CN100470177C

CN100470177C - 真空烧结炉

Info

Publication number: CN100470177C
Application number: CNB2005100449755A
Authority: CN
Inventors: 李永华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: CN1952573A

Abstract

本发明公开了一种真空烧结炉，包括筒形炉体，炉体内部由外向内依次设有炉套和隔热保温套，炉体与炉套之间具有隔热空腔，前、后炉门分别设有可轴向伸缩的第一、第二隔热保温垫，第一、第二隔热保温垫分别挤压隔热保温套两端时，形成密闭的烧结区域，烧结区域内设有烧结物料支撑架，烧结物料周围环绕设有电加热体，隔热保温套内周面设有石墨套，烧结物料支撑架与石墨套固定连接。本发明克服了在高温真空状态下硅粉气体容易与炭纤维发生反应，使炭纤维制成隔热保温套失去隔热保温效果的问题，具有使用寿命长，维修方便，生产效率高的特点。

Description

真空烧结炉

技术领域

本发明涉及真空烧结炉技术领域，尤其涉及具有炉体，炉门，隔热保温套和电加热体的真空烧结炉。

背景技术

碳化硅因其高性能的热稳定性，被广泛用来制成各种窑炉喷火管、热辐射管等，甚至被用来制成卫星用反射镜面。上述产品是在1800°左右的高温下在真空烧结炉中通过反应烧结的方式制成的。公知真空烧结炉，如图3所示，其由炭纤维制成的隔热保温套4设有多个径向通孔，烧结物料支撑架7穿过这些通孔固定在炉套3上。当烧结胚料放置在支撑架7上烧结时，其周围需培置硅粉。在高温和真空状态下，硅粉变成气态，与烧结胚料反应形成渗硅碳化硅。但硅粉气体也会与炭纤维发生反应，并进入到支撑架7与隔热保温套4上的径向通孔之间的缝隙内加速与炭纤维发生反应，从而使这些隔热保温套4失去隔热保温作用，炭纤维套耐高温、绝热性能好，但价格昂贵，且更换费时费力。还有一个缺陷是：由于炉体与炉套之间的隔热空腔内的介质对流较弱，当烧结炉需要降温时，所以其热交换的速度较慢，使整个工作过程耗时较多，工作效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种真空烧结炉，克服在高温真空状态下硅粉气体容易与炭纤维发生反应，使炭纤维制成的隔热保温套失去隔热保温效果的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：真空烧结炉，包括筒形炉体，体，炉体内部由外向内依次设有炉套和隔热保温套，炉体与炉套之间具有隔热空腔，前、后炉门分别设有可轴向伸缩的第一、第二隔热保温垫，第一、第二隔热保温垫分别挤压隔热保温套两端时，形成密闭的烧结区域，烧结区域内设有烧结物料支撑架，烧结物料周围环绕设有电加热体，隔热保温套内周面设有石墨套，烧结物料支撑架与石墨套固定连接。

由于采用了上述技术方案，隔热保温套内周面设有石墨套，使隔热保温套不直接面对硅粉气体；烧结物料支撑架与石墨套固定连接，避免烧结物料支撑架穿过隔热保温套，从而有效地保护了隔热保温套，避免其失去隔热保温效果。

作为一种改进，石墨套、烧结物料支撑架和电加热体表面分别涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼层。设置石墨套的作用是为烧结物料支撑架提供支撑，并隔绝硅气与隔热保温套的接住，但在高温真空状态下，硅与石墨也产生反应，而设置氮化硼层就是进一步阻绝硅气与石墨套、烧结物料支撑架和电加热体所产生的反应，从而提高上述各部件的使用寿命。

作为另一种改进，第一、第二隔热保温垫的烧结区域侧分别至少设有一层第一、第二石墨垫，所述第一、第二石墨垫的表面分别涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼层。尽管设在炉门上的隔热保温垫容易更换，但在第一、第二隔热保温垫的烧结区域侧分别至少设有一层第一、第二石墨垫并在其表面分别涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼层后，其使用寿命大大增强。

作为进一步改进，炉体外部设有可提供循环冷却介质的气泵，气泵与炉体和炉套之间的隔热空腔相连通。通过向隔热空腔内通入循环冷却介质，加速烧结区域的降温，提高工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构附视图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是一种公知技术的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，真空烧结炉，具有圆筒形炉体2，炉体2也可以是方筒形的；炉体2内部由外向内依次设有炉套3和由炭纤维制成的隔热保温套4，炉体2与炉套3之间具有隔热空腔，炉体2外部设有可提供循环冷却介质的气泵1，气泵1与隔热空腔相连通。炉体两端分别设有前、后炉门11、17，前、后炉门11、17分别设有由炭纤维制成的第一、第二隔热保温垫13、16，其轴向的伸缩分别由设于前、后炉门11、17壳体上的第一、第二气缸12、18控制。当第一、第二隔热保温垫13、16挤压隔热保温套4两端时，形成密闭的烧结区域。烧结区域内设有烧结物料支撑架7，烧结物料周围环绕设有电加热体6，电加热体6由穿出炉体外的电极9提供电力。隔热保温套4内周面设有石墨套5，烧结物料支撑架7与石墨套5固定连接。炉体2、前、后炉门11、17分别设有夹层，夹层内通有循环冷却介质，大多为水，从烧结区域透过隔热石墨套5、保温套4和隔热空腔传递到炉体2的热量经循环水带走。

石墨套5、烧结物料支撑架7和电加热体6的表面分别涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼层。第一、第二隔热保温垫13、16的烧结区域侧分别至少设有一层第一、第二石墨垫14、15，一般为三层，当第一层失效后，可将其卸下，第二层继续参予工作，缩短了维修时间，提高了工作效率，降低了维修成本；所述第一、第二石墨垫14、15的表面分别涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼层。

其工作过程是这样的：打开前、后炉门11、17，将碳化硅胚料放置到支撑架7上，并在烧结胚料周围配置硅粉。关闭前、后炉门11、17，此时，烧结区域和隔热空腔连通，通过真空泵1将该区域抽成真空。然后调节第一、第二气缸12、18，使第一、第二隔热保温垫13、16带动第一、第二石墨垫14、15从两端挤压隔热保温套4和石墨套5，形成密闭的烧结区域。然后通过电极9给电加热体6供电，烧结工作开始。当烧结区域内的温度上升到1800°时，断电保温2小时。此时，硅粉在高温和真空状态下成为气态，渗透到烧结胚料内，形成渗硅碳化硅。由于石墨套5和第一、第二石墨垫14、15完全将烧结区域内的硅气同炭纤维制成的隔热保温套5、垫14、15隔开，从而避免了硅气与炭纤维产生化学反应；同时，石墨套5、烧结物料支撑架7、电加热体6和第一、第二石墨垫14、15的内表面分别涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼层，从而进一步阻止了硅气同上述位于烧结区域内部件的化学反应，提高了各部件的使用寿命。保温工作完成后，为了加快冷却速度，提高工作效率，通过气泵1向隔热空腔通入可循环的冷却介质如氮气，使烧结区域的温度迅速下降，当温度下降到150°时，打开炉门，取出烧结好的胚料，一个工作循环结束。

Claims

1、真空烧结炉，包括筒形炉体(2)，炉体(2)内部由外向内依次设有炉套(3)和隔热保温套(4)，炉体(2)与炉套(3)之间具有隔热空腔，前、后炉门(11、17)分别设有可轴向伸缩的第一、第二隔热保温垫(13、16)，第一、第二隔热保温垫(13、16)分别挤压隔热保温套(4)两端时，形成密闭的烧结区域，烧结区域内设有烧结物料支撑架(7)，烧结物料周围环绕设有电加热体(6)，其特征是：隔热保温套(4)内周面设有石墨套(5)，烧结物料支撑架(7)与石墨套(5)固定连接。

2、如权利要求1所述的真空烧结炉，其特征是：所述石墨套(5)、烧结物料支撑架(7)和电加热体(6)的表面分别涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼层。

3、如权利要求1或2所述的真空烧结炉，其特征是：第一、第二隔热保温垫(13、16)的烧结区域侧分别至少设有一层第一、第二石墨垫(14、15)，所述第一、第二石墨垫(14、15)的表面分别涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼层。

4、如权利要求3所述的真空烧结炉，其特征是：所述第一、第二石墨垫(14、15)分别为三层。

5、如权利要求1所述的真空烧结炉，其特征是：所述炉体(2)外部设有可提供循环冷却介质的气泵(1)，气泵(1)与炉体(2)和炉套(3)之间的隔热空腔相连通。

6、如权利要求1所述的真空烧结炉，其特征是：隔热保温套(4)和第一、第二隔热保温垫(14、15)由炭纤维制成。