[发明专利]一种复合电极压头及放电等离子烧结设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合电极压头以及含有该复合电极压头的放电等离子烧结设备。

背景技术

放电等离子烧结是目前世界上用于制备功能材料的最先进的烧结技术之一，广泛应用于纳米材料、磁性材料、电子材料、精细陶瓷、非晶合金、硬质合金及复合材料的快速、高品位烧结，是新型功能材料研究开发和生产的理想设备，是传统烧结炉的理想替代品。放电等离子烧结一般采用开关脉冲直流通电加热方式，使材料自身直接加热进行烧结，直流电脉冲作用于微粒子层面，可以显著提高对许多材料的烧结活动，具有升温速度快、烧结时间短、高效节能、烧结体品位高等优点。电极压头是放电等离子烧结设备中的重要部件，现有放电等离子烧结设备的电极压头采用一种材质制成，出于电极压头高温强度的考虑，其一般采用合金钢制成，由于合金钢的电阻较大，故而电极压头的电阻较大，电流通过电极压头到达模具时，会使电极压头具有较大的热损耗而被损坏，而且也会由于过热而损坏电极压头上的真空密封。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合电极压头，旨在解决现有电极压头热损耗大和由于过热而容易损坏的问题。

本发明的另一目的在于提供了一种放电等离子烧结设备，旨在解决现有设备中电极压头电阻较大，通电时热损耗大，导致其容易损坏真空密封及压头的问题。

本发明是这样实现的，一种复合电极压头，其是由具有不同导电性能的压头和电极复合制成，所述电极置于压头之内，所述电极的导电性能优于压头的导电性能。

优选地，所述电极的电阻小于压头的电阻。

优选地，所述压头由不锈钢或锰合金钢材料制成，所述电极由铜或铜合金材料制成。

进一步地，所述压头内设有用于降温的循环水路。

进一步地，所述压头的一端还设有保护台。

优选地，所述保护台为石墨材料或钨合金钢制成。

本发明还提供了一种放电等离子烧结设备，包括上述用于给放电等离子烧结设备上的模具通电和加压的复合电极压头，所述复合电极压头分别置于模具的两端。

进一步地，放电等离子烧结设备还可包括用于放电等离子烧结设备的安装支架，真空室，真空系统、液压系统、开关脉冲直流电源和控制单元，其中，所述真空室置于支架上，所述复合电极压头分别置于真空室的上下两端，所述开关脉冲直流电源和控制单元与复合电极压头电连接，所述复合电极压头与液压系统连接，所述真空室与抽真空系统连接。

进一步地，放电等离子烧结设备还包括用于防止模具过快散热及保护真空室的隔热屏，所述隔热屏装置于真空室内，所述模具置于隔热屏内。

有别于现有技术，本发明由于将电极和压头分别用不同的金属材料制成复合电极压头，且电极的导电性能优于压头的导电性能，因此在用作放电烧结设备元件时，大部分电流都通过电极到达模具，可使压头的热损耗显著降低，因此可以避免压头由于过热而容易损坏之缺陷，同时还可解决压头周边部件的真空密封问题，故而提高了产品的使用寿命，降低了使用成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种放电等离子烧结设备的主视示意图。

图2是本发明实施例提供的复合电极压头的剖视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图2，本发明实施例首先提供了一种复合电极压头15，包括压头151和电极152，所述电极152置于压头151之内，由压头151将其完全包覆，使之成为一体，其用于与外接电源连接的连接螺栓1521延伸于压头151之外。所述压头151和电极152分别采用不同材质的金属材料制成，其中所述电极152可由导电导热性能较好金属银、铜或它们的合金制成，本发明实施例电极152的材质可采用金属铜或其合金，能保证其良好的导电导热性能，相比起金属银，其又比较廉价。由于压头151在其应用过程中需将压力传递到加工件上，因此，压头151要有一定的高温强度，本发明压头151采用不锈钢或合金钢材料便能达到上述要求，不锈钢材料具有的导电性和不易生锈的性能，既能保证压头151的高温强度，又可延长产品的使用寿命。本发明复合电极压头15由于铜或铜合金之电阻远小于不锈钢或锰合金钢的电阻，可使得电极152的导电性能应优于压头151的导电性能。通电后，大部分电流通过电极152，压头151的热损耗显著降低，使整个复合电极压头15的发热量较小，可以避免复合电极压头15由于过热而损坏，从而实现了本发明的目的。