CN111940718B - 一种有色金属粉体高保温烧结装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属粉体制备技术领域，提供一种有色金属粉体高保温烧结装置，旨在解决现有的有色金属粉体烧结装置，在烧结时无法保证烧结时的保温效果，同时有色金属粉体烧结单次量较小，能耗大，烧结效率低下的问题，包括烧结箱体和烧结箱体前侧设置的箱门，烧结箱体的内部竖向设有隔板，隔板将烧结箱体的内腔分隔为位于前侧的烧结腔和位于后侧的气体腔，烧结腔的内腔中设有烧结机构和冷却机构，烧结腔的内顶壁上安装有温度感应器，烧结箱体的顶壁上安装有抽真空机，且抽真空机的抽吸端延伸入烧结腔内；烧结机构包括多个自上而下平行排列的上模具。本发明尤其适用于有色金属粉体的退火烧结，具有较高的社会使用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉体制备技术领域，具体涉及一种有色金属粉体高保温烧结装置。
背景技术
狭义上的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。有色金属通常指除去铁（有时也除去锰和铬）和铁基合金以外的所有金属。分为重金属(如铜、铅、锌)、轻金属(如铝、镁)、贵金属(如金、银、铂)及稀有金属(如钨、钼、锗、锂、镧、铀)。
有色金属粉体在制备时，主要有电解法和雾化法两种。虽然电解法生产的铜粉纯度较高，但是生产能耗高从而成本高，环境污染严重；而雾化法有成本低、污染小的优点，可生产出低松比的铜粉。雾化法多指水雾法，水雾法粉末颗粒多为不规则形状，氧含量高(高于600×10)，须经保温退火烧结处理，现有的有色金属粉体烧结装置，在烧结时无法保证烧结时的保温效果，烧结出的有色金属粉体杂质较多，同时在有色金属粉体烧结时，单次应用的量较小，能耗大，烧结效率低下。
为此，我们提出了一种有色金属粉体高保温烧结装置。。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种有色金属粉体高保温烧结装置，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决现有的有色金属粉体烧结装置，在烧结时无法保证烧结时的保温效果，烧结出的有色金属粉体杂质较多，同时在有色金属粉体烧结时，单次应用的量较小，能耗大，烧结效率低下的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种有色金属粉体高保温烧结装置，包括烧结箱体和烧结箱体前侧设置的箱门，所述烧结箱体的内部竖向设有隔板，隔板将烧结箱体的内腔分隔为位于前侧的烧结腔和位于后侧的气体腔，烧结腔的内腔中设有烧结机构和冷却机构，烧结腔的内顶壁上安装有温度感应器，烧结箱体的顶壁上安装有抽真空机，且抽真空机的抽吸端延伸入烧结腔内；
所述烧结机构包括多个自上而下平行排列的上模具，上模具水平安装在烧结腔的内壁上，且上模具的上端设有加热板Ⅰ，上模具的下方设有与上模具平行设置的底模具，底模具的上端开设有用于粉体盛放的底模腔，且底模腔的内底壁上设有加热板Ⅱ，底模具相向的两侧前部对称固接有限位铜块，且限位铜块滑动安装在烧结腔内壁上开设的弧形滑槽内，底模具相向的两侧后部对称转动连接有连杆，且两个连杆的另一端固定套设在同一个驱动轴上，驱动轴转动安装在烧结腔的内壁上，驱动轴上固定套设有从动链轮，且多个从动链轮通过同一个链条传动连接，且链条的上端贯穿烧结腔的顶壁、延伸至防护壳的内腔并传动连接有驱动链轮，防护壳贯通安装在烧结箱体的顶壁上，驱动链轮固定安装在伺服电机的输出端上，伺服电机通过支架安装在烧结箱体的顶壁上。
优选的，所述冷却机构包括贯通插设在气体腔顶壁上的输气管，且输气管的另一端贯通连接有气体介质罐，输气管上安装有控制阀；冷却机构还包括有多个贯通插设在隔板上的进气管，进气管的一端延伸入烧结腔并贯通连接有U形出气管，在对应上模具和底模具合模位置的烧结腔内壁上设置U形出气管，U形出气管的内壁上开设有多个喷气孔。
优选的，所述烧结箱体的下侧设有用于烧结箱体内粉体均匀分布的粉料振动机构，粉料振动机构包括安装在烧结箱体底壁上的底板，底板插设在底座盒的内腔中，底板的底壁边缘安装通过多个支撑弹簧与底座盒的内底壁相连接，且底座盒的内底壁竖向安装有多个支撑气缸，支撑气缸的伸缩端上安装有支撑块，支撑块与底板的底壁相抵触，底板的底壁上对称安装有两个振动电机。
优选的，多个所述喷气孔等距平行设置，且喷气孔的孔径为3~6毫米。
优选的，所述弧形滑槽内安装有与限位铜块在合模状态下抵触连接的触块。
优选的，所述烧结腔的内顶壁上安装有压力感应器，且烧结箱体对应烧结腔位置的顶壁安装有压力阀。
优选的，所述气体介质罐内存储介质为惰性气体，惰性气体为氩或氙。
优选的，所述箱门上安装有控制面板，且控制面板上设有显示屏和控制按钮，控制面板内置有PLC控制器。
（三）有益效果
本发明实施例提供了一种有色金属粉体高保温烧结装置，具备以下有益效果：
1、通过烧结机构内上模具、加热板Ⅰ、底模具、加热板Ⅱ的设置，伺服电机启动，结合多个从动链轮、链条和驱动链轮的传动机构，带动驱动轴上的两个连杆逆时针转动，配合限位铜块在弧形滑槽内的滑动，进而带动底模具向后上方运动，与上模具配合完成合模，加热板Ⅰ和加热板Ⅱ同步启动，对有色金属粉体进行均衡的保温式烧结，有效的保证烧结质量。
2、通过烧结机构和冷却机构的组合结构，有色金属粉体通过烧结机构烧结后，配合加热板Ⅰ和加热板Ⅱ保持住烧结腔内的温度，随后开启控制阀，气体介质罐内的介质气体通过进气管进入被抽真空的烧结腔内，配合U形出气管对应上模具和底模具合模位置的设置，从多个喷气孔喷出冷却介质气体，保持有色金属粉体保温烧结在惰性环境下持续降温，防止氧化的同时，提高有色金属粉体烧结后的质量。
3、通过粉料振动机构和烧结机构的组合结构，在底模腔内依次注入需要制备的有色金属粉体，随后完成合模后，支撑块下行，此时支撑弹簧起到支撑作用，配合两个振动电机的同步启动，多个合模后底模腔内的有色金属粉体在振动下均匀排布，保证了有色金属粉体的均匀受热、保温以及后续的均匀降温，提高烧结质量。
4、通过抽真空机的设置，保证烧结箱体内腔的真空环境，防止氧化以及空气中的杂质影响烧结质量，结合气体介质罐内存储介质为惰性气体，保证对有色金属粉体烧结的持续匀速降温的同时，防止烧结的有色金属粉体氧化，提高有色金属粉体烧结后的质量。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种有色金属粉体高保温烧结装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1为本发明外观示意图；
图2为本发明合模状态的结构侧视图；
图3为本发明开模状态的结构侧视图；
图4为本发明中进气管和U形出气管的组合结构示意图；
图5为本发明中底模具的结构示意图；
图6为本发明图3中A结构放大示意图；
图7为本发明图3中B结构放大示意图。
图中：烧结箱体1、箱门2、粉料振动机构3、底板31、底座盒32、支撑块33、支撑气缸34、支撑弹簧35、振动电机36、隔板4、烧结机构5、上模具51、加热板Ⅰ52、底模具53、底模腔531、加热板Ⅱ532、限位铜块54、弧形滑槽55、触块551、连杆56、驱动轴57、从动链轮58、链条59、驱动链轮510、防护壳511、伺服电机512、冷却机构6、气体介质罐61、输气管62、控制阀63、进气管64、U形出气管65、喷气孔66、温度感应器7、压力感应器8、抽真空机9、压力阀10、控制面板11。
具体实施方式
下面结合附图1-7和实施例对本发明进一步说明：
实施例1
一种有色金属粉体高保温烧结装置，包括烧结箱体1和烧结箱体1前侧设置的箱门2，所述烧结箱体1的内部竖向设有隔板4，隔板4将烧结箱体1的内腔分隔为位于前侧的烧结腔和位于后侧的气体腔，烧结腔的内腔中设有烧结机构5和冷却机构6，用于有色金属粉体的高保温烧结，烧结腔的内顶壁上安装有温度感应器7，用于实时监测烧结腔内的烧结温度，所述烧结箱体1的顶壁上安装有抽真空机9，且抽真空机9的抽吸端延伸入烧结腔内，保证烧结箱体1内腔的真空环境，防止氧化以及空气中的杂质影响烧结质量；
本实施例中，如图2、3、5和6所示，所述烧结机构5包括多个自上而下平行排列的上模具51，上模具51水平安装在烧结腔的内壁上，且上模具51的上端设有加热板Ⅰ52，上模具51的下方设有与上模具51平行设置的底模具53，底模具53的上端开设有用于粉体盛放的底模腔531，且底模腔531的内底壁上设有加热板Ⅱ532，底模具53相向的两侧前部对称固接有限位铜块54，且限位铜块54滑动安装在烧结腔内壁上开设的弧形滑槽55内，底模具53相向的两侧后部对称转动连接有连杆56，且两个连杆56的另一端固定套设在同一个驱动轴57上，驱动轴57转动安装在烧结腔的内壁上，驱动轴57上固定套设有从动链轮58，且多个从动链轮58通过同一个链条59传动连接，且链条59的上端贯穿烧结腔的顶壁、延伸至防护壳511的内腔并传动连接有驱动链轮510，防护壳511贯通安装在烧结箱体1的顶壁上，驱动链轮510固定安装在伺服电机512的输出端上，伺服电机512通过支架安装在烧结箱体1的顶壁上；
本实施例中，在开模状态时，通过开启的箱门2，向底模腔531内依次注入需要制备的有色金属粉体，随后关闭箱门2，抽真空机9启动，对烧结箱体1内腔抽真空，启动伺服电机512，结合多个从动链轮58、链条59和驱动链轮510的传动机构，带动从动链轮58逆时针转动，从而带动驱动轴57上的两个连杆56逆时针转动，配合限位铜块54在弧形滑槽55内的滑动，进而带动底模具53向后上方运动，与上模具51配合完成合模，此时加热板Ⅰ52和加热板Ⅱ532同步启动，对有色金属粉体进行均衡的保温式烧结，有效的保证烧结质量。
本实施例中，如图2-4和6所示，所述冷却机构6包括贯通插设在气体腔顶壁上的输气管62，且输气管62的另一端贯通连接有气体介质罐61，输气管62上安装有控制阀63；冷却机构还包括有多个贯通插设在隔板4上的进气管64，进气管64的一端延伸入烧结腔并贯通连接有U形出气管65，在对应上模具51和底模具53合模位置的烧结腔内壁上设置U形出气管65，U形出气管65的内壁上开设有多个喷气孔66，有色金属粉体在烧结到达一定温度时，配合加热板Ⅰ52和加热板Ⅱ532保持住烧结腔内的温度，随后开启控制阀63，气体介质罐61内的介质气体通过进气管64进入被抽真空的烧结腔内，配合U形出气管65对应上模具51和底模具53合模位置的设置，从多个喷气孔66喷出冷却介质气体，保持有色金属粉体保温烧结在惰性环境下持续降温，防止氧化的同时，提高有色金属粉体烧结后的质量。
本实施例中，如图4所示，多个所述喷气孔66等距平行设置，且喷气孔66的孔径为3~6毫米，有效的保证冷却介质气体均匀到达合模部分，保证对有色金属粉体烧结的持续匀速降温。
本实施例中，如图1-3所示，所述弧形滑槽55内安装有与限位铜块54在合模状态下抵触连接的触块551，触块551、限位铜块54、加热板Ⅰ52和加热板Ⅱ532通过导线形成一条串联电路，在合模后，加热板Ⅰ52和加热板Ⅱ电路连通，配合控制面板11的控制，有效的保证有色金属粉体烧结时为合模的高保温状态。
本实施例中，如图2和3所示，所述烧结腔的内顶壁上安装有压力感应器8，且烧结箱体1对应烧结腔位置的顶壁安装有压力阀10，压力感应器8配合压力阀10有效的协调烧结腔内烧结时的压力，从而实现在安全稳定的大气压下进行烧结。
本实施例中，所述气体介质罐61内存储介质为惰性气体，惰性气体为氩或氙，保证对有色金属粉体烧结的持续匀速降温的同时，防止烧结的有色金属粉体氧化，提高有色金属粉体烧结后的质量。
本实施例中，如图1所示，所述箱门2上安装有控制面板11，且控制面板11上设有显示屏和控制按钮，控制面板11内置有PLC控制器，本实施例中，PLC控制器的型号为西门子S7-300，所述控制面板11通过电气控制线连接有伺服电机512、控制阀63、温度感应器7、压力感应器8、抽真空机9和压力阀10；
加工人员通过对控制面板11上控制按钮的操控，结合PLC控制器，有效的控制有色金属粉体烧结先放入-抽真空-合模烧结-介质冷却-开模的完整烧结过程，保证了有色金属粉体的高保温烧结，并提高了有色金属粉体的烧结质量。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，如图2和3所示，所述烧结箱体1的下侧设有用于烧结箱体1内粉体均匀分布的粉料振动机构3，粉料振动机构3包括安装在烧结箱体1底壁上的底板31，底板31插设在底座盒32的内腔中，底板31的底壁边缘安装通过多个支撑弹簧35与底座盒32的内底壁相连接，且底座盒32的内底壁竖向安装有多个支撑气缸34，支撑气缸34的伸缩端上安装有支撑块33，支撑块33与底板31的底壁相抵触，底板31的底壁上对称安装有两个振动电机36，在底模腔531内依次注入需要制备的有色金属粉体，随后完成合模后，支撑气缸34启动，带动支撑块33下行，此时支撑弹簧35起到支撑作用，配合两个振动电机36的同步启动，多个合模后底模腔531内的有色金属粉体在振动下均匀排布，保证了有色金属粉体的均匀受热、保温以及后续的均匀降温，提高烧结质量。
其他未描述结构参照实施例1。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种有色金属粉体高保温烧结装置，包括烧结箱体和烧结箱体前侧设置的箱门，其特征在于，所述烧结箱体的内部竖向设有隔板，隔板将烧结箱体的内腔分隔为位于前侧的烧结腔和位于后侧的气体腔，烧结腔的内腔中设有烧结机构和冷却机构，烧结腔的内顶壁上安装有温度感应器，烧结箱体的顶壁上安装有抽真空机，且抽真空机的抽吸端延伸入烧结腔内；
所述烧结机构包括多个自上而下平行排列的上模具，上模具水平安装在烧结腔的内壁上，且上模具的上端设有加热板Ⅰ，上模具的下方设有与上模具平行设置的底模具，底模具的上端开设有用于粉体盛放的底模腔，且底模腔的内底壁上设有加热板Ⅱ，底模具相向的两侧前部对称固接有限位铜块，且限位铜块滑动安装在烧结腔内壁上开设的弧形滑槽内，底模具相向的两侧后部对称转动连接有连杆，且两个连杆的另一端固定套设在同一个驱动轴上，驱动轴转动安装在烧结腔的内壁上，驱动轴上固定套设有从动链轮，且多个从动链轮通过同一个链条传动连接，且链条的上端贯穿烧结腔的顶壁、延伸至防护壳的内腔并传动连接有驱动链轮，防护壳贯通安装在烧结箱体的顶壁上，驱动链轮固定安装在伺服电机的输出端上，伺服电机通过支架安装在烧结箱体的顶壁上；
所述烧结箱体的下侧设有用于烧结箱体内粉体均匀分布的粉料振动机构，粉料振动机构包括安装在烧结箱体底壁上的底板，底板插设在底座盒的内腔中，底板的底壁边缘通过多个支撑弹簧与底座盒的内底壁相连接，且底座盒的内底壁竖向安装有多个支撑气缸，支撑气缸的伸缩端上安装有支撑块，支撑块与底板的底壁相抵触，底板的底壁上对称安装有两个振动电机。
2.如权利要求1所述的一种有色金属粉体高保温烧结装置，其特征在于：所述冷却机构包括贯通插设在气体腔顶壁上的输气管，且输气管的另一端贯通连接有气体介质罐，输气管上安装有控制阀；冷却机构还包括有多个贯通插设在隔板上的进气管，进气管的一端延伸入烧结腔并贯通连接有U形出气管，在对应上模具和底模具合模位置的烧结腔内壁上设置U形出气管，U形出气管的内壁上开设有多个喷气孔。
3.如权利要求2所述的一种有色金属粉体高保温烧结装置，其特征在于：多个所述喷气孔等距平行设置，且喷气孔的孔径为3~6毫米。
4.如权利要求1所述的一种有色金属粉体高保温烧结装置，其特征在于：所述弧形滑槽内安装有与限位铜块在合模状态下抵触连接的触块。
5.如权利要求1所述的一种有色金属粉体高保温烧结装置，其特征在于：所述烧结腔的内顶壁上安装有压力感应器，且烧结箱体对应烧结腔位置的顶壁安装有压力阀。
6.如权利要求2所述的一种有色金属粉体高保温烧结装置，其特征在于：所述气体介质罐内存储介质为惰性气体，惰性气体为氩或氙。
7.如权利要求1所述的一种有色金属粉体高保温烧结装置，其特征在于：所述箱门上安装有控制面板，且控制面板上设有显示屏和控制按钮，控制面板内置有PLC控制器。
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