[实用新型]金属粉末成型微波复合烧结设备用加热腔体

说明书

本实用新型公开一种金属粉末成型微波复合烧结设备用加热腔体，其包括微波腔体、安装于微波腔体内部的载台、设于载台上的隔热透波腔体及安装于微波腔体上并用于加热的波导管、设置于隔热透波腔体内部并用于承载金属粉末生胚的烧结载板，该隔热透波腔体内部设有若干均匀分布的吸波辅助加热层，相邻两吸波辅助加热层之间形成有间隔。本实用新型于微波对微波腔体内部设置的吸波辅助加热层在低温下微波加热效率极高，使隔热透波腔体内部快速升温，以致可以对金属粉末生胚进行辐射加热以实现辅助加热，达到复合加热功能，从而有效解决金属粉末的微波烧结问题，以致达到升温速度快、烧结时间短、能耗低的效果，大大提升了金属粉末微波烧结的效率与质量。

技术领域：

本实用新型涉及金属粉末成型微波烧结技术领域，特指一种金属粉末成型微波复合烧结设备用加热腔体。

背景技术：

微波是介于无线电波与红外线之间波段的电磁波,波长为1mm-1m,频率为00MHZ-300GHZ，通常也叫做超高频电磁波,微波与其它波段的电磁波相比,微波具有波长短、频率高、穿透能力强、量子特性明显等特点。其波长范围与地球上的一般物体的尺寸相比处于同一数尾级或更小,与其它可见光一样除激光外,微波是极化和相干波,遵循光的定律,它与物质的相互作用根据物质性质不同,可以被透过、吸收或反射,即具有选择性。同时微波具有渡越时间效应、辐射效应和趋肤效应。

根据微波加热原理,微波的体积加热方式可以使得试样温度分布均匀。但是,如果试样直接暴露于气氛中,表面的辐射及对流热损失会使表面温度低于内部温度,造成试样的温度分布不均匀,对试样来说,就会测温不准以及造成试样的变形、开裂的问题。

因此,如何保持被烧结试样内部的温度均匀就成为微波烧结工艺中关键的一个环节。由于微波烧结的特殊性,被烧结试样温度梯度方向自内向外,升降温迅速,容易使合金试样开裂,因此必须选择合适的保温材料。此外,保温层在烧结过程中还起着减小热损失、预热低损耗材料和防止加热腔体中发生微波打火现象等多重作用，因此微波烧结系统中保温材料的选择就成为决定微波烧结能否成功的关键因素之一。

金属粉末成型方式有粉末冶金(PM)、金属注射成型(MIM)、3D打印(3DP)等，但都要经过金属粉末烧结这一重要工序才能得到金属产品。相对传统电加热方式，微波烧结因其电磁波特殊性而具有明显优势：整体加热；选择性加热；无热惯性；负温度梯度；升温速度快，烧结时间短；能耗低；烧结产品表现出更好的显微组织和性能。由于金属表面的趋肤效应，金属粉末的微波烧结直到1999年才被美国滨州州立大学等人发现并加以实用。实验结果证明，金属粉末在低温(600℃)下属低损耗介质，与微波的作用较弱,其吸收微波能力较差,个别金属甚至难以吸收微波，而在高温下,吸波特性明显好转,也能实现微波的烧结。如何实现低温下的快速加热，在金属粉末中掺入吸波材料是一种已实施方法，但这种方法对最终的烧结产品性能不利。

有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种金属粉末成型微波复合烧结设备用加热腔体。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该金属粉末成型微波复合烧结设备用加热腔体包括：微波腔体、安装于微波腔体内部的载台、设置于载台上的隔热透波腔体以及安装于该微波腔体上并用于加热的波导管、设置于该隔热透波腔体内部并用于承载金属粉末生胚的烧结载板，该隔热透波腔体内部设置有若干均匀分布的吸波辅助加热层，相邻两吸波辅助加热层之间形成有间隔。

进一步而言，上述技术方案中，所述隔热透波腔体包括有截面呈圆环状的透波耐温陶瓷环体和设置于该透波耐温陶瓷环体下端的底板和设置于该透波耐温陶瓷环体上端的盖板，所述吸波辅助加热层设置于该透波耐温陶瓷环体内壁。

进一步而言，上述技术方案中，所述吸波辅助加热层的面积占所述透波耐温陶瓷环体内壁面积的1/2-1/3。