志远工业设备与山东大学合作交付高温气压烧结炉

  近日，东莞市志远工业设备有限公司与山东大学材料学科团队完成了一台高温气压烧结炉的合作交付。设备进入实验室后，将用于硬质合金、结构陶瓷等新材料的烧结致密化研究。山东大学在材料科学领域有深厚积累，这次合作既体现了高校对国产科研热工装备的认可，也让设备厂家的工程经验和前沿课题需求有了直接对接。下面把气压烧结炉的技术特点和这次合作的情况介绍一下。

一、什么是气压烧结炉

气压烧结炉也叫低压压力烧结炉。它和常规真空烧结炉的区别在于，烧结后期可以向炉膛内充入高压惰性气体，在高温下对粉末压坯施加一个气压。常规真空烧结只靠粉末自身的表面张力致密化，对于那些难烧结、易挥发的材料，往往烧不到足够密度。气压烧结在高温阶段充入几个兆帕甚至十几个兆帕的氩气，气体压力通过模具或粉末本身传递，把残余孔隙压闭，把密度提上去。

这种工艺在硬质合金行业用得很多。硬质合金里的钴在高温下容易挥发，真空烧结时间长了钴流失，性能波动。气压烧结在高温段充压，既能抑制钴的挥发，又能把孔隙压闭，合金的致密度和抗弯强度都跟着上来。结构陶瓷、陶瓷结合剂砂轮、磁性材料也常用这种工艺。设备的核心难点在于炉膛要能承受高温下的气体压力，水冷炉壁、密封结构和压力控制系统都要按压力容器标准设计。

二、高校材料科研里的应用

高校材料学院用气压烧结炉做什么？第一类是硬质合金和金属陶瓷研究。研究生需要对比不同压力、不同温度下合金的致密度、硬度和断裂韧性，摸索新工艺窗口。第二类是先进结构陶瓷。氮化硅、碳化硅这类陶瓷，无压烧结很难致密，气压烧结能在较低添加剂含量下达到高致密度。第三类是功能材料，比如稀土永磁、透明陶瓷、纳米复合陶瓷，都需要在受控气氛和压力下烧结。

这次山东大学配置的设备，工作温度、充压压力、升温速率和保温时间都能按工艺曲线编程控制，真空烧结和气压烧结两种模式可以切换。课题组做对比实验时，同一批粉末既能走真空烧结，也能走气压烧结，数据对比很方便。气压烧结相比无压真空烧结，还有一个容易被忽略的优势：它能抑制挥发性合金元素的流失。硬质合金里的钴、陶瓷里的某些氧化物添加剂，在长时间高温真空下会挥发迁移，造成成分偏析和性能波动。充入高压惰性气体后，气氛分压升高，挥发被压住，工件各部位的成分更均匀。这也是为什么高档硬质合金刀片和结构陶瓷构件越来越多地走气压烧结路线。志远工业设备在真空加压烧结炉上积累了较多方案，会根据材料体系选配合适的最高温度和充压等级。

三、设备主要技术参数

注：以上为该类设备常见配置，具体以技术协议为准。

四、合作过程与技术对接

这次合作从前期沟通到交付验收，前后经过多轮技术对接。课题组一开始提出的需求比较宽泛，只是说要做硬质合金气压烧结。志远工业设备的工程师根据他们研究的材料体系，把最高温度、充压等级、炉膛尺寸和真空机组逐项细化，最后形成了双方都认可的技术方案。安装调试阶段，厂方工程师驻场配合，把冷炉调试和热调试的关键数据都测了一遍，压升率、极限真空度、充压保压性能都达到协议要求。

高校课题的特点是探索性强，工艺参数经常调整。设备在控制上要灵活，程序段数要够，数据记录要全。这次交付的设备支持多段可编程工艺曲线，烧结过程中的温度、压力、真空度都能实时记录导出，方便课题组写论文时整理数据。除了气压烧结炉，志远工业设备的真空钎焊炉也在多家高校和企业用于连接工艺研究。

五、安全与后续支持

气压烧结炉属于带压设备，安全设计是重点。设备配置了超压泄放、压力联锁、水冷断水保护和气体泄漏报警，满足高校实验室的安全规范。交付时厂方对实验室师生做了操作培训，把装料、抽真空、升温、充压、泄压的完整流程走了几遍。后续如果课题组需要扩展功能，比如增加气路、改变炉膛尺寸或者叠加其他工艺模块，志远工业设备也提供改造升级服务。

六、写在最后

与山东大学的这次合作，是志远工业设备在高校科研热工装备领域的又一次实践。从真空烧结到气压烧结，公司持续把工程经验和材料科研需求对接起来。欢迎更多高校和科研团队来交流设备方案，我们会根据具体材料体系和课题目标给出合适的配置建议。