CN204504223U - 金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉，公开了一种金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，包括料箱，料箱上设有进气阀和定向气流孔、出气孔，定向气流孔、出气孔均与料箱内相通，气体流入进气阀并通过定向气流孔进入料箱内，料箱还设有夹层通道，各个定向气流孔通过夹层通道相通。本实用新型的进气阀、定向气流孔、夹层通道可实现宽幅进气，且使气流均匀的分配并通过料箱内部的每一层料板；另外定向气流孔和出气孔分别设置在沿真空脱脂烧结炉炉体长度方向设置的左侧板或右侧板上，可缩短气体输送距离，保证不断有清洁的气体经过零件，彻底清除粘结剂，确保烧结后获得的零件性能一致。

Description

金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置

技术领域

本实用新型涉及金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉，尤其涉及了一种金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置。

背景技术

金属粉末注射成形，是传统的粉末冶金工艺与塑料成形工艺相结合的新工艺，是集塑料成形工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科交叉的产物，利用模具可注射成形,快速制造高密度、高精度、复杂形状的结构零件，能够快速准确地将设计思想转变为具有一定结构、功能特性的制品,并可直接批量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。其注射机理为：通过注射机将金属粉末与粘结剂的混合物以一定的温度，速度和压力注入充满模腔，经冷却定型出模得到一定形状、尺寸的预制件，再脱出预制件中的粘结剂并进行烧结，可得到具有一定机械性能的制件。其成形工艺流程如下：1.金属粉末和粘结剂混料，2.成形，3.脱脂，4.烧结，5.后处理，6.成品。

其中，脱脂和烧结是最关键的步骤。脱脂是成形坯在烧结前去除体内所含粘结剂的过程。脱脂工艺必须保证粘结剂从坯块的不同部位沿着颗粒之间的微小通道逐渐地排出，而不损害成形坯的高强度。烧结能使多孔的脱脂毛坯收缩密化成为具有一定组织和性能的制品。

目前金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉炉体内部主要结构除了加热体和保温层外，还设有一个密闭的料箱，料箱上设有安全阀13，料箱内部与脱脂管道相通，料箱外部与设置在炉体上的充气管道相通。在脱脂过程中，加热体加热，真空泵组不断通过脱脂管道抽气，充气管道不断充入保护性气体，使料箱内外形成压差，促使气体单向流动。随着脱脂温度的上升，粘结剂转化成气态，通过扩散和渗透穿过气孔到达零件表面。此时关键的问题是粘结剂能否均匀地被带走，保证粘结剂不会再次沉积在零件上。原有的结构中，如图1所示，料箱外的气体主要通过料箱两端的门缝及安全阀13进入料箱内部，不能保证料箱内部每层料板上通过的气流均匀。不均匀的气流会使粘结剂仍然沉降在零件上，同时不均匀的气流也会导致温度分布不均，从而会使同一炉的零件烧结后获得的性能各有不同，例如零件尺寸大小、密度高低等参数不一致。

发明内容

本实用新型针对现有技术中不能保证料箱内部每层料板上通过的气流均匀，导致粘结剂仍然沉降在零件上，从而使同一炉的零件烧结后获得的性能各有不同的问题，提供了一种可使料箱内每层料板上通过的气流均匀，彻底清除粘结剂的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，包括料箱，料箱包括用于开启料箱的前门板、与前门板平行的后门板、左侧板和右侧板，左侧板和右侧板均沿真空脱脂烧结炉炉体长度方向设置，左侧板或右侧板上设有至少一个进气阀，左侧板或右侧板上还设有至少一个定向气流孔，定向气流孔与料箱内相通，右侧板或左侧板上设有至少一个出气孔，出气孔与料箱内相通，气体流入进气阀并通过定向气流孔进入料箱内，再从出气孔流出，设有进气阀的左侧板或右侧板内设有夹层通道，各个定向气流孔通过夹层通道相通。

作为优选，进气阀包括阀座、阀帽和阀芯平衡块，阀帽设置在左侧板或右侧板上，阀帽与阀座之间围成一个密闭空腔，阀芯平衡块设置在密闭空腔内。阀芯平衡块可随料箱内外的压差值起伏，用于控制保护性气体的流入料箱。

作为优选，阀座上设有第一进气孔，阀芯平衡块活动设置在第一进气孔上，气体通过第一进气孔顶开阀芯平衡块流入密闭空腔内。

作为优选，阀帽与左侧板或右侧板贴合，阀帽上与左侧板或右侧板贴合的面上设有第二进气孔，第二进气孔与密闭空腔相通。

作为优选，左侧板和右侧板均包括内侧板和外侧板，内侧板和/或外侧板上设有夹层进气槽，内侧板与外侧板贴合形成夹层通道，进气阀固定在外侧板上。内侧板、外侧板及进气阀的设置使料箱整体仍然是一个密闭结构，从而能在脱脂和烧结时保证料箱内零件的粘结剂或其它杂质不会污染到保温层、加热体以及炉体内壁；且左侧板和右侧板均设有夹层通道，气体进入夹层通道后，进行分散，实现通过定向气流孔的气体达到理想均匀，从而保证通过每一层料板的气流均匀，均匀彻底地清除零件的粘结剂，从而获得性能较高及一致性较好的零件。气体进入夹层通道后，通过定向气流孔进入料箱内部，定向气流孔保证气体按预知的方式通过每层料板。

作为优选，阀帽上设有第二进气孔，左侧板和右侧板均包括内侧板和外侧板，左侧板的外侧板或右侧板的外侧板上设有与第二进气孔相通的第三进气孔，第三进气孔与夹层通道相通，夹层通道与定向气流孔相通，定向气流孔设置在左侧板的内侧板或右侧板的内侧板上。

作为优选，定向气流孔和出气孔的数量相等，每个定向气流孔和所对应的出气孔对齐。

作为优选，料箱内设有至少一块料板，左侧板、右侧板上均设有安装槽，料板通过安装槽插入料箱内。

作为优选，每一层料板配备至少一个定向气流孔，定向气流孔均匀设置在内侧板上。

作为优选，料箱还包括下底板，下底板内设有排气通道，排气通道与出气孔通过夹层通道相通，排气通道与脱脂管道相通。

本实用新型在料箱上设有至少一个进气阀，内侧板上的定向气流孔均与夹层通道相通，气体在进气阀的控制下先通过第三进气孔进入夹层通道，最后经过定向气流孔均匀的通过料箱内每一层料板，该结构可实现宽幅进气，气流在夹层通道内均匀分配，使通过各个定向气流孔的气流达到理想均匀，从而保证通过每一层料板的气流均匀；达到提高零件烧结后的性能及其一致性等效果，例如烧结后零件密度等性能相应提高，零件尺寸大小、密度高低等参数的一致性也相应提高；同时在脱脂过程和烧结过程中料箱内的粘结剂或其它杂质不会跑到料箱外而污染加热体、保温层以及炉体内壁；另外定向气流孔和出气孔分别设置在沿真空脱脂烧结炉炉体长度方向设置的左侧板或右侧板上，可缩短气体输送距离，保证不断有清洁的气体经过零件，彻底清除粘结剂，确保烧结后获得的零件性能一致。

附图说明

图1是现有技术中保护性气体通过料箱两端的门缝及安全阀进入料箱内部的流向。

图2是本实用新型的主视剖面图。

图3是图2中料箱的主视剖面图。

图4是图3的A部放大图。

图5是真空脱脂烧结炉炉体的俯视剖面图。

图6是料箱的部分爆炸图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—料箱、2—密闭空腔、3—阀芯平衡块、4—阀帽、5—阀座、6—第一进气孔、7—第二进气孔、8—第三进气孔、9—定向气流孔、10—出气孔、11—前门板、12—真空脱脂烧结炉炉体、13—安全阀、14—脱脂管道、15—充气管道、16—加热体、17—保温层、18—料板、19—后门板、20—左侧板、21—右侧板、22—零件、23—内侧板、24—外侧板、25—夹层通道、26—夹层进气槽、27—上盖板、28—排气通道、29—安装槽、30—真空泵组、31—进气阀、32—下底板、33—内底板、34—外底板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，如图2至图6所示，包括料箱1，料箱1包括用于开启料箱1的前门板11、与前门板11平行的后门板19、左侧板20和右侧板21、上盖板27和下底板32，左侧板20和右侧板21均沿真空脱脂烧结炉炉体12长度方向设置，左侧板20或右侧板21上设有至少一个进气阀31，左侧板20或右侧板21上还设有至少一个定向气流孔9，定向气流孔9与料箱1内相通，右侧板21或左侧板20上设有至少一个出气孔10，出气孔10与料箱1内相通，气体流入进气阀31并通过定向气流孔9进入料箱1内，再从出气孔10流出，设有进气阀31的左侧板20或右侧板21内设有夹层通道25，各个定向气流孔9通过夹层通道25相通。定向气流孔9和出气孔10分别设置在沿真空脱脂烧结炉炉体12长度方向设置的左侧板20或右侧板21上，可缩短气体输送距离，保证不断有清洁的气体经过零件22，彻底清除粘结剂，确保烧结后获得的零件性能一致。在本实施例中，进气阀31、定向气流孔9均设置在左侧板20上，出气孔10设置在右侧板21上。

进气阀31包括阀座5、阀帽4和阀芯平衡块3，阀帽4设置在左侧板20上，阀帽4与阀座5之间围成一个密闭空腔2，阀芯平衡块3设置在密闭空腔2内。阀芯平衡块3可随料箱1内外的压差值起伏，用于控制保护性气体的流入料箱1。

阀座5上设有第一进气孔6，阀芯平衡块3活动设置在第一进气孔6上，气体通过第一进气孔6顶开阀芯平衡块3流入密闭空腔2内。阀帽4与左侧板20贴合，阀帽4上与左侧板20贴合的面上设有第二进气孔7，第二进气孔7与密闭空腔2相通。

左侧板20和右侧板21均包括内侧板23和外侧板24，内侧板23和/或外侧板24上设有夹层进气槽26，内侧板23与外侧板24紧密贴合从而形成夹层通道25。在本实施例中，夹层进气槽26设置在外侧板24内端。进气阀31固定在左侧板20的外侧板24上。阀帽4上设有第二进气孔7，左侧板20的外侧板24上设有与第二进气孔7相通的第三进气孔8，第三进气孔8与夹层通道25相通，夹层通道25与定向气流孔9相通，定向气流孔9设置在左侧板20的内侧板23上。

定向气流孔9和出气孔10的数量相等，每个定向气流孔9和所对应的出气孔10对齐，因此气流经过定向气流孔9后，可最大可能性的从相应的出气孔10流出，确保从定向气流孔9进入料箱1内的气流沿着直线流动，行程最短。

料箱1内设有至少一块料板18，左侧板20、右侧板21上均设有横向设置的安装槽29，料板18通过安装槽29插入料箱1内，每层料板18上的零件22所在的空间均与相邻的料板18上的零件22所在的空间不相通，即每层料板18上的零件22所在的空间均为密闭，可防止每层料板18上的气体产生对流，影响脱脂效果。每一层料板18配备至少一个定向气流孔9，定向气流孔9均匀设置在内侧板23上。下底板32包括内底板33和外底板34，内底板33和外底板34之间设有排气通道28，排气通道28与出气孔10通过夹层通道25相通，排气通道28与脱脂管道14相通。在本实施例中，每层料板18均对应有一排定向气流孔9，每排的定向气流孔9均匀分布。夹层通道25与定向气流孔9或出气孔10相通；夹层通道25用于分流，使得从第三进气孔8进入的气体能够均匀的分配到各个定向气流孔9，并均匀的流过料板18上的零件22，更加有效的提高气体流过各定向气流孔9的均匀性。安装槽29的设置使定向气流孔9的出口位置比内侧板23与料板18之间的贴合面更加深入料箱1内部，有效的防止因为贴合面不紧密而使通入各层料板18的气体相互流通，影响均匀性。

真空脱脂烧结炉炉体12内设有加热体16和保温层17，密闭的料箱1设置在真空脱脂烧结炉炉体12内，右侧板21上的夹层通道25与脱脂管道14相通，料箱1外部与设置在真空脱脂烧结炉炉体12上的充气管道15相通。在脱脂过程中，加热体16加热，真空泵组30不断通过脱脂管道14抽气，充气管道15不断充入保护性气体，使料箱1内外形成压差，促使气体单向流动。随着脱脂温度的上升，粘结剂转化成气态，通过扩散和渗透穿过气孔到达零件22表面。

在本实施例中，图中的箭头为保护性气体的进气方向，当料箱1内外到达启动压差时，保护性气体经第一进气孔6，阀芯平衡块3向上浮起，保护性气体先后通过第二进气孔7、第三进气孔8、左侧板20上的夹层通道25、定向气流孔9进入料箱1内部，再通过真空泵组30将气体从出气孔10抽出，该气流流向可预知，在左侧板20上的夹层通道25的作用下，保护性气体能够均匀的流向通往各层料板18的定向气流孔9，从而达到料箱1内部每层料板18上通过的气流均匀，彻底清除粘结剂。同时又可以在通入的气体流量低的时候，阀芯平衡块3不动作，料箱1内粘结剂不会跑到料箱1外而污染加热体16、保温层17以及真空脱脂烧结炉炉体12内壁。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，包括料箱(1)，料箱(1)包括用于开启料箱(1)的前门板(11)、与前门板(11)平行的后门板(19)、左侧板(20)和右侧板(21)，左侧板(20)和右侧板(21)均沿真空脱脂烧结炉炉体(12)长度方向设置，其特征在于：左侧板(20)或右侧板(21)上设有至少一个进气阀(31)，左侧板(20)或右侧板(21)上还设有至少一个定向气流孔(9)，定向气流孔(9)与料箱(1)内相通，右侧板(21)或左侧板(20)上设有至少一个出气孔(10)，出气孔(10)与料箱(1)内相通，气体流入进气阀(31)并通过定向气流孔(9)进入料箱(1)内，再从出气孔(10)流出，设有进气阀(31)的左侧板(20)或右侧板(21)内设有夹层通道(25)，各个定向气流孔(9)通过夹层通道(25)相通。

2.根据权利要求1所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：进气阀(31)包括阀座(5)、阀帽(4)和阀芯平衡块(3)，阀帽(4)设置在左侧板(20)或右侧板(21)上，阀帽(4)与阀座(5)之间围成一个密闭空腔(2)，阀芯平衡块(3)设置在密闭空腔(2)内。

3.根据权利要求2所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：阀座(5)上设有第一进气孔(6)，阀芯平衡块(3)活动设置在第一进气孔(6)上，气体通过第一进气孔(6)顶开阀芯平衡块(3)流入密闭空腔(2)内。

4.根据权利要求2所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：阀帽(4)与左侧板(20)或右侧板(21)贴合，阀帽(4)上与左侧板(20)或右侧板(21)贴合的面上设有第二进气孔(7)，第二进气孔(7)与密闭空腔(2)相通。

5.根据权利要求2所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：左侧板(20)和右侧板(21)均包括内侧板(23)和外侧板(24)，内侧板(23)和/或外侧板(24)上设有夹层进气槽(26)，内侧板(23)与外侧板(24)贴合形成夹层通道(25)，进气阀(31)固定在外侧板(24)上。

6.根据权利要求5所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：阀帽(4)上设有第二进气孔(7)，左侧板(20)的外侧板(24)或右侧板(21)的外侧板(24)上设有与第二进气孔(7)相通的第三进气孔(8)，第三进气孔(8)与夹层通道(25)相通，夹层通道(25)与定向气流孔(9)相通，定向气流孔(9)设置在左侧板(20)的内侧板(23)或右侧板(21)的内侧板(23)上。

7.根据权利要求1所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：定向气流孔(9)和出气孔(10)的数量相等，每个定向气流孔(9)和所对应的出气孔(10)对齐。

8.根据权利要求5所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：料箱(1)内设有至少一块料板(18)，左侧板(20)、右侧板(21)上均设有安装槽(29)，料板(18)通过安装槽(29)插入料箱(1)内。

9.根据权利要求8所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：每一层料板(18)配备至少一个定向气流孔(9)，定向气流孔(9)均匀设置在内侧板(23)上。

10.根据权利要求1所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉均匀定向层流进气装置，其特征在于：料箱(1)还包括下底板(32)，下底板(32)内设有排气通道(28)，排气通道(28)与出气孔(10)通过夹层通道(25)相通。