[实用新型]一种微波热压烧结炉用模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微波热压烧结炉用模具，属于微波冶金设备、粉末冶金技术、材料烧结等领域。

背景技术

微波热压烧结炉结合了微波烧结和热压烧结两者的优点。具有微波烧结整体加热、选择性加热、升温速度快、烧结时间短、易于控制、环境友好等特点，易得到均匀

致密的细晶结构，提高了产品的物理、力学性能，同时具有热压烧结大大降低样品成型压力缩短烧结时间、制得密度极高和晶粒极细的材料的优点。因而微波热压烧结对烧结硬质合金、高密度合金、超硬材料、功能陶瓷等材料具有潜在的优势，可以在高温、抽真空条件下进行热压烧结处理，也可在充气保护情况下就行热压成形烧结。

但是微波热压烧结过程中工作压力为20～360KN。找到一个合适的模具对于微波热压烧结炉的正常使用至关重要。传统的钢制模具在微波腔体中对微波是反射的，无法对物料进行有效的加热。内径较小的石墨模具无法承受热压压头的压力而被压裂。物料在料层中加热烧结完成后的脱模也是微波热压烧结的问题之一。因为找到合适尺寸的微波热压烧结炉用模具对于微波热压炉的正常使用起到基础作用。同时有些物料在微波热压烧结炉吸收微波的能力较弱，升温速率较慢，导致烧结时间过长，从而影响微波热压烧结的效率。微波升温速度快，烧结时间短的优势很难体现。

发明内容

本实用新型提供了一种微波热压烧结炉用模具，以用于解决微波热压烧结炉的快速烧结、现有产品尺寸设计不合理造成的压裂及物料难以脱模的问题。

本实用新型的技术方案是：一种微波热压烧结炉用模具，包括石墨模具和辅助加热模具，所述石墨模具包括上压头1、石墨模具主体2、物料层3、下压头4和脱模底座5，所述辅助加热模具包括左侧开孔6、右侧开孔7、辅助加热模具主体8；其中上压头1位于石墨模具主体2内部上侧并与下压头4相对设置，物料层3位于上压头1与下压头4之间，脱模底座5位于石墨模具主体2底部，辅助加热模具主体8套在石墨模具主体2外侧，辅助加热模具主体8左侧设有左侧开孔6，辅助加热模具主体8右侧设有右侧开孔7，左侧开孔6与右侧开孔7相对设置。

所述石墨模具主体2内径尺寸范围为30～120mm，外径尺寸比内径尺寸大20mm；所述上压头1长度L_上压头、下压头4长度L_下压头、石墨模具主体2高度H_模具主体、物料层3中物料的厚度T_物料、脱模底座5高度H_脱模底座的关系为：L_上压头+L_下压头＝H_模具主体+20mm，L_上压头＝L_下压头+20mm，H_脱模底座＝L_下压头+T_物料；所述的辅助加热模具主体8的高度H_{辅助加热模具}与石墨模具主体2的高度H_模具主体关系为：H_{辅助加热模具}＝H_模具主体—0～5mm。

所述辅助加热模具主体8为碳化硅套筒。

所述左侧开孔6、右侧开孔7直径相同且直径范围为：8mm～15mm。

本实用新型的工作原理是：

物料放入石墨模具的物料层3中，微波热压烧结炉通过微波加热辅助加热模具使辅助加热模具的温度迅速升高，通过热传导将热量传递给物料，同时，物料本身吸收微波使物料在较短的时间内达到烧结温度。

微波热压烧结过程中工作压力为20～360KN，设计石墨模具主体2的内径为30～120mm，从而能够使石墨模具主体2在烧结过程中不压裂。

上压头1长度、下压头4长度、石墨模具主体2高度、物料层3中物料的厚度之间满足：L_上压头+L_下压头＝H_模具主体+20mm，H_脱模底座＝L_下压头+T_物料使物料可以顺利的从石墨模具中脱出。

其中，左侧开孔6用以将热电偶插进去测量石墨模具表面温度；右侧开孔7用以通过红外测温仪可以测到石墨模具表面温度。