[实用新型]一种振荡热压烧结装置

说明书

本实用新型公开了一种振荡热压烧结装置，包括壳体、加热体、成型模具和用于向所述成型模具的内腔提供振荡压力的振荡加压系统，所述壳体上设有用于使壳体内部为真空负压环境的真空抽气系统，所述成型模具设于所述壳体内，且所述成型模具上开设有用于模具内腔与外界连通的排气孔。本实用新型中，通过在成型模具上开设有排气孔，在振荡加压系统的作用下，更有利于排除合金粉末中残留气体以及反应气体，更加有利于合金中氧含量的释放，合金的杂质氧含量的更加容易控制，使得本实用新型中的振荡热压烧结装置尤其适用于需要控制氧含量的高温合金产品。

技术领域

本实用新型属于合金制造领域，尤其涉及一种合金的烧结装置。

背景技术

近年来，随着合金及其制备技术的快速发展，欧美等发达国家在高性能航空发动机中普遍首选粉末高温合金作为涡轮盘材料。然而由于合金组分之间的熔点差异，成型制备过程中难熔材料均易于产生膨胀，难以实现理论上的完全致密化，阻碍其性能的提升。为此，高温合金成形技术一直是国际范围内研究的前沿和热点。美国普遍采用挤压+等温锻造+热处理工艺流程制备粉末涡轮盘。我国结合自身实际，粉末盘制备采用热等静压(HIP)成形+包套/热处理的工艺流程，已经形成了涡轮盘产品的直接HIP成型技术批量生产能力。采用上述工艺流程制备高温合金，具有工艺流程复杂、成型设备昂贵、工艺周期长等缺陷导致制备成本居高不下，且制备的高温合金中氧含量、热孔隙值得进一步优化。

针对上述高温合金制备存在的技术难题，有报道提出利用振荡热压烧结装置制备高温合金，利用振荡热压烧结装置的振荡压力以及真空环境有利于氧含量的控制以及合金的致密。但现有技术中的振荡热压烧结装置完全依靠壳体提供的真空环境释氧，模具内部的氧难以及时排出，难以实现高温合金的批量生产。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种释氧效果好的振荡热压烧结装置。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种振荡热压烧结装置，包括壳体、加热体、成型模具和用于向所述成型模具的内腔提供振荡压力的振荡加压系统，所述壳体上设有用于使壳体内部为真空负压环境的真空抽气系统，所述成型模具设于所述壳体内，且所述成型模具上开设有用于模具内腔与外界连通的排气孔。本实用新型中，通过在成型模具上开设有排气孔，有利于排除合金粉末中残留气体以及反应气体，上述排气孔的开设位置、数量可以根据实际需求来设置。上述成型模具优选采用石墨模具。

上述振荡热压烧结装置中，优选的，所述成型模具的上顶面与下底面上开设有通槽，所述振荡加压系统通过所述通槽向所述成型模具的内腔提供振荡压力。通过采用真空振荡压力烧结，采用高频振荡压力代替传统的静态气压压力，能大幅降低对成型设备的要求，有利于提高产品的致密度，减少气孔，通过与排气孔的配合，可促进合金产品氧气的排出，进一步消除了粉末颗粒内部包覆的气体，提升了材料性能。

上述振荡热压烧结装置中，优选的，所述振荡加压系统包括上压头、下压头和用于控制所述上压头、下压头运作过程的驱动控制装置，所述上压头、下压头的用于伸入所述成型模具的内腔的端部均设有石墨层。上述设置方式即可保证上压头、下压头的端部为与成型模具材质相同的石墨层。通过驱动控制装置可以精确控制上压头和下压头的施加的机械压力以及施加的压力的频率，以满足合金产品加工的需要。

上述振荡热压烧结装置中，优选的，所述加热体设于所述壳体内部，且所述加热体围绕所述成型模具设有一圈。上述加热体的型号选取不限，能满足加热需求，且能与后续的温度感应器的相联锁实现温度的精确控制即可。

上述振荡热压烧结装置中，优选的，所述成型模具的内腔上设有防渗层，所述防渗层为纳米陶瓷层。通过设置防渗层有利于脱模以及防止成型模具材质渗入合金产品中。上述纳米陶瓷层包括但不限于金属碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、氧化物陶瓷的一种或多种组合。