[实用新型]用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种管式烧结炉，特别涉及一种用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉。

背景技术

烧结是将粉末或压坯在低于其主要组份熔点的温度下进行高温处理以增高工件机械强度的工艺过程。原位合成法基本原理是利用不同元素或化学物之间在一定条件下发生化学反应，而在金属基体内生成一种或几种陶瓷相颗粒，以达到改善单一金属合金性能的目的。陶瓷相作为复合材料的分散相或增强相，其颗粒度的大小的一致性以及其在复合材料基体内分布的均匀性均会对复合材料的力学性能以及其他性能产生影响，因而在制备此类复合材料的过程中尤其要注意分散相的分布均匀性，使得分散相在该复合材料的基体中分散均匀。而常用管式烧结炉中多采用旋转式管式炉，尽管可以使炉管内的复合材料的原料受热均匀，使得复合材料的原料能够较快的熔化并进行反应。但复合材料的制备后期，由于旋转式管式烧结炉自身旋转速度的限制，复合材料中的分散相在复合材料基体中分散不均匀，还会出现集聚现象，而且分散相的颗粒度也会出现较大差异，从而对复合材料的整体性能产生影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型在于提供一种用于制备颗粒增强复合材料的管式烧结炉，既能保证管式烧结炉中制备复合材料的原料能够受热均匀，又能使反应生成的分散相(陶瓷相)颗粒度大小相近，且分散相在复合材料的基体中分担较为均匀。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉，包括加热单元、保温单元、冷却单元、炉体和超声波搅拌装置，所述加热单元包括第一段炉管和加热元件，所述加热元件设在所述第一段炉管内；所述保温单元包括第二段炉管和加热组件，所述加热组件设在所述第二段炉管内；所述冷却单元包括第三段炉管；所述炉体包括保温层、循环水冷却层和炉壳，所述循环水冷却层设在所述保温层和所述炉壳之间，所述炉壳上设有所述循环水冷却层的进水口和出水口；所述超声波搅拌装置包括超声波发生器和超声波传导层，所述超声波发生器通过超声波导体与所述超声波传导层连接导通；所述第一段炉管、所述第二段炉管和所述第三段炉管依次分别设在所述炉体内，所述第一段炉管与所述第二段炉管之间和所述第二段炉管与所述第三段炉管之间分别通过隔热板连接；所述第一段炉管外侧设有所述保温层，所述保温层外侧设有所述炉壳；所述第二段炉管外侧设有所述超声波传导层，所述超声波传导层外侧设有所述保温层，所述保温层外侧设有所述炉壳；所述第三段炉管外侧设有所述超声波传导层，所述超声波传导层外侧设有所述保温层，所述保温层外侧为所述循环水冷却层，所述循环水冷却层外侧为所述炉壳。

上述用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉，所述超声波发生器设在所述炉体外。

上述用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉，所述第一段炉管为碳化硅炉管。

上述用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉，所述第二段炉管为碳化硅炉管。

上述用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉，所述第三段炉管为石英炉管。

上述用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉，还包括抽真空系统。

上述用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉，所述抽真空系统包括至少两个真空泵，两个所述真空泵串联连接。

本实用新型的有益效果是：

1.采用超声搅拌，可以使在复合材料制备后期阶段中先行结晶出来的陶瓷相晶粒大小均匀，同时还可以使得陶瓷相在基体内的分布比较均匀，从而使得所制备出的复合材料性能较为一致，不会出现忽好忽差的现象。

2.采用水冷系统和风冷系统相结合的冷却装置，确保炉体不会出现局部温度骤变导致炉体结构受损，同时还确保了复合材料制备后期成品复合材料的整体降温的一致性和均匀性，避免成品复合材料内部产生热应力，进而避免对成品复合材料的性能产生影响。

3.本实用新型采用真空泵组来实现在真空状态下制备复合材料，避免因采用氢气作为保护气体而带来的潜在的爆炸事故，同时降低了整个复合材料的制备过程中的保护气的用量，从而降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型用于制备颗粒增强铝基复合材料的管式烧结炉的结构示意图。

图中：1-加热单元，2-保温单元，3-冷却单元，4-炉体，5-超声波搅拌装置，6-第一段炉管，7-加热元件，8-第二段炉管，9-加热组件，10-第三段炉管，11-炉壳，12-保温层，13-超声波传导层，14-循环水冷却层，15-隔热板，16-进水口，17-出水口，18-超声波发生器，19-抽真空系统，20-通气管。