CN214842395U

CN214842395U - 一种热压烧结装置的加热及测温单元

Info

Publication number: CN214842395U
Application number: CN202120635053.6U
Authority: CN
Inventors: 姚力军; 王巨宝; 王学泽; 王科
Original assignee: Shanghai Rongchuangkaixun Special Material Co ltd
Current assignee: Shanghai Rongchuangkaixun Special Material Co ltd
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2031-03-26

Abstract

本实用新型提供了一种热压烧结装置的加热及测温单元，所述加热及测温单元包括加热件和测温仪；所述加热件包括上部、中部和下部加热件，所述上部、下部加热件对应设置于上压头、下压头处，所述中部加热件位于热压模具的外侧；所述热压烧结装置内的上部、中部和下部分别设置测温点，所述测温点对应连接有上部、中部、下部测温仪。本实用新型通过对加热及测温单元进行结构改进，在装置内上、中、下三个区域均设置加热件，并分别采用测温仪测定各区域的温度，便于通过加热件补偿加热，及时调节温度，保证装置内的温度基本均匀一致，保证热压烧结工艺的稳定；所述加热及测温单元的改进结构简单，容易操作，成本较低，应用前景广。

Description

一种热压烧结装置的加热及测温单元

技术领域

本实用新型属于热压烧结设备技术领域，涉及一种热压烧结装置的加热及测温单元。

背景技术

热压烧结技术是将粉末或坯料置于模具中进行加热，并施以单轴压力，使粉末或坯料的固相颗粒相互键联，晶粒长大，气孔和晶界渐趋减少，最终形成多晶烧结体的过程，其方式包括真空热压烧结、加压热压烧结等。目前常用的加热技术中，主要有电阻丝加热、石墨加热以及电磁感应加热等方式，各种加热方式有其特点，适用于各自的应用领域。

热压烧结炉作为一种常用的烧结设备，主要用于粉末冶金及坯料烧结成型等工艺，根据加热方式的不同，分为电阻式热压炉、感应式热压炉、放电等离子体烧结炉等，其中感应式热压炉的应用最为广泛。目前的热压烧结装置通常只在中间部位设置一个测温点，对上下压头因循环水冷却而损失的热量无法控制，且上下部位与中间部位的温差较大，加热均匀性不佳。

CN 105783501A公开了一种真空热压烧结炉，包括：炉体，所述炉体中设置有上水冷压头及下水冷压头，上、下水冷压头位于所述炉体的两端并相对设置；液压机构，包括上液压缸及下液压缸，所述下液压缸与下水冷压头连接，带动下水冷压头上下运动，所述上液压缸与上水冷压头连接，带动上水冷压头上下运动；及感应加热机构，包括法兰、感应线圈及热压模具，所述感应线圈安装于法兰上，且所述法兰可拆卸的安装于炉体内，所述感应线圈缠绕设置于热压模具的外侧，且所述上、下水冷压头夹紧热压模具。通过对真空热压烧结炉具体结构的介绍，可以根据需要选择不同规格的感应线圈和热压模具，以适应不同尺寸的样品，但该装置并未涉及对测温结构的改进，也未明确如何控制不同部位的加热温度。

CN 108788159A公开了一种超声波辅助热压烧结炉，包括炉体，所述炉体为圆筒型，炉体内中间位置设有模具，模具内部为烧结区，所述烧结区下部为振动基座，所述振动基座下部依次连有下压头、下推杆，所述烧结区的上部依次连有上压头、上顶杆，所述下推杆下部依次连接有变幅杆、超声换能器及超声波发生器，所述烧结区外侧设有一圈发热体。该热压烧结炉将超声波技术和热压烧结技术结合，但其在炉体内同样只设置一个测温装置，只能测量局部温度，对于烧结区整体的温度的均匀性无法控制。

综上所述，为了保证热压烧结装置内温度的均匀性，需要对热压烧结装置的结构进行改进，尤其是对加热及测温单元的结构进行调节，便于精确控制热压烧结参数。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种热压烧结装置的加热及测温单元，通过对热压烧结装置的加热及测温单元进行结构改进，在热压烧结装置内的上、中、下三个区域均设置加热件，并分别采用测温仪测定各区域的温度，便于加热件调节温度，保证装置内的温度基本均匀一致，保证热压烧结工艺的稳定及产品的良好性能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种热压烧结装置的加热及测温单元，所述加热及测温单元包括加热件和测温仪；

所述加热件包括上部加热件、中部加热件和下部加热件，所述上部加热件设置于热压烧结装置的上压头处，所述中部加热件位于热压烧结装置的热压模具的外侧，所述下部加热件设置于热压烧结装置的下压头处；

所述热压烧结装置内的上部、中部和下部分别设置测温点，所述测温点对应连接有上部测温仪、中部测温仪和下部测温仪。

本实用新型中，由于现有的热压烧结装置通常只在中部位置设置一个测温点，对于装置内上部和下部区域的温度，难以保证热压模具内温度的均匀性，因而通过在热压烧结装置的上部区域和下部区域，即上压头和下压头的位置同样设置测温点，采用测温仪进行该区域温度测量，并分别设置辅助加热件，便于对上部和下部区域的温度进行调控，以补偿上压头和下压头因循环水降温而损失的热量，加之原有的中部加热件和测温点，保证装置内部温度均匀一致，保证热压烧结工艺参数的稳定，更能够得到性能优异的产品；所述加热及测温单元的改进结构简单，容易操作，成本较低，应用前景广。

以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述热压烧结装置包括真空热压烧结炉。

作为本实用新型优选的技术方案，所述热压烧结装置内自上而下依次包括上压头、热压模具和下压头。

作为本实用新型优选的技术方案，所述上压头和下压头均为水冷压头。

作为本实用新型优选的技术方案，所述热压模具包括石墨模具或CFC模具，所述热压模具内装填待烧结粉末或坯料。

本实用新型中，常见的热压烧结装置包括真空热压烧结炉，在真空条件下或者惰性气体保护的真空条件加热烧结；其中上水冷压头和下水冷压头位于炉体的上下两端，夹紧中间的热压模具；所述装置通常还包括液压缸，其数量同样为两个，分别连接上、下压头，带动压头上下移动，便于热压模具的安装、拆卸以及控制施加压力的大小。

本实用新型中，热压模具的种类可选择石墨模具或CFC模具，其中CFC是指碳纤维复合材料。

作为本实用新型优选的技术方案，所述加热件包括感应线圈或石墨发热体。

作为本实用新型优选的技术方案，所述上部加热件、中部加热件和下部加热件为同种加热件。

本实用新型中，所述热压烧结装置根据加热方式可分为感应式加热、电阻式加热或石墨加热，对应有不同的热压烧结炉，一般本实用新型增加的加热件与原加热件的种类保持一致，有助于简化装置改进的操作，避免不同区域加热不协调的问题。

作为本实用新型优选的技术方案，所述上部加热件、中部加热件和下部加热件独立地连接至电源，所述电源位于热压烧结装置的外侧。

作为本实用新型优选的技术方案，所述测温仪包括红外测温仪或热电偶测温仪，所述热电偶测温仪包括K型热电偶。

本实用新型中，选择常见的红外测温仪或热电偶测温仪，能够较为快速准确的检测装置内测量位置的温度，方便温度的及时调节；其中，所述红外测温仪包括红外测温探头和红外测温仪主体，所述热电偶测温仪包括热电偶和电气仪表，所述红外测温探头或热电偶位于热压烧结装置内的测温点处，红外测温仪主体或电气仪表位于热压烧结装置外侧，两部分结构电连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过对热压烧结装置的加热及测温单元进行结构改进，在热压烧结装置内的上、中、下三个区域均设置加热件，并分别采用测温仪测定各区域的温度，便于通过加热件补偿加热，及时调节温度，保证装置内的温度基本均匀一致，装置内温度差异不超过±3℃，保证热压烧结工艺的稳定，以得到性能优异的烧结产品；

(2)本实用新型所述加热及测温单元的改进结构简单，容易操作，成本较低，应用前景广。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的热压烧结装置的加热及测温单元的结构示意图；

其中，1-加热件，11-上部加热件，12-中部加热件，13-下部加热件，2-测温仪，21-上部测温仪，22-中部测温仪，23-下部测温仪，3-热压模具，4-上压头，5-下压头。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明，但下述的实施例仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型保护范围以权利要求书为准。

本实用新型具体实施方式部分提供了一种热压烧结装置的加热及测温单元，所述加热及测温单元包括加热件1和测温仪2；

所述加热件1包括上部加热件11、中部加热件12和下部加热件13，所述上部加热件11设置于热压烧结装置的上压头4处，所述中部加热件12位于热压烧结装置的热压模具3的外侧，所述下部加热件13设置于热压烧结装置的下压头5处；

所述热压烧结装置内的上部、中部和下部分别设置测温点，所述测温点对应连接有上部测温仪21、中部测温仪22和下部测温仪23。

以下为本实用新型典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种热压烧结装置的加热及测温单元，所述加热及测温单元的结构示意图如图1所示，包括加热件1和测温仪2；

所述热压烧结装置为真空热压烧结炉。

所述热压烧结装置内自上而下依次包括上压头4、热压模具3和下压头5。

所述上压头4和下压头5均为水冷压头。

所述热压模具3为石墨模具，所述热压模具3内装填待烧结粉末。

所述上部加热件11、中部加热件12和下部加热件13均为石墨发热体。

所述上部加热件11、中部加热件12和下部加热件13独立地连接至电源，所述电源位于热压烧结装置的外侧。

所述测温仪2均为红外测温仪，所述测温仪2包括红外测温探头和红外测温仪主体，所述红外测温探头位于测温点处，所述红外测温仪主体位于热压烧结装置外侧，两者电连接。

实施例2：

本实施例提供了一种热压烧结装置的加热及测温单元，所述加热及测温单元包括加热件1和测温仪2；

所述热压烧结装置为真空热压烧结炉。

所述上压头4和下压头5均为水冷压头。

所述热压模具3为CFC模具，所述热压模具3内装填待烧结坯料。

所述上部加热件11、中部加热件12和下部加热件13均为感应线圈。

所述测温仪2均为K型热电偶测温仪，所述测温仪2包括K型热电偶和电气仪表，所述K型热电偶位于测温点处，所述电气仪表位于热压烧结装置外侧，两者电连接。

实施例3：

所述热压烧结装置为真空热压烧结炉。

所述上压头4和下压头5均为水冷压头。

所述热压模具3为石墨模具，所述热压模具3内装填待烧结坯料。

采用上述实施例1-3中的热压烧结装置进行真空热压烧结，运行装置，设定温度以及压力，升温至烧结温度后，实时观测不同测温仪2的温度读数，若任意两个测温仪2温差超过3℃，则根据设定要求控制加热件1提高或降低功率，尤其是对上部和下部的压头区域进行补偿加热，反馈调节装置内的温度，保证装置内不同区域温度基本均匀一致，温差不超过±3℃，保证热压烧结工艺的稳定。

对比例1：

本对比例提供了一种热压烧结装置的加热及测温单元，所述加热及测温单元的结构参照实施例1中的结构，区别仅在于：不包括上部加热件11和下部加热件13，也未设置上部测温仪21和下部测温仪23。

本对比例中，所述热压烧结装置中加热及测温单元为传统仅在中部位置设置一个测温点及测温仪，无法对热压烧结装置的上部和下部区域的温度进行测量，也无法有效控制上、下部区域的加热温度，造成装置内不同区域温差较大，不同位置的原料烧结温度不同，热压烧结工艺不稳定，相应的产品性能降低。

综合上述实施例和对比例可以看出，本实用新型通过对热压烧结装置的加热及测温单元进行结构改进，在热压烧结装置内的上、中、下三个区域均设置加热件，并分别采用测温仪测定各区域的温度，便于通过加热件补偿加热，及时调节温度，保证装置内的温度基本均匀一致，装置内温度差异不超过±3℃，保证热压烧结工艺的稳定，以得到性能优异的烧结产品；所述加热及测温单元的改进结构简单，容易操作，成本较低，应用前景广。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细装置，但本实用新型并不局限于上述详细装置，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细装置才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述加热及测温单元包括加热件和测温仪；

2.根据权利要求1所述的热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述热压烧结装置包括真空热压烧结炉。

3.根据权利要求1所述的热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述热压烧结装置内自上而下依次包括上压头、热压模具和下压头。

4.根据权利要求3所述的热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述上压头和下压头均为水冷压头。

5.根据权利要求3所述的热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述热压模具包括石墨模具或CFC模具，所述热压模具内装填待烧结粉末或坯料。

6.根据权利要求1所述的热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述加热件包括感应线圈或石墨发热体。

7.根据权利要求6所述的热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述上部加热件、中部加热件和下部加热件为同种加热件。

8.根据权利要求1所述的热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述上部加热件、中部加热件和下部加热件独立地连接至电源，所述电源位于热压烧结装置的外侧。

9.根据权利要求1所述的热压烧结装置的加热及测温单元，其特征在于，所述测温仪包括红外测温仪或热电偶测温仪。