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郑州热压烧结炉由哪几部分组成?炉体炉盖保温桶热压装置

  热压烧结炉在粉末冶金、陶瓷材料和硬质合金领域用得很多。它是在真空或者惰性保护气氛下,把材料加热到高温同时加压成型的成套设备,靠电阻加热或者感应加热升温,液压压头上下施压,做出高密度、高强度的制品。很多人买设备时只看温度和压力参数,其实设备结构设计直接决定长期运行稳不稳。下面把四大组成部分拆开说清楚。

一、炉体:双层不锈钢焊接结构

炉体全部用不锈钢制造,做成双层结构,分内桶和外桶。炉底封头用旋压工艺加工,密封性比焊接封头好。为什么要双层?因为热压装置产生的压力要由炉体承受,炉体必须有足够强度和刚度,在外力和高温下不能变形。双层夹层走冷却水,把外壁温度压下来,操作人员靠炉边不会烫伤,外壁变形量也小。

炉底动密封装置的固定座中心线,必须跟炉体上法兰盘垂直,这样下顶杆上下运动才不偏。顶杆跑偏了,密封圈很快磨偏漏率就上去了。动密封固定座还要有良好的冷却条件,把密封件处的温度控制在合理范围,硅橡胶圈才能用得住。志远工业设备在装配时会用百分表打顶杆跳动量,控制在0.1mm以内才算合格。

二、炉盖和保温桶:承力加隔热

炉盖由炉盖体、举起油缸和上压头组成,也是双层结构。因为要承受下顶杆传上来的压力,炉盖必须够厚够刚。上压头下端工作时直接伸进高温区,温度上千度,必须通冷却水强制冷却,否则压头材质很快软化变形。

保温桶是隔热核心,从内到外分四层:石墨隔热桶、钼片反射桶、石墨毡保温层和不锈钢外桶。石墨桶挡住大部分热辐射,钼片反射桶把发热元件发出的辐射热再反射回去,石墨毡吸收残余热量,最外面不锈钢桶跟炉体接触。这套组合把高温区和水冷外壁隔开,外壁温度保持在50℃以下,热量不浪费。

热压烧结炉结构产品图

三、热压装置:液压系统是动力核心

热压装置由液压站、主油缸、举起油缸、下顶杆和控制器组成。液压站有两路压力输出:一路驱动炉盖上下开合,另一路驱动热压油缸往上顶。热压油缸支持手动和自动两种控制方式。自动模式下,根据设定压力自动保压,让制品在整个烧结过程中始终处于恒压状态,不会因为热膨胀或者收缩掉压。

加热方式有电阻加热和感应加热两种。电阻加热靠石墨或者金属发热体通电发热,结构简单温度均匀性好,是主流方案。感应加热靠交变电磁场在工件或者石墨模具里产生涡流,直接把模具加热到高温,升温速度快,但温度均匀性靠模具结构设计。做硬质合金和陶瓷批量生产,多数选电阻加热方案。配合真空加压烧结炉做量产时,液压系统的稳定性直接决定每炉产品密度一致性。

真空管式炉比起来,热压烧结炉结构复杂得多,多了液压加压系统和动密封结构,但做出来的制品致密度和强度也高一个档次。结构设计上每个细节都影响最终产品质量,不能马虎。

四、适用范围

这类热压烧结设备主要用在硬质合金刀片、陶瓷密封环、石墨模具、粉末冶金结构件、磁性材料坯体、碳化硅和氮化硅结构陶瓷、透明陶瓷等工件的热压成型。高校和科研院所做新材料研发,也常用这类设备做小样烧结试验。

五、常规技术参数参考

参数项目参数范围
最高温度2000℃
加热方式电阻加热/感应加热
加热元件等静压石墨
升温速率1~15℃/min
额定压力20~100吨
压头行程100mm
温度均匀性±5℃

注:以上为常见配置范围,具体参数可根据客户工艺需求做调整。

六、两个实际案例

案例一:某硬质合金模具厂。该厂原来用的炉子下顶杆跳动偏大,压出来的模具坯密度不均匀,后续加工废品率高。更换动密封座并重新校准顶杆垂直度后,密度偏差从±0.15g/cm³降到±0.05g/cm³,模具成品率从91%提升到98%。

案例二:某陶瓷密封环生产线。该线用热压炉做氮化硅密封环,原来保温层用普通碳毡,炉壁温度高,车间夏天闷热。改成钼片反射屏加石墨毡复合保温后,外壁温度从80℃降到45℃,每炉节电约15%,车间工作环境也改善了。

热压烧结炉产品图

七、小结

热压烧结炉结构复杂,炉体、炉盖、保温桶、热压装置四大部件各有讲究。买设备不能只看温度和压力,还要看结构设计、加工精度和密封水平。志远工业设备在热压炉制造上有成熟的结构设计经验,可按客户工艺要求定制。

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