热元件，所述至少三个单独受控的加热元件包括适合至少部分地包围一个或数个托盘的竖直加热元件(5)、布置在所述炉上部的上部水平加热元件(6)以及布置在所述炉下部的下部水平加热元件(7)，其中，所述至少三个加热元件能操作获得0.1℃/分钟-4.0℃/分钟的平均受控冷却速率。