CN212704303U - 一种压力浸渗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力浸渗装置，下炉腔内设置有坩埚，坩埚内设置有金属液，金属液内设置有升液管，升液管一端浸没在金属液，另一端与下炉腔上方设置的上炉腔连接；上炉腔内设置有工装桶，工装桶的外侧设置有保温屏，上炉腔连接有第一真空阀、第一充气阀和第二真空阀，下炉腔连接有第二充气阀。本实用新型采用双真空双充气的方式使浸渗装置获得更高的真空度和较高的气体压强，而且冷却速率可控，真空密封性较高，可以制备出高致密金属基复合材料。

Description

一种压力浸渗装置

技术领域

本实用新型属于生产设备技术领域，具体涉及一种压力浸渗装置。

背景技术

金属基陶瓷复合材料由于其相对原材料易得、耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能同时还具有导热、导电、耐磨、热膨胀系数小、阻尼性好、不吸湿、不老化和无污染等优秀特点而被广泛应用到电子封装领域和航空航天领域，常规的制备方法有粉末冶金、热压烧结、液相烧结等，粉末冶金存在工艺程序复杂、制备周期长、粉末形状受限制等问题，热压烧结其外加压力的设备复杂，操作难度增大，不利于大规模生产。液相烧结操作简单，能够实现工业化生产，但制得的产品易存在孔洞，致密度低，而且对金属间化合物与陶瓷润湿性和溶解度要求较高，应用范围受到限制。因而一些专家学者提出了压力浸渗的方法制备金属基复合材料，熔体浸渗法相比于固态成形的性能更好，且具有低能耗、零件形状多样和可大规模生产等优点。

在实际生产中，由于其工装特性无法在高温下施加较大气体压力，因而浸渗效果不够理想，材料内部组织不够密实，进而材料性能大打折扣。而且材料压力浸渗太大常常会出现安全性问题，使浸渗设备损坏，严重时危及工作人员人身安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种压力浸渗装置。

本实用新型采用以下技术方案：

一种压力浸渗装置，包括下炉腔，下炉腔内设置有坩埚，坩埚内设置有金属液，金属液内设置有升液管，升液管一端浸没在金属液，另一端与下炉腔上方设置的上炉腔连接；上炉腔内设置有工装桶，工装桶的外侧设置有保温屏，上炉腔连接有第一真空阀、第一充气阀和第二真空阀，下炉腔连接有第二充气阀。

具体的，第一真空阀的管道经下炉腔连接到工装桶中，第二真空阀与第一充气阀经管道连接到上炉腔在工装桶的外侧。

具体的，第二充气阀的管道由下炉腔伸入熔炼金属液的坩埚中。

具体的，保温屏的外侧设置有冷却系统。

具体的，上炉腔与下炉腔之间通过旋入式的第一卡槽配合连接。

具体的，工装桶与上炉腔之间通过旋入式的第二卡槽配合连接。

具体的，工装桶的延伸出部分与下炉腔的坩埚之间通过旋入式的第三卡槽配合连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型一种压力浸渗装置，采用双真空双充气的方式维持工装桶内外气压相等，工装桶内外气压相等工装桶不会发生形变，提高了安全性能；工装桶内外气压相等，可以达到更高的真空度和较高的气压强度。

进一步的，冷却系统可以添加不同冷却介质能够在一定范围内控制冷却速度。

进一步的，第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽均采用旋入式卡槽配合结构，使得连接部位在充气和抽真空时都能保证其密封性。

综上所述，本实用新型采用双真空双充气的方式使浸渗装置获得更高的真空度和较高的气体压强，而且冷却速率可控，真空密封性较高，可以制备出高致密金属基复合材料。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中：1.上炉腔；2.第一卡槽；3.第一真空阀；4.下炉腔；5.工装桶；6.冷却系统；7.保温屏；8.第二真空阀；9.第一充气阀；10.第二卡槽；11.第二充气阀；12.第三卡槽；13.坩埚；14.金属液；15.升液管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。

还需要说明的是，本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，本实用新型公开了一种压力浸渗装置，包括上炉腔1和下炉腔4，上炉腔1设置在下炉腔4的上部，上炉腔1内设置有工装桶5，工装桶5的外侧设置有保温屏7，上炉腔1连接有第一真空阀3、第一充气阀9和第二真空阀8；下炉腔4内设置有坩埚13，坩埚13内盛放有金属液14，升液管15连接金属液14与上炉腔1作为金属液14进入工装桶内的通道，下炉腔4连接有第二充气阀11。

第一真空阀3的管道经下炉腔4连接到工装桶5中，第二真空阀8与第一充气阀9经管道连接到上炉腔1在工装桶5的外侧，用于抽真空时平衡工装桶5内外压力。

第二充气阀11的管道由下炉腔4伸入熔炼金属液14的坩埚13中，熔炼结束后冲入惰性气体在气体压力下使金属液14冲入工装桶5中，在压力下使金属液14渗入装在模具中的陶瓷坯体中，同时在第二充气阀11打开时，第一充气阀9也打开平衡工装桶5内外压力，保证浸渗过程安全。

保温屏7的外侧设置有冷却系统6，冷却系统6中通过添加不同的冷却液在一定范围内控制冷却速度。

上炉腔1与下炉腔4之间通过第一卡槽2配合连接，工装桶5与上炉腔1之间通过第二卡槽10配合连接，工装桶5的延伸出部分与下炉腔4的坩埚13之间通过第三卡槽12配合连接。

第一卡槽2、第二卡槽10和第三卡槽12均采用旋入式卡槽配合结构，使得连接部位在充气和抽真空时都能保证其密封性。

本实用新型一种压力浸渗装置浸渗设备的使用工艺如下：

S1、将所需浸渗的陶瓷坯体装入工装桶中，然后将工装桶利用旋入式卡槽机构固定在上炉腔中，然后将升液管焊接在工装桶中，之后在指定温度温度下预热

S2、将要浸渗的金属放置在坩埚，在指定温度进行熔炼，熔炼完成后进行精炼，之后将工装桶延伸部分与坩埚旋入式配合，将上炉腔和下炉腔也采用旋入式卡槽结构连接。

S3、同时打开两个真空阀抽真空，控制工装桶内外气压相等。控制金属液和上炉腔中工装桶温度一直，真空度达到工艺要求时，同时打开两个充气阀开始充入惰性气体，控制工装桶内外压力相等，工装桶中金属液在气体压力下冲入工装桶浸渗入陶瓷坯体中完成浸渗，浸渗完成后冷却系统控制流速和不同冷却介质，在一定范围控制降温速率。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种压力浸渗装置，其特征在于，包括下炉腔(4)，下炉腔(4)内设置有坩埚(13)，坩埚(13)内设置有金属液(14)，金属液(14)内设置有升液管(15)，升液管(15)一端浸没在金属液(14)，另一端与下炉腔(4)上方设置的上炉腔(1)连接；上炉腔(1)内设置有工装桶(5)，工装桶(5)的外侧设置有保温屏(7)，上炉腔(1)连接有第一真空阀(3)、第一充气阀(9)和第二真空阀(8)，下炉腔(4)连接有第二充气阀(11)。

2.根据权利要求1所述的压力浸渗装置，其特征在于，第一真空阀(3)的管道经下炉腔(4)连接到工装桶(5)中，第二真空阀(8)与第一充气阀(9)经管道连接到上炉腔(1)在工装桶(5)的外侧。

3.根据权利要求1所述的压力浸渗装置，其特征在于，第二充气阀(11)的管道由下炉腔(4)伸入熔炼金属液(14)的坩埚(13)中。

4.根据权利要求1所述的压力浸渗装置，其特征在于，保温屏(7)的外侧设置有冷却系统(6)。

5.根据权利要求1所述的压力浸渗装置，其特征在于，上炉腔(1)与下炉腔(4)之间通过旋入式的第一卡槽(2)配合连接。

6.根据权利要求1所述的压力浸渗装置，其特征在于，工装桶(5)与上炉腔(1)之间通过旋入式的第二卡槽(10)配合连接。

7.根据权利要求1所述的压力浸渗装置，其特征在于，工装桶(5)的延伸出部分与下炉腔(4)的坩埚(13)之间通过旋入式的第三卡槽(12)配合连接。

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