CN109128178B - 一种真空热压设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空热压设备，其包括主工作室，所述主工作室内设有液压成型单元、至少一物料转移单元以及至少一物料冷却平台，其中，所述液压成型单元用于对粉料进行加压成型获取成型产品；所述物料转移单元包括导槽、导轨、滑块、连杆以及抓取手，所述导槽设于所述液压成型单元中的模具之间以及模具与所述物料冷却平台之间，所述导轨设于模具的一侧，所述滑块设于所述导轨内并沿所述导轨可滑动，所述滑块通过所述连杆与抓取手相连接以带动抓取手移动，所述抓取手用于抓取待移动的成型产品；所述物料冷却平台用于将成型产品降温。

Description

一种真空热压设备

技术领域

本发明涉及一种用于粉末冶金热加工的机械，尤其涉及一种真空热压设备。

背景技术

粉末冶金成型工艺是将松散的粉体加工成具有一定尺寸、形状以及一定密度和强度的坯块。成型方法包括模压成型、等静压成型、挤压成型、轧制成型、注塑成型以及热压铸成型等。在某些领域，需要将粉末进行热模压获得致密化预成型体并进一步热变形获得各向异性织构。在真空条件下，将一些金属或无机非金属粉末制备为预成型体可避免氧化，提升材料的性能。

真空热压机一般包括真空系统、液压成型系统、加热系统等。现有的真空热压机的生产效率较低。比如申请号为CN92103558.6的专利公开了一开式真空热压机，该热压机需要在常温下脱模，也就是说每做一个样品，均需要抽真空，升温以及降温的过程，导致样品的制备异常缓慢，这大大限制了真空热压机的连续生产能力，生产效率较低。

在某些粉末冶金领域，首先需要使粉末致密化后形成预成型体，并后续进行热挤压制备高性能的产品。比如申请号为CN200710307577.7的专利公开了一种装配过渡舱和手套箱的真空热压机，虽可在不开舱门的条件下实现半连续生产，但只能进行热压致密化或热挤压单一工序，极大限制了连续生产的效率，仍远远达不到产业化生产的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种真空热压设备，采用该设备可实现连续化生产，大大提升了生产效率。

本发明提供一种真空热压设备，其包括主工作室，所述主工作室的侧部设有抽真空系统以及进料单元，所述抽真空系统与所述主工作室的内部相连通，所述主工作室内设有液压成型单元、至少一物料转移单元以及至少一物料冷却平台，所述主工作室的侧部还设有至少一过渡仓，所述过渡仓通过一带有气闭阀门的炉门与主工作室相通且所述炉门靠近所述物料冷却平台，其中，

所述液压成型单元，用于对粉料进行加压成型获取成型产品，其包括加热炉、至少一个模具、以及液压装置，所述模具用于容纳由所述进料单元注入的粉料，所述加热炉用于对模具进行加热，所述液压装置用于对模具内的粉料进行加压成型；

所述物料转移单元，其包括导槽、导轨、滑块、连杆以及抓取手，所述导槽设于所述液压成型单元中的模具之间以及模具与所述物料冷却平台之间并与所述模具的上端面平齐，所述导轨设于所述模具的一侧或主工作室的内壁，所述滑块设于所述导轨内并沿所述导轨可滑动，所述滑块通过所述连杆与所述抓取手相连接以带动所述抓取手移动，所述抓取手用于抓取待移动的成型产品；

所述物料冷却平台，用于将成型产品降温。

本发明所述真空热压设备具有以下优点：

所述真空热压设备包括液压成型单元、物料转移单元和物料冷却平台等部分，所述液压成型单元的模具中的粉末在液压装置以及加热炉的辅助下而得到成型产品，通过物料转移单元的抓取手抓取该成型产品，之后该抓取手在滑块的带动下将所述成型产品沿导槽移动至所述物料冷却平台。最后可通过过渡仓而将炉门打开而取出位于物料冷却平台上的成型产品。该热压真空设备可较大的提升生产效率，而利于进一步改进实现自动化、智能化生产。

所述液压成型单元中的模具可为多个，此时对应的导槽、滑块、抓取手等物料转移单元可对应模具的数量而设置，从而实现在同一时间内得到较多的成型产品并将成型产品转移至物料冷却平台，进而实现连续化生产，大大提升生产效率。

所述物料冷却平台包括电机和冷却装置，所述冷却装置用于将成型产品的温度降至室温，所述电机用于带动所述物料冷却平台旋转，进而方便取放所述成型产品。所述物料冷却平台可使得经热压之后的成型产品在低温或常温下取出，降低了产品输运和取出过程中的附加成本。

所述进料单元可包括导料管、料桶以及自动称粉装置。所述导料管用于将称好的粉料投于所述液压成型单元的模具内并可伸缩及旋转。利用进料单元向模具中注入粉料，实现了粉料装填的自动化。

所述过渡仓内可设机械手臂，而可经由炉门从所述物料冷却平台取出所述成型产品，可见，机械手臂的设置可使得取出所述成型产品更为便捷，效率更高。

附图说明

图1为本发明第一实施例所述真空热压设备的结构示意图。

图2为图1所述真空热压设备的另一角度的结构示意图。

图3为图1所述真空热压设备的物料转移单元的局部示意图。

图4为本发明第二实施例所述真空热压设备的物料转移单元的局部结构示意图。

其中，1表示主工作室；1a表示炉门；2a表示第一模具；2b表示第二模具；2c表示第三模具；2d表示模具架；3a表示第一冷却平台；3b表示第二冷却平台；4a表示导槽；4b表示导轨；4c表示滑块；4d表示连杆；4e表示抓取手；5表示进料单元；6a表示第一过渡仓；6a1表示开口；6b表示第二过渡仓；7a表示第一气闭阀门；7b表示第二气闭阀门；8表示抽真空系统；9表示其他配件；10表示观察窗；11表示成型产品。

如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明提供的真空热压设备作进一步说明。

请参阅图1至图3，本发明第一实施例提供一种真空热压设备。所述真空热压设备其包括主工作室1。所述主工作室1内设有液压成型单元、至少一物料转移单元、以及至少一物料冷却平台。

所述主工作室1的侧部设有抽真空系统8以及进料单元5。所述抽真空系统8与所述主工作室1的内部相连通。

所述主工作室1的侧部还设有至少一过渡仓。所述过渡仓通过一带有气闭阀门的炉门1a与主工作室1相通且所述炉门1a靠近所述物料冷却平台。过渡仓的数量不限，可为一个或多个。

本实施例中，所述主工作室1的侧部设有第一过渡仓6a以及第二过渡仓6b；请参阅图2，在所述第一过渡仓6a以及第二过渡仓6b还可设有至少一开口6a1，所述开口6a1用于从所述第一过渡仓6a及第二过渡仓6b内取放物品。可以理解，在所述第一过渡仓6a及第二过渡仓6b还可设一观察窗10。

所述液压成型单元，用于对粉料进行加压成型获得到成型产品。请参阅图1，所述液压成型单元包括加热炉(图未示)、至少一个模具、以及液压装置(图未示)。所述模具用于容纳由所述进料单元5注入的粉料。所述加热炉用于对模具进行加热。所述液压装置用于对模具内的粉料进行加压成型。所述模具包括上压头(图未示)以及下压头(图未示)，所述上压头以及下压头在所述液压装置的带动下可移动而实现对粉料进行成型以及将得到的成型产品进行脱模。当所述模具的数量为多个时，多个模具的排列方式不做限定，可为一排，也可为两排设置。本实施例中，所述液压成型单元包括第一模具2a、第二模具2b、第三模具2c，所述第一模具2a、第二模具2b、第三模具2c依次成一排设置。所述液压成型单元还可包括一模具架2d。所述模具架2d用于固定模具。

请参阅图3，所述物料转移单元包括导槽4a、导轨4b、滑块4c、连杆4d以及抓取手4e。所述导槽4a设于所述液压成型单元中的模具之间以及模具与所述物料冷却平台之间，并与所述模具的上端面平齐。所述导槽4a用于承载从所述模具脱模后的成型产品或者预制品。所述导轨4b设于所述模具的一侧或主工作室1的内壁。所述导轨4b可与所述模具间隔设置。所述滑块4c设于所述导轨4b内并沿所述导轨4b可滑动。所述滑块4c通过所述连杆4d与所述抓取手4e相连接以带动所述抓取手4e移动。所述抓取手4e用于抓取待移动的成型产品11。即，所述滑块4c移动时，所述抓取手4e也跟着移动，进而成型产品也移动。可以理解，所述滑块4c的移动可通过一电机(图未示)实现。当然，也可连一计算机，通过计算机对电机进行控制，进而控制所述滑块4c的移动轨迹。

所述物料转移单元可有多个。即对应多个模具，而设置多个物料转移单元。所述物料转移单元中导槽4a设置于模具之间，所述导轨4b设置模具的一侧。该导槽4a、导轨4b的设计可根据具体需求而设计。所述滑块4c的数量可根据需要设置。所述抓取手4e的材料为耐高温材料，比如氧化铝，氮化硼，氮化硅等高温陶瓷材料。

在本实施例中，所述物料转移单元的数量为两个，即在所述第一模具2a、第二模具2b、第三模具2c的两侧设有导轨4b，每一导轨4b均设有滑块4c，第一模具2a、第二模具2b、第三模具2c的上下端均设有导槽4a。

所述物料冷却平台用于将成型产品11降温。所述物料冷却平台包括一电机(图未示)以及一冷却装置(图未示)。所述冷却装置用于将成型产品降温。所述电机用于带动所述物料冷却平台旋转。可以理解，所述主工作室1的炉门1a还设有一电机开关(图未示)。所述电机开关用于控制所述物料冷却平台中的电机工作。

所述物料冷却平台的数量可有多个。本实施例中，请参阅图3，所述物料冷却平台包括第一冷却平台3a、第二冷却平台3b。所述第一冷却平台3a、第二冷却平台3b分别设于所述模具架2d的两端。所述物料冷却平台可使得经热压之后的成型产品在低温或常温下取出，降低了产品输运和取出过程中的附加成本。

所述进料单元5包括导料管(图未示)、料桶(图未示)以及自动称粉装置(图未示)。所述料桶用于盛放未称重的粉料。所述自动称粉装置用于称取合适重量的粉料。所述导料管用于将称好的粉料投于所述液压成型单元的模具内并可伸缩及旋转。即所述导料管可在所述主工作室1内自由的伸缩以及旋转以将粉料投至模具内。利用进料单元5向模具中注入粉料，实现了粉料装填的自动化。

所述气闭阀门的数量根据所述过渡仓的数量而定。本实施例中，在第一过渡仓6a设第一气闭阀门7a，在第二过渡仓6b设第二气闭阀门7b。

所述气闭阀门还设有一电控开关，所述电控开关用于控制所述气闭阀门的打开以及关闭。

所述主工作室1以及过渡仓的侧部还设有其他配件9。该其他配件9可为真空表、测氧仪接口、传感器接口等。该真空表用于监测主工作室1及过渡仓内的真空度。在所述真空热压设备工作时所述主工作室1内为低氧环境，该低氧环境可由氦气、氩气或者二者混合可实现。

本实施例中，所述真空热压设备可有两种工作方式。第一种工作方式为连续二次成型；第二种工作方式为轮流一次成型。

第一种工作方式如下：

(1)真空热压设备开机工作，此时关闭所述炉门1a、第一气闭阀门7a以及第二气闭阀门7b，并对所述主工作室1的内部进行抽真空。待真空度达到预定值时关闭抽真空系统8，再充入保护气体(即惰性气体)至正压。在此过程中给第一过渡仓6a以及第二过渡仓6b中充入保护气体至正压，排除第一过渡仓6a以及第二过渡仓6b中的氧气。

(2)所述液压成型单元中加热炉开始给第一模具2a、第二模具2b、第三模具2c加热使其升温至预定温度。进料单元5向第一模具2a中注入粉料。在所述液压成型单元中的液压装置的作用下，所述第一模具2a的上压头下行并施加恒定的压力压制粉体至上压头位移不再变化，得到致密的热压毛坯。

(3)当第一模具2a内的热压完成后，采用上压头上行，下压头顶出的方式将热压毛坯从第一模具2a中脱模取出。然后再向第一模具2a内装入粉料，重复步骤(2)，继续制备下一个热压毛坯，实现热压毛坯的连续化制备。

(4)通过抓取手4e将步骤(3)得到的热压毛坯移动至第二模具2b内。通过液压装置对第二模具2b内的热压毛坯进行第一次热压，得到一次热压成型体。当第二模具2b内的热压完成后，采用上压头上行，下压头顶出的方式将一次热压成型体从第二模具2b中脱模取出。并在第二模具2b内重复制备下一个一次热压成型体，实现一次热压成型体的连续化制备。

(5)通过抓取手4e将步骤(4)得到的一次热压成型体移动至第三模具2c内。通过液压装置对第三模具2c内的一次热压成型体进行第二次热压，得到近净热压成型产品。之后脱模，将近净热压成型产品移至所述物料冷却平台。并同时进行下一个近净热压成型产品的制备，由此实现连续化生产。

由于热压致密化与一次热压成型，二次热压成型在不同的模具内中完成，不同的模具之间工作不干扰，且通过计算机程序进行协调控制，可实施不同热压产品的连续生产。

第二种工作方式如下：

(1)真空热压设备开机工作，此时关闭所述炉门1a、第一气闭阀门7a以及第二气闭阀门7b，并对所述主工作室1的内部进行抽真空。待真空度达到预定值时关闭抽真空系统8，再充入保护气体(即惰性气体)至正压。在此过程中给第一过渡仓6a以及第二过渡仓6b中充入保护气体至正压，排除第一过渡仓6a以及第二过渡仓6b中的氧气。

(2)所述液压成型单元中加热炉开始给第一模具2a、第二模具2b、第三模具2c加热使其升温至预定温度。进料单元5向第二模具2b中注入粉料。在所述液压成型单元中的液压装置的作用下，所述第二模具2b的上压头下行并施加恒定的压力压制粉体至上压头位移不再变化，得到致密的热压毛坯。

(3)将热压毛坯从第二模具2b中脱模取出。然后再向第二模具2b内装入粉料，重复步骤(2)，继续制备下一个热压毛坯，实现热压毛坯的连续化制备。

(4)通过抓取手4e将步骤(3)得到的热压毛坯移动至第一模具2a内。通过液压装置对第一模具2a内的热压毛坯进行第一次热压，得到一次热压成型产品。之后脱模，将一次热压成型产品移至第一冷却平台3a。并同时进行下一个一次热压成型产品的制备，由此实现连续化生产。

(5)在第一模具2a进行热压时，所述第二模具2b继续制备热压毛坯，并将热压毛坯转移至第三模具2c内，进行另一热压成型产品的制备，并将该热压成型产品转移至第二冷却平台3b。由此，实现轮流向第一模具2a、第三模具2c供给热压毛坯。这适合一次热压成型的产品连续制备。

第二模具2b可向第一模具2a、第三模具2c供给热压毛坯，实现了设备利用的效能最大化，同时，所述第一模具2a以及第三模具2c的不同液压参数的设置，可得到不同类型产品的制备，从而大大降低了设备的投入成本。

本发明还提供第二实施例真空热压设备。本实施例所述真空热压设备与第一实施例真空热压设备的结构基本相同，不同之处在于，液压成型单元中模具的排布、物料转移系统的排布。请参阅图4，所述第一模具2a、第二模具2b、第三模具2c、以及第一冷却平台3a呈“矩形”分布。在工作时，该真空热压设备可采用连续二次成型、轮流一次成型等方式。在轮流一次成型的工作方式中，由第一模具2a以及第三模具2c内脱模得到的一次热压成型产品都放置于第一冷却平台3a上。最后经由过渡仓将第一冷却平台3a上的一次热压成型产品取出。

本发明所述真空热压设备可实现具有较高的自动化程度以及连续化的生产。所述液压成型单元中各模具的排布以及热压的方式可根据需要而设置。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种真空热压设备，其包括主工作室，所述主工作室的侧部设有抽真空系统以及进料单元，所述抽真空系统与所述主工作室的内部相连通，其特征在于，所述主工作室内设有液压成型单元、至少一物料转移单元以及至少一物料冷却平台，所述主工作室的侧部还设有至少一过渡仓，所述过渡仓通过一带有气闭阀门的炉门与主工作室相通且所述炉门靠近所述物料冷却平台，

其中，所述液压成型单元，用于对粉料进行加压成型获取成型产品，其包括加热炉、多个模具、以及液压装置，多个模具排列在所述主工作室内，至少一个所述模具用于容纳由所述进料单元注入的粉料，所述加热炉用于对模具进行加热，所述液压装置用于对模具内的粉料进行加压成型；

所述物料转移单元，其包括导槽、导轨、滑块、连杆以及抓取手，所述导槽设于所述液压成型单元中的模具之间以及模具与所述物料冷却平台之间并与所述模具的上端面平齐，所述导轨设于所述模具的一侧或主工作室的内壁，所述滑块设于所述导轨内并沿所述导轨可滑动，所述滑块通过所述连杆与所述抓取手相连接以带动所述抓取手移动，所述抓取手用于抓取待移动的成型产品；

所述物料冷却平台，用于将成型产品降温。

2.如权利要求1所述的真空热压设备，其特征在于，所述液压成型单元还包括一模具架，所述模具架用于固定所述模具。

3.如权利要求1所述的真空热压设备，其特征在于，所述物料转移单元中的抓取手的材料为耐高温材料。

4.如权利要求1所述的真空热压设备，其特征在于，所述进料单元包括导料管、料桶以及自动称粉装置，所述导料管用于将粉料投于所述液压成型单元的模具内并可伸缩及旋转。

5.如权利要求1所述的真空热压设备，其特征在于，所述过渡仓还设有一机械手臂，所述机械手臂用于抓取所述冷却平台上的成型产品并转移至所述过渡仓内。

6.如权利要求1所述的真空热压设备，其特征在于，所述过渡仓还设有至少一开口以及一观察窗，所述开口作为成型产品的取出通道。

7.如权利要求1所述的真空热压设备，其特征在于，所述物料冷却平台包括一电机以及一冷却装置，所述冷却装置用于将成型产品降温，所述电机用于带动所述物料冷却平台旋转。

8.如权利要求7所述的真空热压设备，其特征在于，所述主工作室的炉门还设有一电机开关，所述电机开关用于控制所述物料冷却平台中的电机工作。

9.如权利要求1所述的真空热压设备，其特征在于，所述气闭阀门还设有一电控开关，所述电控开关用于控制所述气闭阀门的打开以及关闭。

10.如权利要求1所述的真空热压设备，其特征在于，所述主工作室及过渡仓的侧部还设有真空表。

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