[发明专利]一种金刚石锯片旋转烧结炉及旋转烧结工艺

说明书

本发明涉及一种金刚石锯片旋转烧结炉及旋转烧结工艺，属于金刚石锯片加工技术领域。包括烧结炉主体、对应设置于烧结炉主体下方的升降座以及位于升降座两侧的装炉工作台和出炉工作台；烧结炉主体内部还设置用于测温的热电偶；烧结炉主体内部上顶面固定设置上压头，还包括用于运送锯片装炉和出炉的整体垫板，升降座上端面设置炉墩部，下方固定设置用于带动锯片在加工时转动的旋转组件。本发明通过为金刚石锯片烧结炉设置旋转组件，能够使锯片柱在加热以及冷却过程中处于旋转状态，从而使锯片受热均匀，提高热压烧结锯片加热、冷却的一致性，提高加热效率。

技术领域

本发明涉及一种金刚石锯片旋转烧结炉及旋转烧结工艺，属于金刚石锯片加工技术领域。

背景技术

热压烧结锯片是指在烧结过程中，当达到一定温度时对刀头施加一定压力，以提高胎体的致密度，并保证胎体对金刚石颗粒的把持度，同时提高了胎体本身的耐磨性，从而提高锯片的寿命和锋利度。热压烧结工艺自产生以来，得到迅速普及。

目前，生产热压烧结锯片的主要设备是钟罩炉和连续炉，其中钟罩炉由于设备成本低被大多数厂家采用。钟罩炉是将压制后的毛片装在间隔垫中，将毛片与间隔垫间隔叠放成锯片柱，再将数个锯片柱放到整体下垫块上，然后整体推入烧结炉的炉墩上。炉墩在下油缸的向上推动下上升，当上升到一定位置后由行程开关发出停止指令，上升结束。这个指定位置是指石墨垫块与上压头距离很小而不接触，同时环形砂封板插入砂封槽中的砂子而起到密封作用的位置，在液压自锁系统作用下保持位置固定。接下来是加热升温、保温过程，上、中、下区的加热元件通电加热，加热按照设定的加热曲线控制，为了使炉内温度均匀，设置上、中、下区三个热电偶，并与加热控制系统构成负反馈系统，根据三个热电偶的测温结果，与设定温度比较，根据比较结果确定上中下三区的热元件的电流值。在烧结过程中，为了避免刀头中的金属元素被氧化，需要按照规定通入氢气，并将出气口流出的氢气点燃。在保温阶段，为了提高刀头的密度和强度，当锯片的温度均匀后，需要对锯片进行加压。这是通过下油缸继续上行，并以压力值为根据控制，并根据工艺要求保压一定时间。保压结束后，根据不同工艺要求，有些直接出炉，有些需要继续保温一段时间才能出炉，这里的出炉是指出热炉。出炉的过程是下油缸下行，由液压缸行程限制，降至炉墩上平面与装炉工作台上平面平齐位置，由左右液压缸（图中没有画出）推动整体垫板移至冷却炉炉墩中心定位。

图3中，表达的是热炉结构，没有画出冷却炉。冷却炉的作用是冷却降温，结构与热炉大致相同，只是没有加热系统，取而代之的是循环水套系统。当锯片的温度降至200度以下时，从冷却炉出炉，炉墩下行至装炉工作台平齐，继续降温至室温，烧结过程结束。

在目前使用的热压烧结炉中，由于锯片在加热、保温、降温过程中，相对于热元件、水套的位置固定不变，而加热元件、水套的位置固定，所以锯片温度的升降有固定的方向，主要靠热传导传递热量，存在温度差，造成整炉各片之间的温度差异和同一片不同圆周位置的差异。加热时，一片锯片的温度靠近热元件的位置温度高，靠近炉体中心一侧温度低，在温度梯度的作用下，热量向中心一侧传递，热传递的距离是锯片的直径。各锯片柱之间的温度与此类似。为了解决温度不均问题，目前采用降低升温速度，延长保温时间的方法。

由于，锯片与加热元件的距离很近，为了防止热元件的辐射热长时间对锯片刀头的固定点加热，导致刀头局部高温熔化，采用屏蔽筒进行隔离，如图2所示。进一步降低了锯片的加热速度。

以上原因导致能源的较大的浪费，也增加了氢气的浪费，降低了生产效率。生产考虑效益问题，时间的延长不会达到理想质量的要求。

尽管延长了加热、保温、降温的时间，并不能彻底解决温度不均问题，由于温度不均，导致刀头金相组织的差异，金相组织差异导致性能差异。部分锯片在工作中的很多问题与此相关，同一炉锯片，有的锯片磨损很快，而有的锯片硬度高，切不动，冒火星现象。在同一张锯片中，出现磨偏现象，不能保持一个完整的圆，究其原因是烧结温度差异造成的。

现有烧结炉的热电偶位置布置在一侧，与锯片柱和屏蔽筒的距离近，所测得的数据与整个炉膛的平均温度差异较大。