CN108607988A - 垂直烧结炉平衡系统及使用其的垂直烧结炉 - Google Patents

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欧鹏
楚增勇
吴韡
刘志宇
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
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    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
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Abstract

本发明公开了一种垂直烧结炉平衡系统及使用其的垂直烧结炉，垂直烧结炉包括用于夹持烧结条的浮动导电夹头，垂直烧结炉平衡系统包括与浮动导电夹头相连，并可通过增减向内注入的压力介质和在烧结条的长度变化的过程中使浮动导电夹头产生的推力和浮动导电夹头受到的作用力保持平衡的推力支撑器件。本发明能够很好地平衡浮动导电夹头，使其平衡补偿精度高，平衡推力可控，解决了弯条、断条现象。

Description

垂直烧结炉平衡系统及使用其的垂直烧结炉
技术领域
本发明涉及一种垂直烧结炉平衡系统及使用其的垂直烧结炉。
背景技术
目前，垂熔烧结是粉末冶金的一种重要的烧结方式。垂熔烧结是将金属粉末压制成条状夹持在垂熔炉上、下电极之间，在真空或保护气体的状态下直接通以低压大电流10～20V、5KA-50KA,以电阻加热方式对材料进行高温烧体。烧结温度一般为材料熔化温度的75％～90％，在材料结晶温度前，材料体积膨胀条状截面积增大，长度增长。在材料结晶温度后，材料体积收缩，条状截面积减小长度减小，材料密度增大，烧结密度可达材料理论密度95％以上，压制条伸长与收缩量与材料有关与压制密度有关，一般长度方向伸长1～3％，收缩8～15％。
为适应烧结过程材料的伸长和收缩，垂熔炉的上、下电极中必须有一个电极是浮动的，要与材料的伸长缩短相适应，否则会造成烧结条断条或弯曲。目前国内垂熔炉一般采用下电极浮动，导电采用多股编织软电带连接，采用配重铁、钢丝绳、滑轮进行配重平衡补偿。由于电流大多股编织软带用量大而炉体内空间有限使得多股编织软带变形线性度差，配重不好控制，烧结条在高温状态下已经软化、强度低，当配重铁太重，过补偿造成弯条，补偿不足造成断条，调整较为困难。采用配重电极平衡补偿方式，在烧结不同重量不同长度的烧结条时要反复调节配重重量，过补偿时，造成烧结条弯曲，欠补偿时造成脱夹断条，尤其是烧大条大电流烧结为减少损耗编织软铜带用量很大，而炉体空间有限，变形阻力大且线性度差，靠配重铁调整较为困难。这是目前垂熔炉烧结一难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种垂直烧结炉平衡系统，它能够很好地平衡浮动导电夹头，使其平衡补偿精度高，平衡推力可控，解决了弯条、断条现象。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种垂直烧结炉平衡系统，垂直烧结炉包括用于夹持烧结条的浮动导电夹头，它包括：
与浮动导电夹头相连，并可通过增减向内注入的压力介质和在烧结条的长度变化的过程中使浮动导电夹头产生的推力和浮动导电夹头受到的作用力保持平衡的推力支撑器件。
进一步提供了一种推力支撑器件的具体结构，所述推力支撑器件为气缸，所述气缸的活塞杆与所述浮动导电夹头相连。
进一步，垂直烧结炉平衡系统还包括与推力支撑器件相连以便向推力支撑器件提供压力介质的供压力介质件。
进一步，所述压力介质为气体，所述供压力介质件为储气罐，所述储气罐的供气口与所述推力支撑器件的进气口相连通。
进一步，所述储气罐的进气口上设置有稳压阀。
本发明提供了一种垂直烧结炉，它包括该垂直烧结炉平衡系统。
进一步，垂直烧结炉还包括：
导电夹头组，所述导电夹头组包括固定导电夹头和浮动导电夹头，所述固定导电夹头用于夹持烧结条的上端部，所述浮动导电夹头用于夹持烧结条的下端部；
供电线路，所述供电线路分别与所述固定导电夹头和所述浮动导电夹头相连。
进一步为了在浮动导电夹头在移动过程中，能够对浮动导电夹头很好地供电，所述供电线路通过一柔性导电部件与浮动导电夹头相连。
进一步提供了一种柔性导电部件的具体结构，所述柔性导电部件包括导电杆和软导电带，所述软导电带与导电杆相连，所述软导电带与浮动导电夹头相连。
进一步为了能够使浮动导电夹头很好地移动，垂直烧结炉还包括与浮动导电夹头相接触，以便用于导向浮动导电夹头的浮动移动方向的导向部件。
采用了上述技术方案后，在使用中调节推力支撑器件的气压压力P，推力支撑器件推动浮动导电夹头上升到要求高度，此时重力与推力平衡，恒定气压压力P，推力支撑器件具体可以使用气缸，由于气缸活塞面积S固定，即推力F＝PS恒定，由于储气罐容积V远大于气缸容积V1，材料伸长及收缩时气缸容积变化率ΔV1远小于储气罐容积时可忽略不计，则PV恒定，推力F恒定，烧结条在烧结过程中伸长或收缩时推力总是恒定的，永远处于平衡状态，电极平衡补偿精度高，平衡推力可控，解决了弯条、断条现象；另外，本发明的结构简单实用、操作方便，不用配重调整。
附图说明
图1为本发明的垂直烧结炉的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种垂直烧结炉平衡系统，垂直烧结炉包括用于夹持烧结条3的浮动导电夹头2，它包括：
与浮动导电夹头2相连，并可通过增减向内注入的压力介质和在烧结条3的长度变化的过程中使浮动导电夹头2产生的推力和浮动导电夹头2受到的作用力保持平衡的推力支撑器件。
如图1所示，所述推力支撑器件可以为气缸6，所述气缸6的活塞杆与所述浮动导电夹头2相连。
如图1所示，垂直烧结炉平衡系统还包括与推力支撑器件相连以便向推力支撑器件提供压力介质的供压力介质件。
如图1所示，所述压力介质为气体，所述供压力介质件为储气罐7，所述储气罐7的供气口与所述推力支撑器件的进气口相连通。
如图1所示，所述储气罐7的进气口上设置有稳压阀9。
如图1所示，一种垂直烧结炉，它包括该垂直烧结炉平衡系统。
垂直烧结炉还包括：
导电夹头组，所述导电夹头组包括固定导电夹头1和浮动导电夹头2，所述固定导电夹头1用于夹持烧结条3的上端部，所述浮动导电夹头2用于夹持烧结条3的下端部；
供电线路，所述供电线路分别与所述固定导电夹头1和所述浮动导电夹头2相连。
如图1所示，所述供电线路通过一柔性导电部件与浮动导电夹头2相连。
如图1所示，所述柔性导电部件包括导电杆8和软导电带4，所述软导电带4与导电杆8相连，所述软导电带4与浮动导电夹头2相连；在本实施例中，软导电带可以为导电编织软铜带。
如图1所示，垂直烧结炉还包括与浮动导电夹头2相接触，以便用于导向浮动导电夹头2的浮动移动方向的导向部件；在本实施例中，导向部件可以为导向轮5，但是不限于此。
本发明的工作原理如下：
在使用中调节推力支撑器件的气压压力P，推力支撑器件推动浮动导电夹头2上升到要求高度，此时重力与推力平衡，恒定气压压力P，推力支撑器件具体可以使用气缸6，由于气缸活塞面积S固定，即推力F＝PS恒定，由于储气罐7容积V远大于气缸6容积V1，材料伸长及收缩时气缸容积变化率ΔV1远小于储气罐容积时可忽略不计，则PV恒定，推力F恒定，烧结条3在烧结过程中伸长或收缩时推力总是恒定的，永远处于平衡状态，电极平衡补偿精度高，平衡推力可控，解决了弯条、断条现象；另外，本发明的结构简单实用、操作方便，不用配重调整。
例：气缸6为40缸，活塞杆伸长缩短变化±100mm时，容积最大变化ΔV1＝0.125L，储气罐容积为200L时，总容积变化率＝ΔV1/V＝0.0006＝0.06％。推力F变化为万分之六，若压力恒定为0.4MPa，活塞推力F＝492.6N，而推力变化ΔF≈0.3N，可忽略不计。烧结条3在烧结过程中伸长或收缩时推力总是恒定的，永远取于平衡状态。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垂直烧结炉平衡系统，垂直烧结炉包括用于夹持烧结条的浮动导电夹头(2)，其特征在于，它包括：
与浮动导电夹头(2)相连，并可通过增减向内注入的压力介质和在烧结条(3)的长度变化的过程中使浮动导电夹头(2)产生的推力和浮动导电夹头(2)受到的作用力保持平衡的推力支撑器件。
2.根据权利要求1所述的垂直烧结炉平衡系统，其特征在于：所述推力支撑器件为气缸(6)，所述气缸(6)的活塞杆与所述浮动导电夹头(2)相连。
3.根据权利要求1所述的垂直烧结炉平衡系统，其特征在于：还包括与推力支撑器件相连以便向推力支撑器件提供压力介质的供压力介质件。
4.根据权利要求3所述的垂直烧结炉平衡系统，其特征在于：所述压力介质为气体，所述供压力介质件为储气罐(7)，所述储气罐(7)的供气口与所述推力支撑器件的进气口相连通。
5.根据权利要求4所述的垂直烧结炉平衡系统，其特征在于：所述储气罐(7)的进气口上设置有稳压阀(9)。
6.一种垂直烧结炉，其特征在于：它包括如权利要求1至5中任一项所述的垂直烧结炉平衡系统。
7.根据权利要求6所述的垂直烧结炉，其特征在于，它还包括：
导电夹头组，所述导电夹头组包括固定导电夹头(1)和浮动导电夹头(2)，所述固定导电夹头(1)用于夹持烧结条(3)的上端部，所述浮动导电夹头(2)用于夹持烧结条(3)的下端部；
供电线路，所述供电线路分别与所述固定导电夹头(1)和所述浮动导电夹头(2)相连。
8.根据权利要求7所述的垂直烧结炉，其特征在于：所述供电线路通过一柔性导电部件与浮动导电夹头(2)相连。
9.根据权利要求8所述的垂直烧结炉，其特征在于：所述柔性导电部件包括导电杆(8)和软导电带(4)，所述软导电带(4)与导电杆(8)相连，所述软导电带(4)与浮动导电夹头(2)相连。
10.根据权利要求7所述的垂直烧结炉，其特征在于：还包括与浮动导电夹头(2)相接触，以便用于导向浮动导电夹头(2)的浮动移动方向的导向部件。
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