CN114311824B - 烧结用热压炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烧结用热压炉,属于真空热压炉设备技术领域。所述烧结用热压炉包括压头,所述压头包括水冷段及至少一个石墨段,所述水冷段与所述石墨段之间,以及相邻两个所述石墨段之间挂接连接,以使得当所述压头被向上提拉时,位于连接点下方的所述石墨段能够被提起;当所述压头被向下施加压力时,连接点处不受力或者受力小于所述压头被施加的压力。所述烧结用热压炉有效消除了在所述压头被施加高的压力时,在所述压头内部所形成的变形应力,保证了所述水冷段与所述石墨段、以及相邻两个石墨段之间的同轴性,从而降低所述压头断裂的概率,延长所述压头的使用寿命,降低所述压头的维护成本。
Description
技术领域
本发明属于真空热压炉设备技术领域,特别涉及一种烧结用热压炉。
背景技术
真空热压炉是在真空(或其它气氛)条件下将材料热压成型的设备 ,广泛应用于硬 质合金、功能陶瓷、粉末冶金等在高温、高真空条件下进行热压烧结处理,也可在充气保护情况下热压成形烧结。真空热压炉主要采用电阻或感应加热 ,由油缸驱动的压头上下加压。 真空热压炉的压头承受高温高压,故而对压头的强度提出更高的要求。现有技术 中,例如,专利号为201520193324 .0的中国发明专利公开了一种真空热压炉用水冷压头,包括压头本体及压盖,所述压头本体分为压头上部、压头中部及石墨压头三部分,压头上部和压头中部焊接,压头中部与石墨压头通过法兰连接,石墨压头延伸至真空热压炉的炉腔内,压头中部的中心设置有中心冷水管道,压头中部的侧壁外设置有外水套,中心冷水管道的底部通过连通管与外水套相连接,中心冷水管道的顶部设置有进水管和出水管。
上述压头本体中,压头上部和压头中部焊接、压头中部与石墨压头通过法兰连接,这种固定连接的连接方式导致压头本体的三个部分的同轴性变差,在高温高压的操作环境下,容易出现断轴现象。
发明内容
基于此,本发明提供一种烧结用热压炉,以解决现有技术中热压炉的压头同轴性差,易出现断轴的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下: 一种烧结用热压炉,包括压头,所述压头包括水冷段及至少一个石墨段,所述水冷
段与所述石墨段之间,以及相邻两个所述石墨段之间挂接连接,以使得当所述压头被向上提拉时,位于连接点下方的所述石墨段能够被提起;当所述压头被向下施加压力时,连接点 处不受力或者受力小于所述压头被施加的压力。
优选地,所述水冷段的下端、位于中部的所述石墨段的两端以及位于下部的所述石墨段的上端开设有挂接螺孔,所述水冷段与所述石墨段之间,以及相邻两个所述石墨段之间通过挂接螺杆连接,所述挂接螺杆的螺纹大径大于所述挂接螺孔的螺纹小径,且小于所述挂接螺孔的螺纹大径。
优选地,所述水冷段的下端、位于中部的所述石墨段的下端外侧设置有挂接凸起,所述石墨段的上端设置有倒L型挂接环,所述挂接环挂接在所述挂接凸起上。
优选地,所述水冷段的下方挂接有第一石墨段,所述第一石墨段下方挂接有第二石墨段,所述第二石墨段的下方可拆卸安装有热压接触件。
优选地,所述水冷段包括芯部及固定在所述芯部外侧的外围部,所述芯部的中心沿平行于所述芯部的长度方向开设有进水腔,所述外围部上沿平行于所述外围部的长度方向开设有若干出水腔,所述进水腔与若干所述出水腔的底部连通。
优选地,所述出水腔环布在所述外围部上,数量为4~8个。
优选地,所述外围部的底部开设有环形分布槽,所述出水腔连通所述环形分布槽;所述芯部的底部沿直径方向开设有连通槽,所述连通槽将所述进水腔与所述环形分布槽连通。
优选地,所述烧结用热压炉还包括炉盖及密封件,所述水冷段穿过所述炉盖,并能够向下伸入炉腔内;所述水冷段上设置有连接法兰,所述密封件的上端固定连接所述连接法兰,下端固定连接所述炉盖;所述密封件能够被压缩或拉伸。
优选地,所述密封件为波纹管。
与现有技术相比 ,本发明至少具有以下优点: 改变传统热压炉的压头通过焊接或法兰连接的连接方式,将所述水冷段与所述石
墨段、以及相邻两个石墨段之间通过挂接的方式连接,以使得当所述压头被向上提拉时,位 于连接点下方的所述石墨段能够被提起;当所述压头被向下施加压力时,连接点处不受力 或者受力小于所述压头被施加的压力。当所述压头被向下施加压力时,所述水冷段与所述 石墨段、或相邻两个石墨段之间通过面与面的接触传递压力,从而有效消除了在所述压头 被施加高的压力时,在所述压头内部所形成的变形应力,保证了所述水冷段与所述石墨段、 以及相邻两个石墨段之间的同轴性,从而降低所述压头断裂的概率,延长所述压头的使用 寿命,降低所述压头的维护成本。
附图说明
图1为一实施例的烧结用热压炉的结构示意图。
图2为图1所示的A部的局部放大图。
图3为又一实施例的压头的结构示意图。
图4为又一实施例的压头的结构示意图。
图5为一实施例的水冷段的中部的横截面示意图。
图6为一实施例的水冷段的底部的横截面示意图。
图7为图1所示的B部的局部放大图。
图中:烧结用热压炉1、压头10、水冷段100、芯部110、外围部120、进水腔130、出水腔140、环形分布槽150、连通槽160、连接法兰170、石墨段200、第一石墨段201、第二石墨段202、挂接螺孔300、挂接螺杆400、热压接触件500、挂接凸起600、挂接环700、炉盖20、密封件
30、液压系统40、真空系统50。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将结合本发明实施例的附图,对本发明的技术方案做进一步描述,本发明不仅限于以下具体实施方式。
需要理解的是,实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件。在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
一实施例中,请参看图1至图3,一种烧结用热压炉1,包括压头10,所述压头10包括水冷段100及至少一个石墨段200,所述水冷段100与所述石墨段200之间,以及相邻两个所述石墨段200之间挂接连接,以使得当所述压头10被向上提拉时,位于连接点下方的所述石 墨段200能够被提起;当所述压头10被向下施加压力时,连接点处不受力或者受力小于所述 压头10被施加的压力。
所述烧结用热压炉1还包括通常意义上热压炉所具有的其他零部件,例如,所述烧结用热压炉1还包括液压系统40、水冷系统、真空系统50等,在本发明没有特别限定时,这些零部件均采用现有技术中可实现的技术方案,本发明不再赘述。
需要说明的是,本发明中,所述水冷段100可以采用钢材料,如不锈钢制成,所述石 墨段200可以由石墨材质制备,在材料强度及耐高温性能满足要求的前提下,本发明不限制 采用其他性能更为优秀的材料制备形成水冷段100及石墨段200。所述水冷段100的主要功 能为防止高温热传递至与动设备的连接处,防止动设备受高温损坏,以及防止高温暴露,本发明中,所述水冷段100通过通入冷却水进行降温冷却,在能达到冷却效果的前提下,本发 明不对具体冷却方式进行限定。
多种方式能够实现所述水冷段100与所述石墨段200的挂接,以使得当所述压头10被向上提拉时,位于连接点下方的所述石墨段200能够被提起;当所述压头10被向下施加压力时,连接点处不受力或者受力小于所述压头10被施加的压力。
一可选实施例中,请继续参看图2,所述水冷段100的下端、位于中部的所述石墨段200的两端以及位于下部的所述石墨段200的上端开设有挂接螺孔300,所述水冷段100与所述石墨段200之间,以及相邻两个所述石墨段200之间通过挂接螺杆400连接,所述挂接螺杆400的螺纹大径大于所述挂接螺孔300的螺纹小径,且小于所述挂接螺孔300的螺纹大径。当所述压头10被向上提拉时,所述挂接螺杆400与所述挂接螺孔300之间的作用力 能够克服位于下部的所述石墨段200以及其他零部件(例如与物料直接接触的热压接触件 500)的重力,以能够将位于下部的所述石墨段200以及其他零部件提起。当所述压头10被向 下施加压力时,所述挂接螺杆400与所述挂接螺孔300之间的作用力不足以克服该压力,所 述挂接螺杆400与所述挂接螺孔300具有“滑扣”的趋势,以使得所述水冷段100的下端面与所述石墨段200上端面,以及相邻两个所述石墨段200的端面紧密贴合,以传递压力。此时, 所述挂接螺杆400起到导向及限位作用,从而有效消除了在所述压头10被施加高的压力时,在所述压头10内部所形成的变形应力,保证了所述水冷段100与所述石墨段200、以及相邻 两个石墨段200之间的同轴性,从而降低所述压头10断裂的概率,延长所述压头10的使用寿 命,降低所述压头10的维护成本。
又一可选实施例中 ,请参看图4,所述水冷段100的下端、位于中部的所述石墨段200的下端外侧设置有挂接凸起600,所述石墨段200的上端设置有倒L型挂接环700,所述挂接环700挂接在所述挂接凸起600上。当所述压头10被向上提拉时,在所述挂接凸起600的支撑作用下,所述挂接环700连通所述石墨段200以及其他零部件一同被提起。当所述压头10被向下施加压力时,所述挂接环700与所述挂接凸起600具有相互分离的趋势,从而在所述挂接环700与所述挂接凸起600的连接处不受力。同时 ,在所述挂接凸起600与所述挂接环700的限位及导向作用下,所述水冷段100的下端面与所述石墨段200上端面,以及相邻两个所述石墨段200的端面紧密贴合,以传递压力,从而有效消除了在所述压头10被施加高的压力时,在所述压头10内部所形成的变形应力,保证了所述水冷段100与所述石墨段200、以及相邻两个石墨段200之间的同轴性,从而降低所述压头10断裂的概率,延长所述压头10的使用寿命,降低所述压头10的维护成本。
为进一步降低所述石墨段200发生断裂的风险,延长所述压头10的使用寿命,降低维护成本,所述水冷段100的下方挂接有第一石墨段201,所述第一石墨段201下方挂接有第二石墨段202,所述第二石墨段202的下方可拆卸安装有热压接触件500。将所述石墨段200分成两节设置,在保证足够的抗压强度的基础上,通过两节挂接连接(相互作用过程同上文),有效降低了所述石墨段200在受到高的压力时内部所产生的弯曲应力,保证了所述石墨段200的同轴性,降低所述石墨段200发生断裂的风险。
同时,所述第二石墨段202底部安装可拆卸的热压接触件500,以便于更换所述热压接触件500的同时,避免所述石墨段200的底面长期与待热压烧结物料接触,降低维护成本。所述热压接触件500可通过螺杆连接、法兰连接等可拆卸连接方式与所述第二石墨段202连接。
一实施例中,请一并参看图5与图6 ,为提高所述水冷段100的抗压强度,提高所述水冷段100的水冷效率,所述水冷段100包括芯部110及固定在所述芯部110外侧的外围部120,所述芯部110的中心沿平行于所述芯部110的长度方向开设有进水腔130,所述外围部
120上沿平行于所述外围部120的长度方向开设有若干出水腔140,所述进水腔130与若干所 述出水腔140的底部连通。
所述芯部110与所述外围部120可一体成型,也可以通过焊接的方式固定连接。为便于制造所述水冷段100,一优选实施例中,所述外围部120焊接在所述芯部110的外侧,也就是说,所述外围部120为焊接在所述芯部110外周的具有一定厚度的环状结构,例如,所述外围部120的厚度与所述芯部110的半径比为1:(1~2)。所述出水腔140环布在所述外围部120上,优选地,数量为4~8个,优选地,4~8个所述出水腔140均匀分布在同一个圆周上。上述实施例中,由于所述芯部110与所述外围部120共同分担所述压头10收到的压 力,故所述压头10的整体的抗压强度得到显著的提高。同时,冷却水从所述进水腔130进入, 并快速从所述出水腔140被排出,有利于提高对所述水冷段100的冷却效率。
所述进水腔130可通过多种方式与所述出水腔140连通,例如,每一个出水腔140通过单独的通道与所述进水腔连通。在其中一个优选的实施例中,所述外围部120的底部开设有环形分布槽150,所述出水腔140连通所述环形分布槽150。所述芯部110的底部沿直径方向开设有连通槽160,所述连通槽160将所述进水腔130与所述环形分布槽150连通。冷却水经所述进水腔130进入所述连通槽160,进而充满所述环形分布槽150,并通过所述环形分布槽150返回所述水冷段100的上端,并排出。
在一实施例中,为提高所述烧结用热压炉1的密封性,提高所述烧结用热压炉1的真空性能,请一并参看图7,所述烧结用热压炉1还包括炉盖20及密封件30,所述水冷段100穿过所述炉盖20,并能够向下伸入炉腔内。所述水冷段100上设置有连接法兰170,所述密封件30的上端固定连接所述连接法兰170,下端固定连接所述炉盖20。所述密封件30能够被压缩或拉伸。例如,所述密封件30为波纹管。
在所述压头10被向下压或者被向上提起时,所述密封件30被压缩或被拉伸,从而使得保持所述炉腔内的真空环境。此时,所述压头10与所述炉盖20的连接处不必要再设置其他的密封结构,采用间隙配合的连接方式,即可保证所述热压炉的密封性,同时,降低了所述压头10的磨损,进一步延长了所述压头10的使用寿命。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种烧结用热压炉,包括压头,其特征在于,所述压头包括水冷段及至少一个石墨段,所述水冷段与所述石墨段之间,以及相邻两个所述石墨段之间挂接连接,以使得当所述压头被向上提拉时,位于连接点下方的所述石墨段能够被提起;当所述压头被向下施加压力时,连接点处不受力或者受力小于所述压头被施加的压力;
所述水冷段的下端、位于中部的所述石墨段的两端以及位于下部的所述石墨段的上端开设有挂接螺孔,所述水冷段与所述石墨段之间,以及相邻两个所述石墨段之间通过挂接螺杆连接,所述挂接螺杆的螺纹大径大于所述挂接螺孔的螺纹小径,且小于所述挂接螺孔的螺纹大径。
2.如权利要求1所述的烧结用热压炉,其特征在于,所述水冷段的下端、位于中部的所述石墨段的下端外侧设置有挂接凸起,所述石墨段的上端设置有倒L型挂接环,所述挂接环挂接在所述挂接凸起上。
3.如权利要求1~2中任意一项所述的烧结用热压炉,其特征在于,所述水冷段的下方挂接有第一石墨段,所述第一石墨段下方挂接有第二石墨段,所述第二石墨段的下方可拆卸安装有热压接触件。
4.如权利要求1~2中任意一项所述的烧结用热压炉,其特征在于,所述水冷段包括芯部及固定在所述芯部外侧的外围部,所述芯部的中心沿平行于所述芯部的长度方向开设有进水腔,所述外围部上沿平行于所述外围部的长度方向开设有若干出水腔,所述进水腔与若干所述出水腔的底部连通。
5.如权利要求4所述的烧结用热压炉,其特征在于,所述出水腔环布在所述外围部上,数量为4~8个。
6.如权利要求5所述的烧结用热压炉,其特征在于,所述外围部的底部开设有环形分布槽,所述出水腔连通所述环形分布槽;所述芯部的底部沿直径方向开设有连通槽,所述连通槽将所述进水腔与所述环形分布槽连通。
7.如权利要求5所述的烧结用热压炉,其特征在于,还包括炉盖及密封件,所述水冷段穿过所述炉盖,并能够向下伸入炉腔内;所述水冷段上设置有连接法兰,所述密封件的上端固定连接所述连接法兰,下端固定连接所述炉盖;所述密封件能够被压缩或拉伸。
8.如权利要求7所述的热压炉,其特征在于,所述密封件为波纹管。
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