[发明专利]一种高频振动辅助电流活化烧结炉

说明书

本发明提供一种高频振动辅助电流活化烧结炉，属于烧结装置的技术领域，包括炉体、真空泵、超声组件、加热组件和压紧组件；炉体的内壁环绕冷却水管，侧壁上设置有进水管、出水管、出气管阀以及真空管，进水管和出水管与冷却水管连通，真空管与所述真空泵连接；超声组件包括超声波换能器和变幅杆；加热组件包括第一导电板、第一电极、导向导电板、支撑滑板、第一液压油缸、导向压模板、第二导电板、第二导电板和第二液压油缸；压紧组件包括模具、模具下垫头和模具上压头。上述烧结炉提高了电流活化烧结炉的功能和烧结效果。

技术领域

本发明属于烧结装置的技术领域，特别是涉及一种高频振动辅助电流活化烧结炉。

背景技术

随着航空航天、核电军工、电子电工和汽车制造行业的迅速发展，高温材料、耐磨材料和超硬材料的应用越来越广泛。热压烧结方法是制备这些材料的主要方法，通过施加压力的同时，采用电阻丝进行加热，温度加热到接近材料的熔点，压制成块体材料。

然而，采用传统的热压烧结方法制备材料时，烧结温度时间长、温度高、升温速度慢、致密度低、材料性能差等缺点严重制约了材料的应用。粉末在烧结过程中，采用高频电流作为热源，高频电流通过模具直接作用于粉体上，在烧结压力的作用下，粉体颗粒之间的间隙逐渐减小，使得在高频电流产生焦耳热作用的同时，在粉体之间会产生尖端放电现象和等离子体现象，使得邻近粉体颗粒表面产生局部高温现象，有利于颗粒之间的界面结合，同时具有净化和活化颗粒表面的作用。

粉末颗粒的烧结属于固相烧结，烧结材料没有发生全部的融化，烧结成的块体材料内部容易产生气孔的缺陷，在高频电流为热源烧结的过程中，施加以高频振动的超声波，有利于烧结材料致密度的提高，同时超声波对材料作用会产生声流效应、声空化效应和声塑性效应，有利于破碎颗粒表面的氧化膜、加速粉体颗粒之间界面处的元素扩散，有利于颗粒之间的界面结合，同时超声波产生的摩擦热可以作为热源，对烧结材料进行加热，有利于烧结过程的进行。

因此，将高频电流作为加热的热源对烧结粉末材料之间进行加热，加热过程中辅助施加超声波可实现粉末材料快速、低温和高效率的烧结，烧结材料具有致密度高、性能优异等特点。目前尚未有将高频电流和超声波结合在一起的烧结设备，这一技术还在科学研究中。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术的状况，设计一种高频振动辅助电流活化烧结炉，采用机械、超声波辅助、电控相结合的设计，使烧结炉具有高频电流加热烧结、高频超声波振动、集成电路控制功能，以提高电流活化烧结炉的功能和烧结效果。

为实现上述目的，本发明提供一种高频振动辅助电流活化烧结炉，包括炉体、真空泵、超声组件、加热组件和压紧组件；炉体的内壁环绕冷却水管，侧壁上设置有进水管、出水管、出气管阀以及真空管，进水管和出水管与冷却水管连通，真空管与所述真空泵连接；超声组件包括设置在炉体的顶部外的超声波换能器以及与超声波换能器连接且伸入炉体内的变幅杆；加热组件包括设置在所述变幅杆上的第一导电板、穿过炉体与第一导电板连接的第一电极、与第一导电板连接且相对设置的两个导向导电板、横向滑动设置在两个导向导电板之间的支撑滑板、推动支撑滑板滑动的第一液压油缸、位于导向导电板下方的导向压模板、与导向压模板的底面连接的第二导电板、穿过炉体与第二导电板连接的第二电极以及推动导向压模板和第二导电板竖向移动的第二液压油缸；导向压模板的两端贯通，顶面设置模具槽；压紧组件包括模具、模具下垫头以及与支撑滑板固定连接的模具上压头；模具从导向压模板的模具槽穿入；模具下垫头的底面抵靠在导向压模板上，顶面穿入模具的孔内；模具上压头穿入模具的孔内，与模具内壁和模具下垫头围合成放置烧结材料的腔体。

进一步地，模具靠近底面的位置设置有压边台阶。

进一步地，超声波换能器通过法兰安装在炉体的顶部；第一导电板和法兰之间设置有第一绝缘板。

进一步地，第一液压油缸包括第一油缸缸体和第一活塞杆；第一油缸缸体通过第一缸体法兰固定在炉体的侧壁上；第一活塞杆伸入炉体内，与支撑滑板连接。