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气压烧结炉功能特点:多段温度设定、上下模独立加热与数字显示

气压烧结炉走的是一条先低压、再常压、最后高气压的工艺路线。工件先在低真空或低压气氛下烧结排蜡、预致密,然后升到常压继续烧,最后在高温下充入高压氮气或氩气,靠气压把残余孔隙压掉,进一步提高致密度、消除内应力。这种工艺出来的材料,机械性能比普通无压烧结好一截。客户在选型时看气压烧结炉,常被多段温度设定、上下模独立加热和数字显示这几个功能点吸引,但它们各自解决什么问题,不一定都清楚。下面按功能把这台炉子讲一讲。

 

一、多段温度设定怎么编工艺

气压烧结不是一个温度烧到底。以排蜡为例,粘结剂要在几百摄氏度段慢慢分解排出,升温太快蜡没排干净,后面就会起泡开裂;排完蜡再升到烧结温度,中间还要设保温段让材料均匀透温;最后降温也要分段,控制冷却速度防止晶粒长大或开裂。这些都靠多段温度程序来实现。

这台炉子可以设置多段温度和每段的升降温时间,操作工把整炉工艺编成一条曲线:第一段从室温慢速升到排蜡温度保温,第二段升到脱脂温度,第三段快速升到烧结温度,第四段高温保温,第五段按设定速率降温。每段的升温速率、目标温度、保温时间都能单独设。编好之后一键启动,炉子自动按段走,到点自动跳转,不需要人工盯着调。对低温产品键合、玻璃硅芯片键合这种对温度曲线要求严的工艺,多段设定尤其有用,能把加热和恒温时间都卡在窗口里。

 

二、上下模独立加热解决什么温差

气压烧结炉的上下模板加热面积大,分别给上模和下模配独立的加热回路。为什么要分开?因为工件上下两侧的散热条件不一样:下模贴着炉台或垫板,散热慢;上模对着炉腔上部,散热快。如果上下共用一个加热回路,下模温度容易偏高、上模偏低,工件上下受热不均,致密化程度就不一致。

志远工业设备产品图

独立加热之后,上下模温度分开控制,操作工可以根据工件厚度和材料把上模设定得比下模高几度,把温差补回来。两根热电偶分别插在上模和下模附近,实时显示各自温度,温度差一目了然。对厚工件和容易变形的工件,这种独立控温能明显改善烧结一致性,减少翘曲和密度不均。上下模加热面积做得大,是为了把温场铺满整个工件投影区,边缘和中心温差小。 类似工况下,真空铝钎焊炉能够提供稳定的作业环境。

 

三、数字显示和参数怎么调

整台炉子的关键参数都做数字显示:温度、时间、压力、真空度都在屏幕上用数字直接读出来,不用靠指针表估读。热压时间、恒温时间和压力范围都可以调节,操作面板上设好,系统自动计时、自动加压。数字显示的好处是读数准、可记录,事后能调出每炉的温度曲线和压力曲线做工艺追溯。

调节上,温度用PID控温,多段程序自动运行;压力由气压控制系统自动维持,到点自动充放气。遇到工艺调整,操作工只要改程序里的温度段、时间和压力值,不用动硬件。数字显示还能配合报警,温度超差、压力异常、冷却水断流,屏幕直接弹窗提示,比老式指针表安全得多。报警记录也会存档,事后翻出来就能看出是哪一炉、哪一段出了偏差。

 

四、适用材料和工艺优势

气压烧结炉特别适合两类材料:一类是升温易分解、无压烧容易出问题的材料,靠分段控制和气氛保护慢慢走;另一类是常规无压烧结硬度和致密度不够的材料,靠最后高压气把孔隙压掉。它对高温挤压成型零件的外形没有限制,不像热压那样受模具形状约束,异形件也能烧。

志远工业设备产品图

氮化硅陶瓷球、陶瓷刀具这类硬脆材料,就在高压氮气或氩气气氛里烧结,气压抑制了晶粒长大,又把致密度提上去,机械性能跟着改善。对高温合金和结构陶瓷,高气压烧结还能消除烧结过程中产生的内部应力,让零件尺寸稳定、后期不易变形。东莞市志远工业设备有限公司做气压烧结炉和真空加压烧结炉多年,把多段温度设定、上下模独立加热和数字显示这套控制系统做成了标准配置,再按客户材料的烧结曲线和压力要求调整炉腔和气压系统,让设备在陶瓷和硬质合金烧结线上用得顺手。 公司产品覆盖真空管式炉真空渗碳炉等多种类型,欢迎咨询了解。

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