CN113927032B - 一种用于快速热压烧结的模具结构 - Google Patents
一种用于快速热压烧结的模具结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113927032B CN113927032B CN202111024949.1A CN202111024949A CN113927032B CN 113927032 B CN113927032 B CN 113927032B CN 202111024949 A CN202111024949 A CN 202111024949A CN 113927032 B CN113927032 B CN 113927032B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transition plate
- furnace body
- layer furnace
- die
- contact surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- 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
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- 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
- B22F3/003—Apparatus, e.g. furnaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- 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
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于快速热压烧结的模具结构,包括外层炉体、内层炉体和通电加压组件。内层炉体包括绝缘插片和内框,绝缘插片设置在外层炉体和内框之间,使外层炉体不被通电加热。通电加压组件包括上压头、上过渡板、上模具、下模具、下过渡板和下压头,通过对过渡板的结构设计使过渡板与模具的接触面积小于过渡板与压头的接触面积,从而放大电流,提高加热温度和升温速率,以提高成品的致密度。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷热压烧结领域,特别是涉及一种用于快速热压烧结的模具结构。
背景技术
快速热压烧结技术在陶瓷烧结过程中对其施加压力,能提高产品的致密度。但随着目标产品尺寸的增大,石墨模具的尺寸也随之增大,相应地在升温过程中产生了更大的热损耗。大尺寸石墨模具导致即使提供了较大的电流也无法提供快速升温所需的热量,使陶瓷样品无法烧结致密。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种用于快速热压烧结的模具结构,该模具可以快速升温。
本发明采用的技术方案是:
一种用于快速热压烧结的模具结构,包括外层炉体、内层炉体和通电加压组件;
所述外层炉体设置在所述内层炉体外侧,所述内层炉体包括内框和绝缘插片,所述绝缘插片位于所述外层炉体和所述内框之间,所述内层炉体内部形成空腔,所述通电加压组件位于所述空腔中;
所述绝缘插片隔绝所述外层炉体与所述内框,所述内框与所述通电加压组件共同构成导电通路;
所述通电加压组件包括上压头、下压头、上过渡板、下过渡板、上模具和下模具;所述上过渡板设置在所述上压头与所述上模具之间,所述下过渡板设置在所述下压头与所述下模具之间,所述上模具与所述下模具之间形成填料空腔;
所述上过渡板与上模具之间的接触面积小于所述上过渡板与所述上压头之间的接触面积,和/或所述下过渡板与下模具之间的接触面积小于所述下过渡板与所述下压头之间的接触面积。
在一种可能的实现方式中,所述上过渡板具有与所述上压头接触的第一接触面和与所述上模具接触的第二接触面,所述第二接触面设有凹陷。
在一种可能的实现方式中,所述下过渡板具有与所述下模具接触的第三接触面和与所述下压头接触的第四接触面,所述第三接触面设有凹陷。
在一种可能的实现方式中,所述第二接触面中部的凹陷面积大于边缘部分的凹陷面积。
在一种可能的实现方式中,所述第三接触面中部的凹陷面积大于边缘部分的凹陷面积。
在一种可能的实现方式中,所述第二接触面与所述第三接触面的结构相同。
在一种可能的实现方式中,所述绝缘插片的材料为陶瓷。
在一种可能的实现方式中,所述内框和所述通电加压组件的材料均为石墨。
在一种可能的实现方式中,所述外层炉体包括外框、内衬和插片,所述外框环绕在所述插片外侧,所述内衬设置在所述外框与所述插片之间;所述外层炉体上开有用于测温的孔道,所述孔道连通外层炉体外壁与所述内框。
在一种可能的实现方式中,所述上模具和所述下模具与填料的接触面均为曲面。
实施本发明,具有如下有益效果:
1.在外层炉体与内框之间插入绝缘插片,使电流仅从内框及通电加压组件构成的导电通路流过,外层炉体不被通电加热,同时减少导电通路向外层炉体的热传递,减少热损耗,提高了生产效率,降低了能耗。
2.在压头和模具间加入过渡板,通过减小过渡板与模具的接触面积,增大电流,从而在较短的时间内达到较高的温度,提高升温效率,进而减少填料颗粒长大,提高成品的致密化速率。
3.电流从上压头流经过渡板、内框和模具,由于原料导电性能较差,电流在填料空腔附近流向靠近填料空腔的内框,使内框电流增大,进而导致填料空腔边缘温度高于中部温度,填料受热不均匀;通过对过渡板结构设计,进一步减小过渡板中部与模具的接触面积,使模具中部的过电流增大,提高模具中部发热效率,使模具中部与边缘部分温度趋于一致,对填料的加热趋于均匀,提高成品质量。
附图说明
图1是本发明的俯视图;
图2是本发明的剖面图;
图3是本发明过渡板的俯视图;
图4是本发明过渡板的立体图。
图中的附图标记:1-外框,2-内衬,3-插片,4-绝缘插片,5-内框,6-测温孔道,A-通电加压组件,71-上压头,72-下压头,81-上过渡板,82-下过渡板,91-上模具,92-下模具。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1-2,本发明为一种用于快速热压烧结的模具结构,包括外层炉体、内层炉体和通电加压组件;外层炉体设置在内层炉体外侧,内层炉体包括内框5和绝缘插片4,绝缘插片4位于外层炉体和内框5之间,内层炉体内部形成空腔,通电加压组件位于空腔中;通电加压组件包括上压头71、下压头72、上过渡板81、下过渡板82、上模具91和下模具92;上过渡板81设置在上压头71与上模具91之间,下过渡板82设置在下压头72与下模具92之间,上模具91与下模具92之间形成填料空腔;内框5与通电加压组件均为石墨材质。
内框5的高度大于上过渡板81、上模具91、下模具92和下过渡板82的总高度,使内框5可以与上压头71和下压头72接触,内框5与通电加压组件共同构成导电通路;绝缘插片4隔绝外层炉体与内框5,电流只流经导电通路,外层炉体不被通电加热,同时减少导电通路向外层炉体的热传递,减少热损耗。
电流自上压头71流入,流经内框5、上过渡板81和上模具91,从内框5流至下模具92、下过渡板82和下压头72,完成导电通路。
通过对过渡板的结构设计,使过渡板与模具的接触面积小于过渡板与压头的接触面积,使电流在流经过渡板与模具的接触面时被放大,提高加热温度和升温速率,从而减少了颗粒长大,提高了致密化速率,所得成品致密度可达99%以上。进一步的,过渡板和模具的接触面积的减小可以通过设置凹陷、增加接触面粗糙程度等方式实现;所述接触面积的减小可以指对上过渡板81和下过渡板82其中之一的改进,也可以对二者同时进行改进。
由于填料的导电性较差,电流无法通过填料空腔,需要从内框5流过,导致在靠近填料空腔边缘处的内框5产生较大的电流和热量,使得产品的边缘部分与中心部分受热不均。
作为本实施例的进一步改进,通过进一步减小过渡板中部与模具的接触面积,使模具中部的过电流增大,使模具中部与边缘部分温度趋于一致,对填料的加热趋于均匀。
以图3-4为例,本实施例对通过在过渡板与模具的接触面上设置凹陷,减少接触面积,其中在中部进一步增加凹陷面积,使模具中部的过电流增大,提高模具中部发热效率。
以图2-4为例,在本实施例中在上过渡板81和下过渡板82的结构相同,设置了相同的凹陷图案,使填料的上下面加热均匀,进一步提高了成品质量。当然,图中只展示了其中一种方式,上过渡板81和下过渡板82可以都进行改进,也可以只改进其一;上过渡板81和下过渡板82的图案可以相同也可以不同,只要是为了减小接触面积,放大电流所做的对过渡板的改进都属于本发明的保护范围。
作为本实施例的进一步改进,外层炉体包括外框1、内衬2和插片3,外框1环绕在插片3外侧,内衬2设置在外框1与插片3之间;外层炉体对模具其支撑作用,插片3的数目和形状与模具形状有关;进一步的外层炉体上开有测温孔道6,测温孔道6连通外层炉体外壁与内框5。可以从炉体外探测到炉体内的温度,从而得到实时升温速率,通过调节电流进而调控实时升温速率,使升温过程更具可控性和可靠性。
作为本实施例的进一步改进,使用的上模具91和下模具92可以根据生产需求进行替换,模具与填料的接触面可以是平面,也可以是各种曲面。
以碳化硼为例说明使用本发明的烧结过程:
将装有碳化硼粉料的模具置于快速热压烧结设备的烧结腔内,关闭腔门开始抽真空,待达到一定真空度后,设置程序开始升温,温度升至700℃时,此时压力升至为130t,根据实时升温速率调整电流,使升温速率维持在100℃/min,设定目标温度为1700℃,升温时间为10min,当模具内温度达到1700℃时压力升至200t,在此条件下保温保压30min,保温结束后结束程序运行,待锅炉冷却后取出烧结成品,所得碳化硼产品相对密度可达99%以上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种用于快速热压烧结的模具结构,包括外层炉体、内层炉体和通电加压组件;
所述外层炉体设置在所述内层炉体外侧,所述内层炉体包括内框和绝缘插片,所述绝缘插片位于所述外层炉体和所述内框之间,所述内层炉体内部形成空腔,所述通电加压组件位于所述空腔中;
所述绝缘插片隔绝所述外层炉体与所述内框,所述内框与所述通电加压组件共同构成导电通路;
所述通电加压组件包括上压头、下压头、上过渡板、下过渡板、上模具和下模具;所述上过渡板设置在所述上压头与所述上模具之间,所述下过渡板设置在所述下压头与所述下模具之间,所述上模具与所述下模具之间形成填料空腔;
所述上过渡板与上模具之间的接触面积小于所述上过渡板与所述上压头之间的接触面积,和/或所述下过渡板与下模具之间的接触面积小于所述下过渡板与所述下压头之间的接触面积;
所述内框和所述通电加压组件的材料均为石墨。
2.根据权利要求1所述的用于快速热压烧结的模具结构,其特征在于,所述上过渡板具有与所述上压头接触的第一接触面和与所述上模具接触的第二接触面,所述第二接触面设有凹陷。
3.根据权利要求2所述的用于快速热压烧结的模具结构,其特征在于,所述第二接触面中部的凹陷面积大于边缘部分的凹陷面积。
4.根据权利要求1所述的用于快速热压烧结的模具结构,其特征在于,所述下过渡板具有与所述下模具接触的第三接触面和与所述下压头接触的第四接触面,所述第三接触面设有凹陷。
5.根据权利要求4所述的用于快速热压烧结的模具结构,其特征在于,所述第三接触面中部的凹陷面积大于边缘部分的凹陷面积。
6.根据权利要求1所述的用于快速热压烧结的模具结构,其特征在于,所述上过渡板和下过渡板的结构相同。
7.根据权利要求1所述的用于快速热压烧结的模具结构,其特征在于,所述绝缘插片的材料为陶瓷。
8.根据权利要求1所述的用于快速热压烧结的模具结构,其特征在于,所述外层炉体包括外框、内衬和插片,所述外框环绕在所述插片外侧,所述内衬设置在所述外框与所述插片之间;所述外层炉体上开有用于测温的孔道,所述孔道连通外层炉体外壁与所述内框。
9.根据权利要求1所述的用于快速热压烧结的模具结构,其特征在于,所述上模具与填料的接触面以及所述下模具与填料的接触面均为曲面。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111024949.1A CN113927032B (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 一种用于快速热压烧结的模具结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111024949.1A CN113927032B (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 一种用于快速热压烧结的模具结构 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113927032A CN113927032A (zh) | 2022-01-14 |
CN113927032B true CN113927032B (zh) | 2022-09-16 |
Family
ID=79274937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111024949.1A Active CN113927032B (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 一种用于快速热压烧结的模具结构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113927032B (zh) |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003113405A (ja) * | 2001-10-04 | 2003-04-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 通電加圧焼結装置 |
CN101090788A (zh) * | 2004-12-28 | 2007-12-19 | 日本轻金属株式会社 | 铝复合材料的制造方法 |
WO2013018957A1 (ko) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | 한국생산기술연구원 | 마찰교반 접합툴용 텅스텐 카바이드 소결체 제조 방법 |
WO2013158929A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Nitto Denko Corporation | Phosphor ceramics and methods of making the same |
CN104525943A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-04-22 | 长安大学 | 一种制备高致密超细晶钨块的加压装置及其应用 |
CN206010177U (zh) * | 2016-09-27 | 2017-03-15 | 西迪技术股份有限公司 | 一种点焊用硬质合金片 |
CN206392042U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-08-11 | 合肥新万成环保科技有限公司 | 一种电加热反应釜 |
CN108101048A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-01 | 李娟� | 高温石墨化设备 |
CN111438361A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 燕山大学 | 一种芯杆随动的放电烧结模具 |
CN112237498A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-01-19 | 雅博尼西医疗科技(苏州)有限公司 | 多孔性表面结构和基底的连接结构及其制备方法与假体 |
CN112658221A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-16 | 西安交通大学 | 一种高熵合金的连续铸造方法 |
CN112909156A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-04 | 北京信息科技大学 | 一种碲化铋基热电材料的制备方法及制备装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3998831B2 (ja) * | 1998-09-10 | 2007-10-31 | 株式会社石塚研究所 | 超硬合金の製造方法 |
CN1132670C (zh) * | 2000-07-31 | 2003-12-31 | 北京科技大学 | 一种具有递变电阻及高熔点差梯度材料的制备工艺 |
US7939744B2 (en) * | 2001-08-21 | 2011-05-10 | Kyocera Corporation | Thermoelectric element |
CN106513678A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-03-22 | 河南科技大学 | 粉末烧结成型方法及成型模具 |
CN106738210A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 同方威视技术股份有限公司 | 一种模具及利用该模具制造gos闪烁陶瓷的方法 |
CN207518893U (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-19 | 河南红旗渠新材料有限公司 | 一种石墨电极 |
CN108748620B (zh) * | 2018-05-04 | 2020-03-17 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种通电烧结模具 |
CN111012551A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 骄英医疗器械(上海)有限公司 | 一种基于多孔性表面结构和基底的连接结构的假体 |
-
2021
- 2021-09-02 CN CN202111024949.1A patent/CN113927032B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003113405A (ja) * | 2001-10-04 | 2003-04-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 通電加圧焼結装置 |
CN101090788A (zh) * | 2004-12-28 | 2007-12-19 | 日本轻金属株式会社 | 铝复合材料的制造方法 |
WO2013018957A1 (ko) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | 한국생산기술연구원 | 마찰교반 접합툴용 텅스텐 카바이드 소결체 제조 방법 |
WO2013158929A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Nitto Denko Corporation | Phosphor ceramics and methods of making the same |
CN104525943A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-04-22 | 长安大学 | 一种制备高致密超细晶钨块的加压装置及其应用 |
CN206010177U (zh) * | 2016-09-27 | 2017-03-15 | 西迪技术股份有限公司 | 一种点焊用硬质合金片 |
CN206392042U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-08-11 | 合肥新万成环保科技有限公司 | 一种电加热反应釜 |
CN108101048A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-01 | 李娟� | 高温石墨化设备 |
CN112237498A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-01-19 | 雅博尼西医疗科技(苏州)有限公司 | 多孔性表面结构和基底的连接结构及其制备方法与假体 |
CN111438361A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 燕山大学 | 一种芯杆随动的放电烧结模具 |
CN112658221A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-16 | 西安交通大学 | 一种高熵合金的连续铸造方法 |
CN112909156A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-04 | 北京信息科技大学 | 一种碲化铋基热电材料的制备方法及制备装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113927032A (zh) | 2022-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN211045636U (zh) | 一种锂电池电芯叠片机 | |
CN105479768B (zh) | 树脂基碳纤维复合材料的自阻电加热固化方法 | |
US20180319052A1 (en) | Molding device having heating and cooling functions | |
CN103398577B (zh) | 钐钴永磁体真空烧结炉 | |
CN203304430U (zh) | 一种热压模具的加热设备 | |
CN102458723A (zh) | 制造粉末金属板的方法 | |
CN113927032B (zh) | 一种用于快速热压烧结的模具结构 | |
CN106626201B (zh) | 单边空腔自由式发泡方法 | |
CN212058228U (zh) | 一种微型侧开门热压炉 | |
US20180319049A1 (en) | Molding device having heating function | |
CN109366656A (zh) | 一种单侧压缩木密度峰型形态的控制方法 | |
JPS6225677Y2 (zh) | ||
CN110395886A (zh) | 一种3d曲面玻璃热吸成型的方法 | |
CN116353132A (zh) | 一种石墨匣钵成型模具及其成型控制方法 | |
CN206351517U (zh) | 真空袋压模具 | |
CN205537096U (zh) | 真空热压氧化铝烧结炉 | |
CN208019385U (zh) | 一种具有保温立场的热压模具 | |
CN108455590A (zh) | 一种小型石墨模压块及其制备方法 | |
JP4656785B2 (ja) | ハイブリッドホットプレスとその制御方法 | |
CN106079390A (zh) | 一种等密度不等厚度汽车内隔音隔热垫工艺方法 | |
CN112723894A (zh) | 致密化六方氮化硼陶瓷及其制备方法和装置 | |
CN217891615U (zh) | 一种用于成型淀粉餐盒的热压模具 | |
CN214977175U (zh) | 一种钛合金深引伸件热成型模具 | |
CN214720310U (zh) | 一种冲头凹模保温器 | |
CN218857730U (zh) | 一种热塑性层合材料成型装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |