CN116294612B - 一种铍铝合金烧结炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铍铝合金烧结炉，包括：炉架、高温燃烧炉、降温控制组件、预热加热组件和保护气储罐，高温燃烧炉固定安装于炉架的内侧，炉架的表面固定安装有若干贯穿至高温燃烧炉内侧的燃烧器，降温控制组件和预热加热组件固定安装于炉架的一侧且与高温燃烧炉的一侧固定连接。本发明中，通过在高温燃烧炉内部设有旋流槽，由若干燃烧器进行火焰加热，在旋流槽的导向下在高温燃烧炉内部形成环流作用，全面均匀提高高温燃烧炉内部温度，避免对合金粉末表面直接加热导致的材料的不均匀烧结、变形、裂纹等问题，进一步提升产品结构强度。

Description

一种铍铝合金烧结炉

技术领域

本发明涉及烧结炉技术领域，具体为一种铍铝合金烧结炉。

背景技术

铍铝合金具有质量轻、比强度高、比刚度高、热稳定性好、高韧性、抗腐蚀等许多优点，是一种重要的结构材料，被广泛应用于航空航天、计算机、汽车等工业。铍和铝金属之间没有任何金属间化合物生成，且相互固溶的能力极低，实质上是纯铍和纯铝的金属基复合材料。在烧结完成后，需要对烧结炉和硬质合金烧结体进行冷却。在冷却过程中，合金的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化，能够利用这一点，对硬质合金进行热处理以提高其物理机械性能。现有的液相烧结是指在烧结的过程中有液相出现或存在的烧结过程，具有烧结速度快、致密度高等优点。当采用将铍粉和铝粉混合并液相烧结制备铍铝合金时，直接进行烧结，由于材料没有达到均匀的温度分布，可能会导致局部温度过高或过低，从而引起材料的不均匀烧结、变形、裂纹等问题。这些问题会降低材料的强度、韧性和耐久性，影响产品的使用寿命和性能，此外，由于固态铍和液态铝不润湿，而且铍粉在预热过程中表面极易被氧化形成氧化铍薄膜包覆，极具惰性的氧化膜阻碍了烧结过程中颗粒间的扩散与致密化。因此，烧结时间长，致密化困难，生产效率低。另外，由于目前对烧结炉的冷却速率有限，无法实现快速冷却，因而不能实现在烧结炉中对硬质合金烧结体进行热处理，存在一定缺陷。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种铍铝合金烧结炉，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种铍铝合金烧结炉，包括：炉架、高温燃烧炉、降温控制组件、预热加热组件和保护气储罐，所述高温燃烧炉固定安装于炉架的内侧，所述炉架的表面固定安装有若干贯穿至高温燃烧炉内侧的燃烧器，所述降温控制组件和预热加热组件固定安装于炉架的一侧且与高温燃烧炉的一侧固定连接，所述高温燃烧炉的内侧设有旋流槽；

所述降温控制组件包括低温换热腔盒和散热组件，所述低温换热腔盒的一侧设有与高温燃烧炉内部相连通的鼓风管，且所述鼓风管的内侧设有送风扇叶，所述散热组件包括贯穿至低温换热腔盒内部的半导体制冷片以及固定安装于半导体制冷片两侧的散热翅片和换热翅片组，所述散热翅片的表面固定安装有风扇，所述换热翅片组套接于低温换热腔盒的内侧，所述预热加热组件包括预热腔盒以及固定安装于预热腔盒两侧的涡流线圈，所述预热腔盒的顶面与低温换热腔盒的底端相连通，所述预热腔盒的底端设有与保护气储罐相连通的恒压阀体。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述高温燃烧炉的一侧设有转动安装于炉架表面的密封门，且密封门的一侧与高温燃烧炉的表面相贴合，所述高温燃烧炉和密封门的内侧均设有隔热层，所述高温燃烧炉的内部设有烧结拖架。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述旋流槽为交叉状双螺旋结构，所述燃烧器呈斜向布置且一端沿旋流槽的内侧相切布置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述燃烧器包括混合腔头、控制阀以及固定安装于混合腔头一侧的炉喷头，所述控制阀的一端与混合腔头的一端固定连接，所述混合腔头的表面设有进气槽并滑动套接有调节环，所述炉喷头位于高温燃烧炉的内侧。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述鼓风管的内部固定安装有用于驱动送风扇叶转动的驱动马达，所述低温换热腔盒通过鼓风管与高温燃烧炉的内部相连通。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热翅片组的数量为若干并依次与低温换热腔盒的内壁平行布置，相邻换热翅片组之间设有相同间隙，所述换热翅片组为铝板结构且一侧与半导体制冷片的制冷面固定黏贴，所述换热翅片组的表面固定连接有温度传感器。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述散热翅片固定安装于半导体制冷片的制热面，所述散热翅片的内侧为镂空结构且风扇的一侧与镂空通孔的一侧相连通。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述预热腔盒的内侧固定安装有若干金属导板，且金属导板之间设有通气槽，所述涡流线圈为盘状涡流线圈结构且端部电连接有涡流发生器。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置降温控制组件和预热加热组件结构，分别在对铍铝合金粉末烧结过程中以及冷却降温过程中进行保护气的预热升温和快速降温，以惰性气体的气氛环境进行铍铝合金的前期预热以及烧结完成后的快速降温，预热可以帮助材料达到更加均匀的温度分布，从而减少因热应力引起的裂纹和变形的风险，且以保护气的循环冷却降温隔离氧分子的氧化效果，使得材料快速降温并降低表面氧化作用，进一步提高产品质量。

2.本发明中，通过设置降温控制组件结构，利用半导体制冷片进行半导体制冷快速降低换热翅片组温度，以使经过低温换热腔盒内部的气流快速降温，通过在高温燃烧炉内部形成封闭的保护气环境并由低温气氛环境降温，提高降温效果。

3.本发明中，通过在高温燃烧炉内部设有旋流槽，由若干燃烧器进行火焰加热，在旋流槽的导向下在高温燃烧炉内部形成环流作用，全面均匀提高高温燃烧炉内部温度，避免对合金粉末表面直接加热导致的材料的不均匀烧结、变形、裂纹等问题，进一步提升产品结构强度。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的降温控制组件和预热加热组件结构示意图；

图3为本发明一个实施例的预热加热组件安装结构示意图；

图4为本发明一个实施例的降温控制组件分解结构示意图；

图5为本发明一个实施例的预热加热组件结构示意图；

图6为本发明一个实施例的高温燃烧炉内部结构示意图；

图7为本发明一个实施例的燃烧器结构示意图。

附图标记：

100、炉架；110、燃烧器；111、混合腔头；112、控制阀；113、炉喷头；114、进气槽；115、调节环；

200、高温燃烧炉；210、密封门；220、旋流槽；230、烧结拖架；

300、降温控制组件；310、低温换热腔盒；320、散热组件；311、鼓风管；312、送风扇叶；321、半导体制冷片；322、散热翅片；323、风扇；324、换热翅片组；400、预热加热组件；410、预热腔盒；420、涡流线圈；500、保护气储罐；510、恒压阀体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种铍铝合金烧结炉。

结合图1-7所示，本发明提供的一种铍铝合金烧结炉，包括：炉架100、高温燃烧炉200、降温控制组件300、预热加热组件400和保护气储罐500，高温燃烧炉200固定安装于炉架100的内侧，炉架100的表面固定安装有若干贯穿至高温燃烧炉200内侧的燃烧器110，降温控制组件300和预热加热组件400固定安装于炉架100的一侧且与高温燃烧炉200的一侧固定连接，高温燃烧炉200的内侧设有旋流槽220；

降温控制组件300包括低温换热腔盒310和散热组件320，低温换热腔盒310的一侧设有与高温燃烧炉200内部相连通的鼓风管311，且鼓风管311的内侧设有送风扇叶312，散热组件320包括贯穿至低温换热腔盒310内部的半导体制冷片321以及固定安装于半导体制冷片321两侧的散热翅片322和换热翅片组324，散热翅片322的表面固定安装有风扇323，换热翅片组324套接于低温换热腔盒310的内侧，预热加热组件400包括预热腔盒410以及固定安装于预热腔盒410两侧的涡流线圈420，预热腔盒410的顶面与低温换热腔盒310的底端相连通，预热腔盒410的底端设有与保护气储罐500相连通的恒压阀体510。

在该实施例中，高温燃烧炉200的一侧设有转动安装于炉架100表面的密封门210，且密封门210的一侧与高温燃烧炉200的表面相贴合，高温燃烧炉200和密封门210的内侧均设有隔热层，高温燃烧炉200的内部设有烧结拖架230。

在该实施例中，旋流槽220为交叉状双螺旋结构，燃烧器110呈斜向布置且一端沿旋流槽220的内侧相切布置。

具体的，通过燃烧器110对向旋流槽220内侧进行液化气喷射燃烧，以旋流槽220进行焰流导向，使焰流在高温燃烧炉200内侧进行旋流运动，环绕旋流槽220表面使高温燃烧炉200内部均匀燃烧受热，避免火焰直接对烧结物表面喷射导致的局部加热不均。

在该实施例中，燃烧器110包括混合腔头111、控制阀112以及固定安装于混合腔头111一侧的炉喷头113，控制阀112的一端与混合腔头111的一端固定连接，混合腔头111的表面设有进气槽114并滑动套接有调节环115，炉喷头113位于高温燃烧炉200的内侧。

具体的，通过混合腔头111内部液化气的射流运动，以液化气的运动使外部气体虹吸通过进气槽114到入至混合腔头111内部与液化气混合，使气体混合并通过炉喷头113喷射，利用调节环115滑动调节通如气体量，调节燃烧效果。

在该实施例中，鼓风管311的内部固定安装有用于驱动送风扇叶312转动的驱动马达，低温换热腔盒310通过鼓风管311与高温燃烧炉200的内部相连通。

进一步的，换热翅片组324的数量为若干并依次与低温换热腔盒310的内壁平行布置，相邻换热翅片组324之间设有相同间隙，换热翅片组324为铝板结构且一侧与半导体制冷片321的制冷面固定黏贴，换热翅片组324的表面固定连接有温度传感器。

具体的，在降温工作中通过半导体制冷片321的制冷面与换热翅片组324表面相连接进行热传导，保护气气流通入并经过换热翅片组324，使气流与换热翅片组324表面换热降温，以低温保护器通入高温燃烧炉200内部进行烧结块的均衡降温。

在该实施例中，散热翅片322固定安装于半导体制冷片321的制热面，散热翅片322的内侧为镂空结构且风扇323的一侧与镂空通孔的一侧相连通。

在该实施例中，预热腔盒410的内侧固定安装有若干金属导板，且金属导板之间设有通气槽，涡流线圈420为盘状涡流线圈结构且端部电连接有涡流发生器。

具体的，通过涡流加热的方式对预热腔盒410内部导板加热，使经过导板表面和通气槽的内侧气流快速受热，受热效率高，进行气流的快速升温，从而对高温燃烧炉200内环境以及高温燃烧炉200内部烧结物表面进行预热。

本发明的工作原理及使用流程：

在预热阶段，通过涡流加热的方式对预热腔盒410内部导板加热，使经过导板表面和通气槽的内侧气流快速受热，受热效率高，进行气流的快速升温，从而对高温燃烧炉200内环境以及高温燃烧炉200内部烧结物表面进行预热，达到设定温度后，开始烧结，液化气经燃烧器110喷射进入高温燃烧炉200内，利用旋流槽220进行焰流导向，使焰流在高温燃烧炉内侧进行旋流运动，环绕旋流槽表面使高温燃烧炉内部均匀燃烧受热，避免火焰直接对烧结物表面喷射导致的局部加热不均，通过混合腔头111内部液化气的射流运动，以液化气的运动使外部气体虹吸通过进气槽114到入至混合腔头111内部与液化气混合，使气体混合并通过炉喷头113喷射，利用调节环115滑动调节通如气体量，调节燃烧效果，在该过程中，保护气经预热腔盒410内部导板加热，避免低温气流导致高温燃烧炉200内部温度不均；在降温阶段中，通过鼓风管和送风扇叶，将通过预热腔盒410的气流送入低温换热腔盒310的内部，通过半导体制冷片的制冷面与换热翅片组表面相连接进行热传导，使气流与换热翅片组表面换热降温，以低温保护器通入高温燃烧炉内部进行烧结块的均衡降温。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种铍铝合金烧结炉，其特征在于，包括：炉架（100）、高温燃烧炉（200）、降温控制组件（300）、预热加热组件（400）和保护气储罐（500），所述高温燃烧炉（200）固定安装于炉架（100）的内侧，所述炉架（100）的表面固定安装有若干贯穿至高温燃烧炉（200）内侧的燃烧器（110），所述降温控制组件（300）和预热加热组件（400）固定安装于炉架（100）的一侧且与高温燃烧炉（200）的一侧固定连接，所述高温燃烧炉（200）的内侧设有旋流槽（220）；

所述降温控制组件（300）包括低温换热腔盒（310）和散热组件（320），所述低温换热腔盒（310）的一侧设有与高温燃烧炉（200）内部相连通的鼓风管（311），且所述鼓风管（311）的内侧设有送风扇叶（312），所述散热组件（320）包括贯穿至低温换热腔盒（310）内部的半导体制冷片（321）以及固定安装于半导体制冷片（321）两侧的散热翅片（322）和换热翅片组（324），所述散热翅片（322）的表面固定安装有风扇（323），所述换热翅片组（324）套接于低温换热腔盒（310）的内侧，所述预热加热组件（400）包括预热腔盒（410）以及固定安装于预热腔盒（410）两侧的涡流线圈（420），所述预热腔盒（410）的顶面与低温换热腔盒（310）的底端相连通，所述预热腔盒（410）的底端设有与保护气储罐（500）相连通的恒压阀体（510）。

2.根据权利要求1所述的一种铍铝合金烧结炉，其特征在于，所述高温燃烧炉（200）的一侧设有转动安装于炉架（100）表面的密封门（210），且密封门（210）的一侧与高温燃烧炉（200）的表面相贴合，所述高温燃烧炉（200）和密封门（210）的内侧均设有隔热层，所述高温燃烧炉（200）的内部设有烧结拖架（230）。

3.根据权利要求1所述的一种铍铝合金烧结炉，其特征在于，所述旋流槽（220）为交叉状双螺旋结构，所述燃烧器（110）呈斜向布置且一端沿旋流槽（220）的内侧相切布置。

4.根据权利要求1所述的一种铍铝合金烧结炉，其特征在于，所述燃烧器（110）包括混合腔头（111）、控制阀（112）以及固定安装于混合腔头（111）一侧的炉喷头（113），所述控制阀（112）的一端与混合腔头（111）的一端固定连接，所述混合腔头（111）的表面设有进气槽（114）并滑动套接有调节环（115），所述炉喷头（113）位于高温燃烧炉（200）的内侧。

5.根据权利要求1所述的一种铍铝合金烧结炉，其特征在于，所述鼓风管（311）的内部固定安装有用于驱动送风扇叶（312）转动的驱动马达，所述低温换热腔盒（310）通过鼓风管（311）与高温燃烧炉（200）的内部相连通。

6.根据权利要求1所述的一种铍铝合金烧结炉，其特征在于，所述换热翅片组（324）的数量为若干并依次与低温换热腔盒（310）的内壁平行布置，相邻换热翅片组（324）之间设有相同间隙，所述换热翅片组（324）为铝板结构且一侧与半导体制冷片（321）的制冷面固定黏贴，所述换热翅片组（324）的表面固定连接有温度传感器。

7.根据权利要求1所述的一种铍铝合金烧结炉，其特征在于，所述散热翅片（322）固定安装于半导体制冷片（321）的制热面，所述散热翅片（322）的内侧为镂空结构且风扇（323）的一侧与镂空通孔的一侧相连通。

8.根据权利要求1所述的一种铍铝合金烧结炉，其特征在于，所述预热腔盒（410）的内侧固定安装有若干金属导板，且金属导板之间设有通气槽，所述涡流线圈（420）为盘状涡流线圈结构且端部电连接有涡流发生器。