[发明专利]一种具有气相淬火功能的烧结炉及其淬火工艺

说明书

本发明公开了一种具有气相淬火功能的烧结炉，包括钟罩、设置于钟罩内部的烧结腔、与钟罩相连通的淬火腔以及回转装置，钟罩上设置有钟罩门、进气口以及排气口，钟罩内还设置有一环形腔，以连接烧结腔和淬火腔；烧结腔包括：进料门、出料门、设置于烧结腔底部的承载台和加热元件；承载台上设置有凹槽，加热元件内嵌于凹槽和烧结腔内壁；淬火腔包括腔室门、侧壁门、叉桨装置以及若干支撑钎和轮廓传感器；淬火腔上设置有进气通道和排气通道；叉桨装置包括：叉桨、滑动装置和伸缩器；支撑钎能够伸缩。本发明提供的气氛炉烧结不仅可以实现对样品进行气氛烧结和退火处理，同时也可以实现对样品的气相淬火工艺，从而提供材料的性能。

技术领域

本发明涉及材料热处理设备领域，尤其涉及一种具有气相淬火功能的烧结炉及其淬火工艺。

背景技术

在材料热加工及处理工艺领域，需要高温设备如箱式烧结炉、气氛炉等设备。气相淬火是材料热处理的重要工艺之一，特别是对功能材料材料在特定气氛下的气相淬火可以提高材料的性能。如在文献“Large reduction of dielectric losses of CaCu₃Ti₄O₁₂ceramics via air quenching[J].Ceramics International， 2017， 43(8)：6618-6621[J]”通过在空气气氛下淬火可以提高不仅可以提高介电陶瓷的介电常数，同时也可以有效降低介电损耗。专利201711259380 .0通过对材料在空气下淬火而提高材料的性能。

现有气氛炉多为管式炉或者带钟罩结构的箱式炉。现有的气氛炉一般是向烧结炉腔体内通入气体，只能实现对样品加热、烧结、退火等工艺。由于现有气氛炉的炉体具有保温、蓄温的作用，炉体腔室温度很难快速降低，因此很难实现对材料的气相淬火工艺。特别对于箱式烧结炉，加热元件在炉膛内，当向气氛炉中通入特殊气体，如H₂、O₂时，会加快对加热原件的氧化、老化，这将缩短烧结炉的使用寿命。现有气氛炉或者烧结炉均难以满足对材料特殊气氛下的气相淬火工艺要求。

为了解决以上问题，需要研制一种具有气相淬火功能的烧结炉，该烧结炉区别于传统气氛炉不仅对样品进行气氛烧结和退火处理，还能同时实现对样品的气相淬火工艺，提供材料的性能，满足对材料特殊气氛下的淬火工艺要求。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种具有气相淬火功能的烧结炉及其淬火工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种具有气相淬火功能的烧结炉，包括钟罩、设置于所述钟罩内部的烧结腔、与所述钟罩相连通的淬火腔以及转动所述淬火腔的回转装置，其特征在于，所述钟罩上设置有钟罩门、进气口以及排气口，所述钟罩内还设置有一环形腔，以连接所述烧结腔和所述淬火腔；

所述烧结腔包括：进料门、出料门、设置于所述烧结腔底部的承载台以及加热元件；所述承载台上设置有凹槽，所述加热元件内嵌于所述凹槽和所述烧结腔内壁；

所述淬火腔包括：连通所述钟罩和所述淬火腔的腔室门、用于取出淬火后样品的侧壁门、叉桨装置以及设置于腔体上穹顶的若干支撑钎和轮廓传感器；所述淬火腔上设置有进气通道和排气通道；所述叉桨装置固定于淬火腔内，所述叉桨装置包括：叉桨以及分别控制所述叉桨上下移动和前后伸缩的滑动装置和伸缩器；所述叉桨运动并移载所述凹槽上的淬火样品至所述淬火腔中；所述支撑钎能够伸缩。

本发明一个较佳实施例中，所述烧结腔内部还设置有热电偶探头，所述热电偶探头与加热温控系统连接，以监控所述烧结腔内温度。

本发明一个较佳实施例中，所述叉桨为U形或V形结构，所述叉桨与所述凹槽形状相配合。

本发明一个较佳实施例中，所述淬火腔上还设置有调节通入气体温度的气体温度调节器、测试样品温度的红外测温探头以及监控所述淬火腔气压的气压表。