CN114413629A - 一种氮化硅热压烧结设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氮化硅热压烧结设备，涉及氮化硅热压烧结设备技术领域，本发明包括工作台，工作台上端设置有壳体，壳体内设置加热装置，壳体的下端开设有第一通孔，工作台贯穿开设有第二通孔，工作台的下方设置有能经第二通孔和第一通孔进入到壳体内的承压板，通孔内设置有密封组件，壳体内设置有能沿竖直方向移动的竖向压板，壳体内还设置有能沿横向移动的横向压板，竖向压板的下端设置有能沿竖向压板下端面移动的固定板，横向压板的上端设置有导向组件，导向组件能带动固定板同步移动，固定板与横向压板之间还设置有间隙补偿组件。能够对氮化硅施加单轴向力的同时，能够对氮化硅的侧壁施加压力，使氮化硅侧壁受到的压力可调。

Description

一种氮化硅热压烧结设备

技术领域

本发明涉及氮化硅热压烧结设备技术领域，具体涉及一种氮化硅热压烧结设备。

背景技术

热压烧结由于加热加压同时进行，氮化硅粉料处于塑性状态，有助于颗粒的接触扩散、流动传质过程的进行，因而成型压力仅为冷压的1/10；还能降低烧结温度，缩短烧结时间，从而抵制晶粒长大，得到晶粒细小、致密度高和机械、电学性能良好的产品。

现有的热压烧结装置通常是将氮化硅粉末填充入模型内，再从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结同时进行。但是现有的氮化硅陶瓷刀片等在热压烧结的过程中，会先将氮化硅粉末在钢模中预压成型，使预成型件装入热压膜前具有一定的强度，预压成型时在控制压制速度，缓慢加压条件下进行的。氮化硅预成型件的上端压力可控，但是预成型的周向受到的压力不可控，当需要对氮化硅热压烧结成型件受到的周向压力进行调节时，调节不方便。并且现有的碳化硅热压前，将碳化硅加入到烧结设备内部不方便。

为此，亟待一种氮化硅热压烧结设备，能够对氮化硅施加单轴向力的同时，能够对氮化硅的侧壁施加压力，使氮化硅侧壁受到的压力可调。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种氮化硅热压烧结设备，能够对氮化硅施加单轴向力的同时，能够对氮化硅的侧壁施加压力，使氮化硅侧壁受到的压力可调。

本发明具体采用以下技术方案：

本发明的氮化硅热压烧结设备，包括工作台，工作台上端设置有壳体，壳体内设置加热装置，壳体的下端开设有第一通孔，工作台贯穿开设有第二通孔，工作台的下方设置有能经第二通孔和第一通孔进入到壳体内的承压板，通孔内设置有密封组件，壳体内设置有能沿竖直方向移动的竖向压板，壳体内还设置有能沿横向移动的横向压板，竖向压板的下端设置有能沿竖向压板下端面移动的固定板，横向压板的上端设置有导向组件，导向组件能带动固定板同步移动，固定板与横向压板之间还设置有间隙补偿组件。

优选的，密封组件包括密封板，密封板转动设置在第一通孔内，密封板的中部贯穿开设有让位孔，让位孔的内壁环形阵列设置有多个第一凸起，相邻第一凸起之间形成第一凹槽，第二通孔内壁设置有多个第二凸起，所有的第二凸起环形阵列分布，相邻第二凸起之间形成第二凹槽，第一凸起能进入到第二凹槽内，第二凸起能进入都第一凹槽内，第一凸起与第二凹槽之间、第二凸起与第一凹槽之间设置有密封垫，承压板的外壁设置有第三凸起，第三凸起能通过第一凹槽和第二凹槽，承压板的下端设置有第一液压缸。

优选的，第一通孔的内壁设置有环形的定位槽，密封板的外壁设置有位于定位槽内的齿条，第一通孔的内壁还开设有与定位槽相连通的放置槽，放置槽内设置有与齿条啮合的主动轮，工作台的下端设置有马达，马达的输出轴与主动轮相连接。

优选的，齿条能在定位槽内升降移动，齿条的下端与定位槽的底壁之间设置有密封环。

优选的，导向组件导向板、导向弹簧，横向压板的上端开设有导向槽，导向板的下端位于导向槽内，导向弹簧位于导向板的下端与导向槽底壁之间，导向板的上端面形状为圆弧面。

优选的，间隙补偿组件包括第一补偿块、第二补偿块、限位杆和限位柱；第一补偿块设置在第二补偿块的前端，第一补偿块将第二补偿块分隔为上弧面和下弧面，横向压板的上端设置有与下弧面相互适配的下凸起，竖向压板的下端设置有与上弧面相互适配的上凸起，限位柱能沿导向板的侧部升降移动，限位柱开设有限位槽，限位杆的一端与第二补偿块相互连接，限位杆的另一端位于限位槽内，限位杆与限位槽的底壁之间设置有限位弹簧。

优选的，导向板的侧壁沿竖直方向设置有滑轨，限位柱连接有滑块，滑块能沿滑轨移动，滑块的下端设置有复位弹簧。

优选的，竖向压板的下端开设有导向面，导向板的上端与导向面接触时，导向面对导向板施加向下的分力。

优选的，竖向压板的侧壁开设有缓冲槽，缓冲槽内设置有缓冲杆，缓冲杆与缓冲杆底壁之间设置有缓冲弹簧，缓冲杆的外侧端连接有连接杆，缓冲杆与固定板之间通过连接杆相互连接。

优选的，竖向压板的上端设置有移动杆，壳体的内壁设置有套筒，移动杆的上端位于套筒内，壳体外壁设置有多个第二液压缸，第二液压缸的伸缩轴与横向压板或竖向压板相互连接。

本发明的有益效果体现在：

1、本发明的壳体下端开设有第一通孔，工作台观察开设有第二通孔，第一通孔与第二通孔对齐，在工作台的下方设置有能升降移动的承压板，承压板能够顺次经过第二通孔和第一通孔进入到壳体内部，已经预制呈一定形状的氮化硅放置到承压板上由壳体外进入到壳体内以完成热压工序。通过设置的密封组件，当承压板进入到壳体内部后，密封组件能够旋转一定角度，实现壳体内部的相对密封。横向压板和竖向压板指的是移动方向为横向和竖向。在横向版的上端设置有导向组件，导向组件的上端能与竖向压板的下端紧密基础，在竖向压板的下端还设置有固定板，固定板能沿着竖向压板的下端面移动，侧向的横向压板施加压力时，导向组件能与固定板同步移动，实现固定板能与横向压板同步移动，保证横向压板施压时与氮化硅的端面齐平。通过设置间隙补偿组件，竖向压板施加向下的压力时，氮化硅预制件厚度略微降低，竖向压板相对横向压板向下移动一定距离，通过间隙补偿组件，能够缩小固定板与横向压板之间的间隙，保证氮化硅预制件的侧面的整齐度。

2、密封板设置有若干个第一凸起，相邻第一凸起之间形成第一凹槽；工作台的第二通孔内设置有若干个第二凸起，相邻第二凸起之间形成第二凹槽，当第一凹槽和第二凹槽对齐时，承压板的第三凸起能够通过第一凹槽和第二凹槽进入到壳体内。在承压板进入到壳体内后，密封板旋转一定角度，使第一凸起和第二凸起错位设置，并且第一凸起和第二凹槽相互适配，第二凸起与第一凹槽相互适配。第二液压缸撤去支撑力，承压板的第三凸起对密封板的第一凸起施加向下的压力，使密封板能够相对工作台向下移动一定距离，此时第一凸起进入到第二凹槽内，第二凸起进入到第一凹槽内。承压板将所受压力通过第一凸起和第二凸起传递给壳体和工作台，保证承压板受力稳定性。需要进一步说明的是，密封板的边缘位置可以设置密封垫，保证错位密封效果，并且在承压板的下端边缘位置设置密封垫，进一步提高与密封板的密封效果。通过设置密封环，提高密封板与壳体的密封性，同时密封环具有一定的弹性，使密封板在竖直方向具有一定的弹性移动距离。

3、通过设置导向板，使竖向压板相对横向压板向下移动时，竖向压板与横向压板之间的间距弹性补偿，保证竖向压板与横向压板之间没有间隙。通过设第一补偿块和第二补偿块，第一补偿块和第二补偿块一体成型。当竖向压板相对横向压板向下移动时，上凸起与上弧面接触，下凸起能与下弧面接触，对滴补偿块和第二补偿块施加向后退的力。当上凸起的下端与第一补偿块接触，下凸起与的上端与第二补偿块接触，此时上凸起与下凸起之间的距离等于第一补偿块的高度，此时固定板、第一补偿块和横向压板共面，能够保证对氮化硅预制件侧面进行施压时，保证氮化硅预制件的侧壁不会出现局部凸起或凹槽的情况，保证其侧面的光滑性，避免还需要对侧面凸起的缺陷进行加工。

4、第一补偿块和第二补偿块在限位杆、限位柱和限位弹簧的作用下能够实现横向的弹性移动，使固定板和横向压板对第一补偿块和第二补偿块施加了向后退的力，使第一补偿块和第二补偿块向后移动一定距离后，仍使第一补偿块、固定板和横向压板共面。通过设置滑轨、滑块和复位弹簧，使第一补偿块和第二补偿块能够在竖直方向的补偿移动。

5、通过设置缓冲杆、缓冲弹簧和连接杆，保证固定板的上端能与竖向压板之间没有间隙，起到对固定板导向限位作用，同时能避免导向板与固定板接触时发生刚性碰撞，缓冲弹簧起到缓冲作用，同时还对固定板起到复位作用，当固定板不受到导向板的作用力时，能自动向外移动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处放大结构示意图；

图3为圆盘的俯视示意图；

图4为工作台的俯视示意图；

图5为竖向压板与横向压板处的放大结构示意图；

图6为图5中B处放大结构示意图；

图7为图5中C处放大结构示意图；

附图中，1-工作台，101-第二通孔，102-第二凸起，103-第二凹槽，2-壳体，201-第一通孔，202-加热装置，203-第二液压缸，3-承压板，301-第一液压缸，302-第三凸起，4-竖向压板，5-横向压板，6-密封板，601-第一凸起，602-第一凹槽，603-齿条，604-第二凸起，7-主动轮，701-马达，702-密封环，8-导向组件，801-导向板，802-导向槽，803-导向弹簧，9-固定板，10-第一补偿块，11-上弧面，12-下弧面，13-上凸起，14-下凸起，15-限位杆，16-限位弹簧，17-限位柱，18-滑轨，19-滑块，20-复位弹簧，21-缓冲弹簧，22-缓冲杆，23-连接杆，24-移动杆，25-套筒。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

本发明的氮化硅热压烧结设备，包括工作台1，工作台1上端设置有壳体2，壳体2内设置加热装置202，壳体2的下端开设有第一通孔201，工作台1贯穿开设有第二通孔101，工作台1的下方设置有能经第二通孔101和第一通孔201进入到壳体2内的承压板3，通孔内设置有密封组件，壳体2内设置有能沿竖直方向移动的竖向压板4，壳体2内还设置有能沿横向移动的横向压板5，竖向压板4的下端设置有能沿竖向压板4下端面移动的固定板9，横向压板5的上端设置有导向组件8，导向组件8能带动固定板9同步移动，固定板9与横向压板5之间还设置有间隙补偿组件。

采用上述技术方案后：本发明的壳体2下端开设有第一通孔201，工作台1观察开设有第二通孔101，第一通孔201与第二通孔101对齐，在工作台1的下方设置有能升降移动的承压板3，承压板3能够顺次经过第二通孔101和第一通孔201进入到壳体2内部，已经预制呈一定形状的氮化硅放置到承压板3上由壳体2外进入到壳体2内以完成热压工序。通过设置的密封组件，当承压板3进入到壳体2内部后，密封组件能够旋转一定角度，实现壳体2内部的相对密封。横向压板5和竖向压板4指的是移动方向为横向和竖向。在横向版的上端设置有导向组件8，导向组件8的上端能与竖向压板4的下端紧密基础，在竖向压板4的下端还设置有固定板9，固定板9能沿着竖向压板4的下端面移动，侧向的横向压板5施加压力时，导向组件8能与固定板9同步移动，实现固定板9能与横向压板5同步移动，保证横向压板5施压时与氮化硅的端面齐平。通过设置间隙补偿组件，竖向压板4施加向下的压力时，氮化硅预制件厚度略微降低，竖向压板4相对横向压板5向下移动一定距离，通过间隙补偿组件，能够缩小固定板9与横向压板5之间的间隙，保证氮化硅预制件的侧面的整齐度。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上作的进一步优化如下：密封组件包括密封板6，密封板6转动设置在第一通孔201内，密封板6的中部贯穿开设有让位孔，让位孔的内壁环形阵列设置有多个第一凸起601，相邻第一凸起601之间形成第一凹槽602，第二通孔101内壁设置有多个第二凸起102，所有的第二凸起102环形阵列分布，相邻第二凸起102之间形成第二凹槽103，第一凸起601能进入到第二凹槽103内，第二凸起102能进入都第一凹槽602内，第一凸起601与第二凹槽103之间、第二凸起102与第一凹槽602之间设置有密封垫，承压板3的外壁设置有第三凸起302，第三凸起302能通过第一凹槽602和第二凹槽103，承压板3的下端设置有第一液压缸301。第一通孔201的内壁设置有环形的定位槽，密封板6的外壁设置有位于定位槽内的齿条603，第一通孔201的内壁还开设有与定位槽相连通的放置槽，放置槽内设置有与齿条603啮合的主动轮7，工作台1的下端设置有马达701，马达701的输出轴与主动轮7相连接。齿条603能在定位槽内升降移动，齿条603的下端与定位槽的底壁之间设置有密封环702。

采用上述技术方案后：密封板6设置有若干个第一凸起601，相邻第一凸起601之间形成第一凹槽602；工作台1的第二通孔101内设置有若干个第二凸起102，相邻第二凸起102之间形成第二凹槽103，当第一凹槽602和第二凹槽103对齐时，承压板3的第三凸起302能够通过第一凹槽602和第二凹槽103进入到壳体2内。在承压板3进入到壳体2内后，密封板6旋转一定角度，使第一凸起601和第二凸起102错位设置，并且第一凸起601和第二凹槽103相互适配，第二凸起102与第一凹槽602相互适配。第二液压缸203撤去支撑力，承压板3的第三凸起302对密封板6的第一凸起601施加向下的压力，使密封板6能够相对工作台1向下移动一定距离，此时第一凸起601进入到第二凹槽103内，第二凸起102进入到第一凹槽602内。承压板3将所受压力通过第一凸起601和第二凸起102传递给壳体2和工作台1，保证承压板3受力稳定性。需要进一步说明的是，密封板6的边缘位置可以设置密封垫，保证错位密封效果，并且在承压板3的下端边缘位置设置密封垫，进一步提高与密封板6的密封效果。通过设置密封环702，提高密封板6与壳体2的密封性，同时密封环702具有一定的弹性，使密封板6在竖直方向具有一定的弹性移动距离。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上作的进一步优化如下：导向组件8导向板801、导向弹簧803，横向压板5的上端开设有导向槽802，导向板801的下端位于导向槽802内，导向弹簧803位于导向板801的下端与导向槽802底壁之间，导向板801的上端面形状为圆弧面。间隙补偿组件包括第一补偿块10、第二补偿块、限位杆15和限位柱17；第一补偿块10设置在第二补偿块的前端，第一补偿块10将第二补偿块分隔为上弧面11和下弧面12，横向压板5的上端设置有与下弧面12相互适配的下凸起14，竖向压板4的下端设置有与上弧面11相互适配的上凸起13，限位柱17能沿导向板801的侧部升降移动，限位柱17开设有限位槽，限位杆15的一端与第二补偿块相互连接，限位杆15的另一端位于限位槽内，限位杆15与限位槽的底壁之间设置有限位弹簧16。

采用上述技术方案后：通过设置导向板801，使竖向压板4相对横向压板5向下移动时，竖向压板4与横向压板5之间的间距弹性补偿，保证竖向压板4与横向压板5之间没有间隙。通过设第一补偿块10和第二补偿块，第一补偿块10和第二补偿块一体成型。当竖向压板4相对横向压板5向下移动时，上凸起13与上弧面11接触，下凸起14能与下弧面12接触，对滴补偿块和第二补偿块施加向后退的力。当上凸起13的下端与第一补偿块10接触，下凸起14与的上端与第二补偿块接触，此时上凸起13与下凸起14之间的距离等于第一补偿块10的高度，此时固定板9、第一补偿块10和横向压板5共面，能够保证对氮化硅预制件侧面进行施压时，保证氮化硅预制件的侧壁不会出现局部凸起或凹槽的情况，保证其侧面的光滑性，避免还需要对侧面凸起的缺陷进行加工。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上作的进一步优化如下：导向板801的侧壁沿竖直方向设置有滑轨18，限位柱17连接有滑块19，滑块19能沿滑轨18移动，滑块19的下端设置有复位弹簧20。竖向压板4的下端开设有导向面，导向板801的上端与导向面接触时，导向面对导向板801施加向下的分力。

采用上述技术方案后：第一补偿块10和第二补偿块在限位杆15、限位柱17和限位弹簧16的作用下能够实现横向的弹性移动，使固定板9和横向压板5对第一补偿块10和第二补偿块施加了向后退的力，使第一补偿块10和第二补偿块向后移动一定距离后，仍使第一补偿块10、固定板9和横向压板5共面。通过设置滑轨18、滑块19和复位弹簧20，使第一补偿块10和第二补偿块能够在竖直方向的补偿移动。

实施例5

本实施例是在实施例1的基础上作的进一步优化如下：竖向压板4的侧壁开设有缓冲槽，缓冲槽内设置有缓冲杆22，缓冲杆22与缓冲杆22底壁之间设置有缓冲弹簧21，缓冲杆22的外侧端连接有连接杆23，缓冲杆22与固定板9之间通过连接杆23相互连接。竖向压板4的上端设置有移动杆24，壳体2的内壁设置有套筒25，移动杆24的上端位于套筒25内，壳体2外壁设置有多个第二液压缸203，第二液压缸203的伸缩轴与横向压板5或竖向压板4相互连接。

采用上述技术方案后：通过设置缓冲杆22、缓冲弹簧21和连接杆23，保证固定板9的上端能与竖向压板4之间没有间隙，起到对固定板9导向限位作用，同时能避免导向板801与固定板9接触时发生刚性碰撞，缓冲弹簧21起到缓冲作用，同时还对固定板9起到复位作用，当固定板9不受到导向板801的作用力时，能自动向外移动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种氮化硅热压烧结设备，包括工作台，所述工作台上端设置有壳体，所述壳体内设置加热装置，其特征在于：所述壳体的下端开设有第一通孔，工作台贯穿开设有第二通孔，所述工作台的下方设置有能经第二通孔和第一通孔进入到壳体内的承压板，所述第一通孔内设置有密封组件，所述壳体内设置有能沿竖直方向移动的竖向压板，所述壳体内还设置有能沿横向移动的横向压板，所述竖向压板的下端设置有能沿竖向压板下端面移动的固定板，所述横向压板的上端设置有导向组件，所述导向组件能带动固定板同步移动，所述固定板与横向压板之间还设置有间隙补偿组件。

2.根据权利要求1所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述密封组件包括密封板，所述密封板转动设置在第一通孔内，所述密封板的中部贯穿开设有让位孔，所述让位孔的内壁环形阵列设置有多个第一凸起，相邻第一凸起之间形成第一凹槽，所述第二通孔内壁设置有多个第二凸起，所有的第二凸起环形阵列分布，相邻第二凸起之间形成第二凹槽，所述第一凸起能进入到第二凹槽内，所述第二凸起能进入都第一凹槽内，所述第一凸起与第二凹槽之间、第二凸起与第一凹槽之间设置有密封垫，所述承压板的外壁设置有第三凸起，所述第三凸起能通过第一凹槽和第二凹槽，所述承压板的下端设置有第一液压缸。

3.根据权利要求2所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述第一通孔的内壁设置有环形的定位槽，所述密封板的外壁设置有位于定位槽内的齿条，所述第一通孔的内壁还开设有与定位槽相连通的放置槽，所述放置槽内设置有与齿条啮合的主动轮，所述工作台的下端设置有马达，所述马达的输出轴与主动轮相连接。

4.根据权利要求3所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述齿条能在定位槽内升降移动，所述齿条的下端与定位槽的底壁之间设置有密封环。

5.根据权利要求1所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述导向组件导向板、导向弹簧，所述横向压板的上端开设有导向槽，所述导向板的下端位于导向槽内，所述导向弹簧位于导向板的下端与导向槽底壁之间，所述导向板的上端面形状为圆弧面。

6.根据权利要求5所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述间隙补偿组件包括第一补偿块、第二补偿块、限位杆和限位柱；所述第一补偿块设置在第二补偿块的前端，所述第一补偿块将第二补偿块分隔为上弧面和下弧面，所述横向压板的上端设置有与下弧面相互适配的下凸起，所述竖向压板的下端设置有与上弧面相互适配的上凸起，所述限位柱能沿导向板的侧部升降移动，所述限位柱开设有限位槽，所述限位杆的一端与第二补偿块相互连接，所述限位杆的另一端位于限位槽内，所述限位杆与限位槽的底壁之间设置有限位弹簧。

7.根据权利要求6所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述导向板的侧壁沿竖直方向设置有滑轨，所述限位柱连接有滑块，所述滑块能沿滑轨移动，所述滑块的下端设置有复位弹簧。

8.根据权利要求5所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述竖向压板的下端开设有导向面，所述导向板的上端与导向面接触时，导向面对导向板施加向下的分力。

9.根据权利要求1所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述竖向压板的侧壁开设有缓冲槽，所述缓冲槽内设置有缓冲杆，所述缓冲杆与缓冲杆底壁之间设置有缓冲弹簧，所述缓冲杆的外侧端连接有连接杆，所述缓冲杆与固定板之间通过连接杆相互连接。

10.根据权利要求1所述的氮化硅热压烧结设备，其特征在于：所述竖向压板的上端设置有移动杆，所述壳体的内壁设置有套筒，所述移动杆的上端位于套筒内，所述壳体外壁设置有多个第二液压缸，所述第二液压缸的伸缩轴与横向压板或竖向压板相互连接。

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