真空热压烧结炉简介
前言：对于金属、陶瓷及一些难熔金属中间化合物粉末的烧结，一般常采用两种烧结方式即无压烧结和有压烧结。而目前的有压烧结主要常采用三种方式，热等静压烧结、热压烧结及气压烧结。随着新材料的不断开发及市场化，上述三种有压烧结方式正在被愈来愈多的采用。热等静压烧结及气压烧结设备由于自身及生产成本较为昂贵，不太适合众多生产厂家特别是一些科研单位的需求，因而研制并生产真空热压烧结炉有着其现实意义。现在的研究及生产实践证明，热压材料致密化的过程包括塑性流动、粘性流动和扩散与蠕变，当以塑性和粘性流动成为主导致密机制时，粉末体得以快速致密化，并得到可控的显微结构。热压法的优势在于设备投资小、虽然压力较等静压低一个数量级、但由于热压机内承压材料可以变细，从而限制了纵向热流，改善了工件温度场的均匀性、大大降低了能耗、可以制备大直径的材料、能够以IT技术测控热压机，有效的控制材料的致密化过程及质量。
热压烧结是利用热能与机械能将制品致密化的过程。此过程的特色是烧结温度可依外加压力的大小而比常压烧结低约200—4000C，同时外加的能量使得制品致密化的速度加快，因此完全致密且晶粒细致的制品可在较低的温度及较短的时间内完成；而采用真空热压烧结，由于热压过程中保持有较高的真空度，能够进一步有效地降低制品的烧结温度并高效排除微小气孔中的气体，从而进一步的促进热压材料的致密化过程。众所周知，烧结温度的降低，对于微粉制品，能
够有效的防止晶粒的长大，对于最终产品质量的稳定有着极其重要意义。尤其是对于接近纳米级硬质合金等材料，由于颗粒直径的减小、比表面积增大、表面活化能增加、颗粒间的接触面积增加，最终造成最终烧结的驱动力增大，降低了大气孔的产生及气孔的数量。现在研究发现，纳米级粉末制品的烧结驱动力是普通制品的几十甚至上百倍。抑制烧结过程中晶粒的长大是获得纳米晶粒制品最为关键的过程,而真空热压烧结工艺能够很好的实现这一点，这一点在ITO靶材的实际生产中已得到了证明。
一、真空热压烧结炉的分类
真空热压烧结炉依使用温度的不同可分为以下几类。由于使用温度的不同，加热室中所采用的加热方式及保温方式千差万别。温度在8000C 以下的炉子，加热器常采用铁铬铝、镍铬丝等作为加热元件，保温材料常采用高温硅酸铝保温毡。温度在10000C--16000C常采用金属钼、硅钼棒、硅碳棒等作为加热元件，保温材料常用复合碳毡、莫来石毡等。温度在16000C --22000C常用石墨管作为加热元件，或采用感应加热方式，保温材料常用石墨毡等。
二、真空热压烧结炉的组成（电阻式加热）
1、炉壳
炉壳由炉体和炉门构成，为双层冷却水套式结构。
①设备炉壳是按最大承受压力范围为-0.1~0.05MPa设计。
②炉壳为卧式，侧开平移门，炉壳上有真空系统接口，测温接口，水冷电极接口、充放气接口及视孔接口等，均按高真空静密封标准设计；
炉体上的上下压头装置（上下各一套）、热电偶装置及挡板机构均为高真空动密封结构，炉门和炉壳均采用焊接结构。
③对于尺寸较小的热压炉，炉门与炉体采用铰链连接方式，由于石墨压头、炉料及石墨炉具相对较轻，常采取侧开炉门与加热室内的保温侧开门联为一体，便于加热元件、压头、模具等的安装及进、出料。
④对于尺寸较大的热压炉，由于石墨压头、料及石墨模具较重，则设计成可移动式水冷电缆，将炉门与加热室联成一体，通过内、外巧妙设计的轨道，可将加热室移出炉外特定位置，实现外加料及外出模并便于加热室的维护(如更换加热器等)。
2、加热室：
由不锈钢外壳和保温材料及加热体组成，加热室内侧开门与炉门连为一体，加热器通过水冷电极与外界电源连接。加热室中加热元件沿圆周均匀排布，以确保均温区的均温性。加热元件连接方式、支撑方式及加热室的保温方式，依使用温度及气氛的不同而特殊设计。
大型热压炉的加热室，可设计成可移出炉外，故加热室大多设计成整体式结构。
3、测温系统
加热室工作区的上中下三处设有测温点，中温炉采用高温下抗氧化性强，机械强度高，化学稳定性好，参考端采用补偿的铂铑30—铂铑6热电偶，该偶的长期使用温度可达1600℃，温度的指示由电控柜的数显表来显示、控制。高温炉则采用远红外测温仪与双铂铑热电偶组合测温方式，双铂铑热电偶带有拖动机构。
4、充气系统
该系统由气源（气瓶）供入，经过干燥缸进行除水份，干燥缸中填充大量硅胶干燥剂，在视镜中可观察到硅胶颜色的变化，以决定是否将硅胶除水活化。最后通过阀门将气体导入真空室，其压力不得超过0.05MPa。
5、真空系统
该系统通常由扩散泵与机械泵组成高真空扩散泵机组。阀门为专用真空挡板阀，扩散泵上设有冷阱，以防止扩散泵返油。配有罗茨真空泵的系统，具有粗抽旁通管路，用以提高抽气速率，真空度测量采用复合式数显真空计。前级机械泵具有停泵自动放气功能。
6、压机系统
由压机及液压站组成。小压机一般采用两梁两柱式；较大压机采用两梁四柱式。压机上的油缸、水冷压轴、水泥石棉板、石墨压轴与高强石墨模具一起构成压力环系统，大压机液压站采用双泵配置，油压控制采用闭环控制，主油缸的推进速度均匀可调。另外液压系统上可并联小手动油泵，当突遇断电，可及时向大油缸内补压，从而防止废料。
在压机油缸上设有光栅尺，通过精确测量大油缸的位移，计算并控制制品的相对密度。
对于小压机，在上油缸与水冷压轴之间可连接有压力传感器，能够准确的控制压力，实现物料的相对密度与压力的对应性。
7、电控系统
①用可编程控制器PLC,根据工艺要求对设备进行自动控制；
②日本导电公司数显控温表，用来对升温过程进行智能控制及显示，
使升温过程按照工艺要求分步分段进行。此表为主控温表；
③对于尺寸较大的热压炉，采用三个单相晶闸管可控硅电源，实现三区控温。
④复合数显真空计，低真空下为热偶计，高真空下为电离计；
⑤测温选用两种方式，中、低温阶段为热电偶，高温阶段为双色红外光学测温仪；
⑥光栅仪及二次仪表用来显示压头位移，精度0.05mm；
⑦荷重传感器及二次仪表用来显示压机压力；
⑧可配置彩色无纸记录仪，对气体压力、温度、位移、压机压力进行记忆式可追溯记录；
⑨所有仪表及控制元件集中在一个中央电控柜内；
⑩设置必要的报警及保护，例如超温、水压低、气压低等；
8、气控系统：
由小空压机、气动三联件、电磁换向阀、管路等组成。用来驱动真空系统及充气系统的气动阀门。
9、水冷系统：
根据真空炉各部分对冷却水的要求，制作积水排、阀门、管路；对炉体、炉门、水冷压轴、水冷电缆及水冷电极等进行强制冷却；其中主进水管路配水压检测开关；要求使用厂家自备水箱或主进出水管路。
结束语：
自98年开始研制国内第一台用于生产IT0透明导电膜靶材的真空热压炉以来，密切跟踪我国材料科研部门对于该炉种的需求，充分消化吸收国外同类炉种的技术，同时针对我国现有炉用材料的发展，在有关科研及生产单位的大力支持下，现已逐步形成了高、中温真空热压炉的系列化设计和生产，通过优质的售后服务，并结合生产的实际使用情况，使得我们的设计日臻完善，生产、装配及配套水平日益提高，产品的性能指标完全能够达到国外进口的同类炉种的要求，与国外同类炉种比较，有较好的性价比。我们将以百尺竿头，更进一步的信心，努力为我国处于研制高精尖材料的最前沿的各生产、科研部门，配套出质精价优的真空产品来。
撰稿人：徐宁
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真空热压烧结炉简介 前言：对于金属、陶瓷及一些难熔金属中间化合物粉末的烧结，一般常采用两种烧结方式即无压烧结和有压烧结。而目前的有压烧结主要常采用三种方式，热等静压烧结、热压烧结及气压烧结。随着新材料的不断开发及市场化，上述三种有压烧结方式正在被愈来愈多的采用。热等静压烧结及气压烧结设备由于自身及生产成本较为昂贵，不太适合众多生产厂家特别是一些科研单位的需求，因而研制并生产真空热压烧结炉有着其现实意义。现在的研究及生产实践证明，热压材料致密化的过程包括塑性流动、粘性流动和扩散与蠕变，当以塑性和粘性流动成为主导致密机制时，粉末体得以快速致密化，并得到可控的显微结构。热压法的优势在于设备投资小、虽然压力较等静压低一个数量级、但由于热压机内承压材料可以变细，从而限制了纵向热流，改善了工件温度场的均匀性、大大降低了能耗、可以制备大直径的材料、能够以IT技术测控热压机，有效的控制材料的致密化过程及质量。 热压烧结是利用热能与机械能将制品致密化的过程。此过程的特色是烧结温度可依外加压力的大小而比常压烧结低约200—4000C，同时外加的能量使得制品致密化的速度加快，因此完全致密且晶粒细致的制品可在较低的温度及较短的时间内完成；而采用真空热压烧结，由于热压过程中保持有较高的真空度，能够进一步有效地降低制品的烧结温度并高效排除微小气孔中的气体，从而进一步的促进热压材料的致密化过程。众所周知，烧结温度的降低，对于微粉制品，能
够有效的防止晶粒的长大，对于最终产品质量的稳定有着极其重要意义。尤其是对于接近纳米级硬质合金等材料，由于颗粒直径的减小、比表面积增大、表面活化能增加、颗粒间的接触面积增加，最终造成最终烧结的驱动力增大，降低了大气孔的产生及气孔的数量。现在研究发现，纳米级粉末制品的烧结驱动力是普通制品的几十甚至上百倍。抑制烧结过程中晶粒的长大是获得纳米晶粒制品最为关键的过程,而真空热压烧结工艺能够很好的实现这一点，这一点在ITO靶材的实际生产中已得到了证明。 一、真空热压烧结炉的分类 真空热压烧结炉依使用温度的不同可分为以下几类。由于使用温度的不同，加热室中所采用的加热方式及保温方式千差万别。温度在8000C 以下的炉子，加热器常采用铁铬铝、镍铬丝等作为加热元件，保温材料常采用高温硅酸铝保温毡。温度在10000C--16000C常采用金属钼、硅钼棒、硅碳棒等作为加热元件，保温材料常用复合碳毡、莫来石毡等。温度在16000C --22000C常用石墨管作为加热元件，或采用感应加热方式，保温材料常用石墨毡等。 二、真空热压烧结炉的组成（电阻式加热） 1、炉壳 炉壳由炉体和炉门构成，为双层冷却水套式结构。 ①设备炉壳是按最大承受压力范围为~设计。 ②炉壳为卧式，侧开平移门，炉壳上有真空系统接口，测温接口，水冷电极接口、充放气接口及视孔接口等，均按高真空静密封标准设计；
包A 高温真空／可控气氛陶瓷热压炉及相关设备 一、高温热压炉一套 1. 技术参数 ★1.1前装载 ★1.2 工作气氛：真空或惰性气体气氛（氮气、氩气、氦气） 1.3炉壳最高温度：≤71℃ ★1.4 有效均温区尺寸：≥宽200×高200 X 长200 mm ★1.4.1配备上、下石墨压盘。安装上、下压盘后，压盘之间空间最大高度：≥150 mm ★1.4.2 可用模具最大高度：≥150 mm ★1.5 均温性：≤±10℃（1600℃，真空） ★1.6 最高温度：≥2200℃ 1.7 长期工作温度：≥2100℃ 1.8 平均升温速率：≥10℃/分钟 1.9 温度控制精度：1℃ ★1.10 极限真空度：≤2Pa（空炉、常温） ★1.11 允许微正压工作，最高正压压力>13.5 KPa ★1.12 压升率：≤0.67 Pa/h ★1.13 液压压力：≥13吨 1.14 压力控制：FC-2 闭环压力回馈控制系统 ★1.15 压力精度：≤±1% ★1.16 压头行程：≥150mm ★1.17位移传感显示器测量精度：≤±0.01mm 1.18 热压杆直径> 60 mm 1.19 热压盘：高强石墨，直径>150 mm；热压盘与热压杆之间连接螺栓材料需采用CFC复合石墨。 ★1.20 压盘平行度：≤0.08 mm 1.21 配置耐高温石墨热压模具,Φ30mm,Φ20mm,Φ13mm,Φ1 2.7mm,各5套，同时各备石墨压头及套管各10套。
1.22 正压惰性气体恒定流通正压压力设定范围> 0-13.5 KPa 1.23 功率不低于50 KVA 1.24 液压站额定压力不小于210 Kgf/cm2 2. 结构与配置的要求 ★2.1 炉架与炉体 液压炉架：需采用H型焊接结构，保证热压系统工作稳定。 炉体（包括炉门）需采用双层水冷的结构，内壁及法兰需采用304L不锈钢。 2.2 真空系统 真空系统需由所选取合适型号的真空泵、真空阀、真空管路及支架等组 成。真空系统需配置过滤器，以防止真空系统污染。 真空泵，抽气速度≥ 40m3/小时 2.3 加热与测温系统 ★2.3.1加热方式需采用电阻加热，加热元件为高强石墨，隔热材料为石墨毡。★2.3.2测温需采用低、高温自动切换方式进行，切换温度可设定，低温时采用C型钨铼热电偶测温，需钼铠装，具有自动回撤功能；高温时采用双比 色红外高温计测温，额定测温范围1000℃-3000℃。配有带独立C型钨 铼热电偶，（钼铠装）的过温保护控制器，保护设备和工件，防止超温， 过温保护控制器应完全独立于主控制器。 除控温热电偶与过温热电偶外，炉体上还须预留至少两个直插式测温热 电偶接口，用于测量工件温度。 2.4 液压系统 压力加载速度要可调，位移要能够数字显示。需设置油缸液位与压力传 感器，油位过低或工作油压不正常时能实现设备保护与报警功能。 液压缸为双向液压缸，上下压杆需具有水冷却。 2.5 水冷系统 需标配循环水冷系统，该系统需由主供水管分配到各冷却部位，具有自 动报警及流量安全互锁功能。另外需配有应急冷却水接口。需具有自动
■ 真空-热压烧结炉的介绍： 包括烧结炉和抽真空部分，烧结炉包括炉体和装设在炉体内的加热室，烧结炉上安装有六个引电电极，其特征是在炉体的上、下方分别设置有油压机上梁和油压机下梁，油压机上梁和油压机下梁由四个支柱连接成一整体；上压头由上水冷压头和上石墨压头连接构成，下压头由下水冷压头和下石墨压头连接构成，上压头和下压头分别从炉体和加热室的上、下端面上的压头通孔、插入炉体内，其上石墨压头和下石墨压头分别插入加热室内，上压头和下压头可上、下移动。 ■ 烧结的介绍： 1、烧结 粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。 2、填料 在预烧或烧结过程中为了起分隔和保护作用而将压坯埋入其中的一种材料。 3、预烧 在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。 4、加压烧结 在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。 5、松装烧结 粉末未经压制直接进行的烧结。 6、液相烧结 至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。 7、过烧 烧结温度过高和（或）烧结时间过长致使产品最终性能恶化的烧结。 8、欠烧 烧结温度过低和（或）烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。 ■ 卧式真空烧结炉 卧式真空烧结炉 1、工作温度400°C－1200°C 2、恒温区400mm/±1°C 3、单点精度≤±1°C/24H 4、冷态真空度6.7×10-5Pa ■ 隧道式网带烧结炉 用途：厚膜电路、厚膜电阻等厚膜产品烧结；电子元件端头烧银，气氛保护下的烧结、钎焊等，也可用于电子陶瓷产品的预烧、低温烧结或热处理、排胶、退火特点：独特炉腔设计、均匀；远红外加热、高效；超轻质保温、节能；包括快烧炉和马弗式炉，系列齐全，选件丰
目录 目录 (1) 1 前言 (3) 1.1课题研究的背景 (3) 1.2课题研究存在的问题 (3) 1.3本论文的主要内容 (4) 2总体方案设计 (5) 2.1烧结炉整体结构的设计 (5) 2.2烧结炉座架结构的设计 (5) 2.3本设计的技术方案 (6) 2.4主要技术参数 (6) 3 烧结炉整体结构的计 (7) 3.1烧结炉的构成 (7) 3.2烧结炉的结构尺寸设计 (7) 3.2.1炉体的结构尺寸设计 (8) 3.2.2 炉盖的结构尺寸设计 (9) 3.2.3 引入电极的结构尺寸设计 (9) 3.3发热体的设计 (10) 3.3.1 发热体材料的选择 (10) 3.3.2 发热体的结构设计 (11) 3.3.3 发热体易损原因分析 (11) 3.4烧结炉组成部件的结构设计 (12) 3.4.1 保温桶的结构设计 (12) 3.4.2 水冷系统的结构设计 (12) 3.4.3 抽真空回路的结构设计 (13) 3.5密封结构的改进 (13) 3.5.1 下顶杆动密封结构的改进设计 (13) 3.5.2 烧结炉实现高真空度的措施 (14) 4烧结炉座架结构的设计 (16) 4.1烧结炉底座的结构设计 (16) 4.2烧结炉支撑架的结构设计 (16) 4.2.1 支撑架的结构设计 (16) 4.2.2 烧结炉的布局设计 (17) 5烧结炉其他零部件的设计 (18) 5.1圆螺母的设计 (18) 5.2观测孔的设计 (18) 5.3模具的设计 (19)
6总结与展望 (20) 6.1总结 (20) 6.2真空烧结炉的发展趋势 (21) 参考文献 (22) 附录 (23)
高温真空烧结炉使用注意 【盛阳工业炉高温真空烧结炉】高温真空烧结炉是利用感应加热对被加热物品进行保护性烧结的炉子，可分为工频、中频、高频等类型，可以归属于真空烧结炉的子类。真空感应烧结炉是在真空或保护气氛条件下，利用中频感应加热的原理使硬质合金刀头及各种金属粉末压制体实现烧结的成套设备，是为硬质合金、金属镝、陶瓷材料的工业生产而设计的。 #详情咨询#【盛阳工业炉：高温真空烧结炉】 【高温真空烧结炉使用注意】 1、由于模具一般由用户自备，模具材料基本上选用高纯石墨，其耐压极限为40MPa，建议用户使
用在30MPa以下比较安全，加压前应计算模具上、下冲头的面积，再换算成压力，具体公式如下：系统允许加压（吨）=上或下冲头面积×30MPa 2、热电偶为钨铼型，使用过会发脆，不能接触。如损坏应及时更换。其型号是W2型。 3、冬天应注意循环水的保暖问题， 否则易发生水管爆裂。 4、使用后炉体应保持真空，因炉内 保温层易受潮，保真空这样下次抽真 空会快些。 5、因设备较复杂，建议专人使用， 专人负责，对新手严格实行用前培训， 用后检查，操作使用要有记录等设备 使用规定。 6、本热压炉也可当作真空烧结炉使 用，用于真空烧结炉时注意，在炉内放置坩埚后，在盖上保温屏盖后不要忘记再盖其中间的小盖。否则易烧损电炉。 7、操作前应做到清洁观察窗玻璃，清洁炉内壁，观察水压情况，观察炉内石墨是否有损坏，上电后观察仪表显示是否正常，测试液压系统能否正常工作。 8、电炉使用一年后应将仪表后送计量部门进行校对。 【高温真空烧结炉安全操作规程】 1．中频电源、真空炉炉体、感应圈之冷却水源——蓄水池之水充满，水中不得有杂质。真空炉2．开动水泵，使其中频电源，真空炉感应圈、炉体冷却系统水循环正常，并调整水压控制在规定值。3．检查真空泵电源系统，皮带盘皮带松紧，真空泵油是否位于油封观察孔中线。检查妥后，人工转
真空热压炉性能介绍 真空热压炉是用石墨作发热元件的立式真空电阻炉，外有框架式双立柱支承体。下有液压油缸升降为压力源，可供金属化合物、陶瓷、无机化合物、纳米材料等在真空或保护气氛中加热压制产品。广泛应用于硬质合金、功能陶瓷、粉末冶金等在高温、高真空条件下进行热压烧结处理，也可在充气保护情况下热压成形烧结。 真空热压炉的组成部分：1、真空系统：由油扩散泵、罗茨泵、机械泵配电磁压差阀、充气阀、放气阀、真空蝶阀、真空压力表、波纹管、真空管路和支架等组成。 2、液压系统：采用电动输入方式。由液压站配有进口比例阀、压力传感器、位移显示器采用光栅尺、液压缸等相关液压装置，压力调节半自动化、可通过手动调节。仪表可设定自动调节压力，并能实现稳压、保压。 3、水冷系统：由各种阀管道相关装置组成且设有断水声光报警自动切断加热源或功能。 4、温控系统：采用可控硅控温，配置有PID功能仪表，数显表，具有超温声光报警功能，也可选用PLC触摸屏自动控制，并保留历史数据，便于分析烧结过程。 5、充气系统：由各种管道及阀门组成，并配有电磁放气阀、压力传感器，当炉内压力高于安全值时会自动放气，充气管路上装有针阀，可控制充气量。 真空热压炉的使用注意事项：由于模具一般由用户自备，加热材料基本上选用高纯石墨，其耐压极限为40MPa，建议用户使用在30MPa 以下比较安全，加压前应计算模具上、下冲头的面积，再换算成压力，如预先不计算盲目加压会导致模具、压块、发热体、保温屏等石墨制
品损坏；在炉温200℃以下先用手动方式升温，否则控温不准。在真空状态下按动加热启动按钮，缓慢调节“手动功率调节”，使电流慢慢上升，禁止超过额定电流1200A。3.真空炉外表应经常保持整洁，不用时应保持真空，否则下次使用会导致抽真空效率降低。真空炉及真空系统使用半年左右应对轴向密封部位加注真空密封脂，轴向密封指观察窗挡板座、气动真空蝶阀等部位。 真空热压炉的优点：1.大大降低成形压力，热压时所用的压力仅为冷压成形的1/10左右，因此热压可以压制大型制品。2.粉末粒度、硬度对热压过程的影响不明显，因此热压可以压制一些硬而脆的粉末。 3.热压时粉末塑性好，可以压成薄片、薄壁管等异型制品。 4.缩短烧结时间。
热压烧结 热压烧结 热压烧结（Hot Pressed Sintering） 定义：将干燥粉料充填入模型内，再从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结同时完成的一种烧结方法。 热压烧结的特点：热压烧结由于加热加压同时进行，粉料处于热塑性状态，有助于颗粒的接触扩散、流动传质过程的进行，因而成型压力仅为冷压的1/10；还能降低烧结温度，缩短烧结时间，从而抵制晶粒长大，得到晶粒细小、致密度高和机械、电学性能良好的产品。无需添加烧结助剂或成型助剂，可生产超高纯度的陶瓷产品。热压烧结的缺点是过程及设备复杂，生产控制要求严，模具材料要求高，能源消耗大，生产效率较低，生产成本高。 将热压作为制造制品的手段而加以利用的实例有：氧化铝、铁氧体、碳化硼、氮化硼等工程陶瓷。 热压设备：常用的热压机主要由加热炉、加压装置、模具和测温测压装置组成。加热炉以电作热源，加热元件有SiC、MoSi或镍铬丝、白金丝、钼丝等。加压装置要求速度平缓、保压恒定、压力灵活调节，有杠杆式和液压式。根据材料性质的要求，压力气氛可以是空气也可以是还原气氛或惰性气氛。模具要求高强度、耐高温、抗氧化且不与热压材料黏结，模具热膨胀系数应与热压材料一致或近似。根据产品烧结特征可选用热合金钢、石墨、碳化硅、氧化铝、氧化锆、金属陶瓷等。最广泛使用的是石墨模具。 现以氮化硅为例。在氮化硅粉末中，加入氧化镁等烧结辅助剂，在1700℃下，施以300公斤/cm2的压力，则可达到致密化。在这种情况下，因为氮化硅与石墨模型发生反应，其表面生成碳化硅，所以在石墨模型内涂上一层氮化硼，以防止发生反应，并便于脱模。使用这种脱模剂时，在热压情况下须时时注意。另外，模型材料与试料的膨胀系数之差在冷却时会产生应力，这一点极为重要。Si3N4-Y2O3-Al2O3系物质，在热压下也可获得高强度烧结体。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 目录 摘要 .......................................................................................................................... I Abstract...................................................................................................................... I II 第1章绪论 .. (1) 1.1课题研究背景及意义 (1) 1.2钨合金的性质和应用 (2) 1.3钨合金强化工艺研究现状 (4) 1.3.1 粉末改性 (4) 1.3.2 强化烧结 (6) 1.3.3 形变强化 (8) 1.3.4 热处理强化 (10) 1.4研究现状简析 (12) 1.5研究方案及内容 (13) 第2章实验材料及研究方法 (15) 2.1实验材料及烧结工艺 (15) 2.2热处理 (17) 2.3材料组织分析 (17) 2.3.1 物相分析 (17) 2.3.2 密度测试 (17) 2.3.3 微观组织观察 (18) 2.4力学性能测试 (18) 2.4.1 硬度测量 (18) 2.4.2 室温拉伸测试 (18) 2.4.3 室温压缩测试 (19) 2.4.4 动态压缩测试 (19) 第3章烧结参数对90W合金组织性能的影响 (20) 3.1引言 (20) 3.290W合金的烧结方案 (20) 3.3烧结温度和保温时间对90W合金微观组织及性能的影响 (21) 3.3.1 微观组织及密度、硬度 (21) -V-
热压烧结炉使用
一、快速操作指南 （一）开机操作 1：检查电路和水路是否正常，如正常通电，通水。 2：打开机械泵，过30秒后缓慢打开预抽阀，1分钟后打开前级阀。 3：在真空度达到10Pa以下时打开扩散泵，给扩散泵加热 4：扩散泵加热到60分钟后，关闭预抽阀，打开高真空阀，真空度会逐渐达到高真空。 5：加热启动，在200度以下请你选用手动加热，在控制面板手动操作菜单中，注意第一次使用时，把拨钮上下波动一次，然后拨到手动位置，启动加热，输入50左右，确定。电流一般控制在300A以下， 自动加热：在温度控制界面设定温控表自动开始加热或开启手动位用手动开始加热。
以上设置说明：从200度用时120分钟到6 00度，600度时保温30分钟，从600度用时130分钟到1000度，在1000度时保温5个小时，从1000度降到600度用时60分钟，60分钟后程序自动停止（注：在时间上设定-1 21程序在此会自动停止）。 设定好加热工艺后，首先停止手动加热，然后把拨钮拨到自动位置，启动自动加热程序，如果需要记录数据请在数据保存见面打“√”。 6：在保温状态下，一定要保持循环水的正常循环。 7：保温时间到后，关闭加热开关，如果不需要高真空可以关闭扩散泵，打开预抽阀，关闭高真空阀，开始降温。注意：机械泵不要关闭 8：在温度降到200度时关掉机械泵（扩散泵达到常温），关闭所有阀门。 9：在常温下释放压力，冲入空气，将原料取出。
10：如不继续工作，应打开机械泵和预抽阀再抽5分钟真空，关闭机械泵和预抽阀。保持工作室里有真空度，防止水汽侵入。 11、压力操作：首先在手动操作界面，报压力模式拨到自动位置，可以直接用仪表操作，设定好程序后按run键3秒启动，按stop键3秒停止。 压力触摸屏控制如下说明： 从0到2MPa用时2分钟，在2MPa上保压2分钟，从2MPa到6.15MPa用时5分钟，保压60分钟后程序自动停止。（在时间上设定-121程序会自动停止）。设定完后一定要按“确定”键。 程序设定好以后，可以到手动控制界面中，启动自动压力开即可。 二、安装使用及维护 （一）、安装：安装电炉的场所应符合真空卫生的要求，周围的空气应清洁和干燥，并有良好的通风条件，工作场地不易扬起灰尘等。
一、真空烧结炉的简介与选型指南： 1、真空烧结是指粉末、粉末压坯或者其他形式的物料在真空环境下，在适当 的温度下受热，借助于原子迁移实现颗粒间的联结。烧结目的是使多孔的粉末压坯具有一定的结构和性能的合金。 2、真空烧结的优点： 2.1 真空烧结能够减少气氛中的有害成分（水、氧、氮及其他的杂质等） 对物料的污染，避免出现脱碳、渗碳、还原、氧化和渗氮等一系列反 应。。真空环境是其他烧结形式所不具备的（当炉内真空度达到 1.3*10-1帕斯卡时，炉内剩余气体相当于纯度为99.99987%氩气）； 2.2 真空烧结能够使物料在出现液相之前使颗粒氧化膜完全排除，从而改 善了液相同碳化物相的湿润性，改善了合金组织结构，提高了合金性 能； 2.3 由于真空环境下压坯孔隙内气体量的降低，气体产物更易排出孔隙以 及溶于金属中气体的脱除，使物料的致密性更高； 2.4 真空烧结能够使材料的耐磨性及强度更高； 2.5 真空烧结对降低产品成本也有显著效果； 3、真空烧结炉的用途： 真空烧结炉主要用于粉末冶金制品、金属注射成型制品、不锈钢基、硬质合金、超合金、高比重合金、陶瓷材料、磁性材料、钕铁硼等的烧结。 4、真空烧结炉的分类 真空炉的分类主要有两种，： 第一种是以温度分为普通烧结炉（1300℃及以下），中温烧结炉（1300℃~1600℃）、高温烧结炉（1600℃~2400℃）。 第二种是以真空度的高低来划分，可分为低真空、高真空和超高真空烧结炉。 5、真空炉的选型指南： 5.1 真空炉安装方式的选择：我公司研制的真空炉分为卧式及立式炉两 种，立式炉又分为上出料及下出料结构。选择依据主要是烧结的产品类 型、形状或摆放方式确定。
真空热压烧结炉操作流程 1)准备“水、电、气”： 打开总电源、冷却水电源、电柜内各开关，观察冷却水箱水位，打开冷却水箱开关，点击水泵、压缩机。电柜开机，登录密码111111。设备关机时，炉体须真空状态保护。 2)开炉装料： 炉内为负压时，松开炉扣，调节上压头顶杆至适当位置，打开放气阀对炉体放气，待到电子示数为零，用液压杆升起炉盖，取出上顶盖与上顶小盖，装填模具与上压头，调节模具内样品位置于加热区中心，盖上上顶盖，保证装填后上压头与上顶盖位置平齐。注意尽量不要触碰炉内加热丝。炉盖归位，调节上压头顶杆使得顶杆与上压头对齐，松开液压杆降低炉盖，继续调节上压头顶杆锁紧，再锁紧炉扣。 3)电炉抽真空： 点击“工艺控制”、“真空控制”，点击“机械泵”，声音稳定后点击“上蝶阀”，锁紧炉扣，预抽至20Pa 以下。点击“工艺控制”、“压力控制”、“压头上升”，施加预压力至不再位移，点击“位移清零”。 （接清洗气路）打开“下蝶阀”，锁紧炉扣，真空度到20Pa以下后打开“扩散泵”，预热45min以上，关闭“上蝶阀”，打开“主蝶阀”，直至炉内真空度达到工艺要求。 4)清洗气路： 点击“气氛控制”，点击“充气阀”，手动打开充气阀门，真空度到20Pa以下，关闭“充气阀”，然后手动关闭充气阀门。打开气瓶减压阀，向管道内充气。重复上述步骤两三次。 5)工艺设置： 点击“工艺设置”，点击“配方管理”，设置时间、温度（最高1600℃）、功率上限（最高60%）、压力（最高31T），点击保存，输入工艺名称，下载到PLC，再次输入工艺名称。弹出是否马上执行，可选“否”。 压力计算公式：使用φ20模具，若需加载x MPa，则压力为πx /100 吨 使用φ30模具，若需加载x MPa，则压力为2.25πx /100 吨 6)参数设置： 点击“参数设定”，工艺总步数（最多36步），存盘时间可调节，其余按钮选择“PLC控温”、“渐变模式”、“手动模式”、“PLC控压”、“渐变模式”。 点击“温度参数设定”，根据工艺最高温度设置“控温报警温度”以及“监测报警温度”。 7)工艺运行： 检查真空度、工艺设置、工艺参数是否调试正确后，点击“工艺运行”，点击“工艺启/停” 8)降温步骤： 工艺停止后，随炉冷却至200℃以下，关闭扩散泵，90min后关闭主蝶阀，关闭下蝶阀与机械泵。（若要使用填充气体加速冷却，必须要在主蝶阀与上蝶阀关闭的情况下方可打开充气阀，手动打开充气阀门，再打开气瓶减压阀，控制气体流量达到正压后，打开上端放气阀，继续控制流量稳定，并持续降温至室温。关闭充气阀，手动关闭充气阀门，关闭气瓶减压阀，待到炉内气压降至零后方可开炉取样。） 9)开炉取样： 点击“工艺控制”，点击“压力控制”，关闭“压头上升”，点击“压头下降”稍微降低下压头，关闭“液压站”。松开上压头顶杆，若此时炉内为负压，需松开炉扣。若为正压，则需抽成负压，方可松开炉扣。打开右边放气阀，待炉内气压归零后，方可使用液压杆升起炉盖。
高温真空热压炉项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/887148351.html, 高级工程师：高建
关于编制高温真空热压炉项目可行性研究 报告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为现代模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国高温真空热压炉产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5高温真空热压炉项目发展概况 (12)
陶瓷材料的热压烧结实验 一、实验目的 1．掌握热压烧结的基本原理和特点以及热压烧结适用的范围； 2．了解热压炉的基本构造； 3．掌握热压炉的基本操作要领； 4．了解影响热压烧结的主要因素。 二、实验原理 热压烧结是区别于常规烧结的特种烧结方法之一，它是在陶瓷或金属粉体加热的同时施加压力。装在耐高温的磨具中的粉体颗粒在压力和温度的双重作用下，逐步靠拢、滑移、变形并依靠各种传质机制（如蒸发凝聚、扩散、粘塑性流动、溶解沉淀，视组分不同而以不同的机制为主），完成致密化过程，形成外部轮廓与模腔形状一致的致密烧结体。因此，热压烧结可将压制成型和烧结一并完成。由于在高温下持续有压力的作用，扩散距离缩短，塑性流动过程加快，并影响到其他传质过程的加速，热压烧结致密化的温度（烧结温度）要比常规烧结低150~200℃，保温时间也短的多（有时仅需20~30min）。与常规烧结相比，热压烧结体的气孔率低，相对密度高；烧结温度低、保温时间短，晶粒不易长大，所以热压烧结体的力学性能高。 原则上，凡能用常规烧结的陶瓷材料或金属材料均可用热压烧结来获得更为致密的坯体，但热压烧结更适用于一些用常规方法难以烧结致密的材料，如各种非氧化物陶瓷、难熔金属、金属-无机复合材料等。热压烧结的主要优点在于：成型压力小，烧结温度低，烧结时间短，制品密度高、晶粒细小。存在的缺点是：制品形状简单、表面较粗糙，尺寸精度低，一般需后续清理和机械加工，单件生产、效率低，对模具材料要求高，耗费大。 三、热压炉的基本结构 热压炉的基本构造可分为两部分：一为炉体和加热系统，一为加压系统。炉体通常为圆柱形双层壳体，用耐热性好的合金钢制成，夹层内通冷却水对炉壁、底、盖进行冷却，以保护炉体金属；加热常用高纯石墨的电阻发热，由于石墨电阻小，需用变压器以低电压、大电流加在石墨发热元件上；在发热元件与炉体之间，设置有隔热层，以防止炉内的高温散失，同时也保护炉体；为防止石墨氧化，热压时必须在真空或非氧化气氛下进行，所以，炉体需具有很好的密封性，符合真空系统要求，并带有机械真空泵、扩散泵。根据烧结的材料不同，也可通入惰性气体（如氩气）或氮气、氢气等；温度通过控制电压、电流来改变加于发热元
第３０卷第４期２００９年１２月 《陶瓷学报》 ＪＯＵ喂ＮＡＩ．ＯＦＣＥＲＡＭＩＣＳ Ｖ０１．３０．Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２００９ 陶瓷热压烧结炉温度场动态分布模拟 霍平 （河北理工大学机械工程学院，唐山：０６３０００） 摘要 基于有限元软件ＡＢＡＱＵＳ中的热辐射计算模块，精确模拟陶瓷烧结过程中的温度场动态变化规律，分析加热温度、加热速度以及隔热套筒位置对陶瓷烧结温度的影响，为陶瓷材料烧结中的温度控制提供重要依据。 关键词烧结炉，辐射，温度场，陶瓷，ＡＢＡＱＵＳ 中图分类号：ＴＱｌ７４．６＊５４文献标识码：Ａ ２温度场动态仿真方法 １引言 烧结炉是进行陶瓷烧结工序的专用没备。在陶瓷材料烧结中，温度控制是一个非常重要的环节，温度的控制精度直接影响产品质量。与此同时，加热方式和炉子结构设计同样对温度场的分布都有很大影响。因此，研究不同结构形式和边界条件下烧结炉温度场分布规律对烧结炉结构设计、控制参数的选用有重要的参考价值。 为了标定炉内温度场分布，确定叵温区尺寸及工艺参数对温度场的影响，人们采用了多种测量方法，例如热电偶、红外测温法，但由于受被测量空间和材料内化学作用、传热条件等的限制，大尺寸、高温度炉温的测量难题依然不能很好地解决。近年来利用材料的相变属性研制的测温陶瓷虽然能在一定温度范围对炉内温度场进行测量，但温度分辨率较低，最高温度在１８０℃以下，因此适用范围受到限制。 有限元法是获得温度场的最简便、精度较高的求解方法。辐射方法的引入可以有效地浮估加热速度对温升的影响，更加真实的模拟加热边界条件。本文采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立大型烧结炉结构模型，通过研究几种不同的边界条件对温度场的影响，从而可以有效地指导工艺参数设计，并为试验温度控制提供依据。 收稿日｜胡：２００９－０９－２２ 通讯联系人：霍平２．１模型建立【１＿司 烧结炉主要由工作区、保温层、压块等组成，为了防止石墨的高温氧化，炉体中采用了氮气气氛保护。发热体温度最高１９００℃，以辐射形式对工作区进行加热。 由于烧结炉为桶形，因此可以简化为轴对称二维模型，使用单自由度传热单元可有效模拟不同加热速度下的瞬态温度场。模型如图ｌ所示。 ２．２有限元传热理论１３卅 使用Ａｂａｑｕｓ软件ＣＡＥ／Ｓｔａｎｄａｒｄ中的热传导模 １试样；２石墨模具；３石墨垫块；４石墨隔热层；５发热体； ６石墨隔热套筒；７隔热碳毡：８压头 图１大型烧结炉结构二维轴对称示意图Ｆｉｇ．１２－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｌａｒｇｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｆｕｍａｃｅ 万方数据
VHP300/50-2000真空热压中频炉技术参数 (一)VHP300/50-2000真空热压中频炉技术参数： 1最高温度：2000℃； 2工作温度：1800℃； 3升温时间：由室温升至2000℃≤120min（空炉）； 4工作区尺寸：φ300×300mm(直径×高度)； 5冷态极限真空度：≤5*10－4Pa； 6热态极限真空度:≤5*10－3Pa(空炉1600℃)； 7压升率：≤0.3Pa/h； 8压机吨位：50T； 9水冷压头直径：φ130mm； 10压头行程：150mm； 11控温精度：±1℃； 12均温性：±5℃（950℃恒温30分钟K偶测量）； 13可充惰性气体保护，达到微正压(≤0.11MPa绝压)； 14加压方式:上压头单向加压; 15测温方式:双铂铑热电偶（低温段），高温红外测温仪（高温段）。（二）VHP300/50-2000真空热压中频炉安装条件： 1）炉体占地面积：3000*3000(mm)； 总面积：5000*5000（mm）； 2）安装形式：立式； 3）电源：180kw，380V；
4）水源：压力≥0.2MPa，流量≥5t/h； （三）VHP300/50-2000真空热压中频炉机械结构： 1）加热室： 用于真空或保护气氛；加热器为钨网，在均温区外环形分布；并分为两部分，一部分随炉门开启，另一部分固定在炉体内，方便装卸模具；保温材料从里到外依次为钨屏、钼屏、不锈钢反射屏，不锈钢外壳；为获得较好的保温效果，节省能源，在反射屏外层安装一层莫来石保温层；钨网三区分布，保证了最佳的温度均匀性和工件的均匀受热。发热体更换方便。整个加热区可以作为一个结构完备的部件被拆卸出来，便于维护和修理。 2）炉体： 立式安装，前开门方式；双层水冷结构，内外层均为不锈钢；内部按高真空要求抛光，外表面喷砂处理；炉体上设有真空接口、电极引入装置、热偶测温装置、光学测温装置、充气装置、放气装置；炉体与炉门密封结构为法兰形式，手轮螺栓锁紧。异型密封圈更好的保证密封低泄漏。 3）真空系统： 为三级高真空机组（分子泵/罗茨泵/旋片泵）；配置为FF-400型复合分子泵/ZJP70罗茨泵/TRP48直联泵；初抽管路配置分子筛过滤器，保护真空元件；附件为波纹管、支架、检漏接口等；主要的工艺真空阀门均为气动或电动； 4）充放气系统：
一、快速操作指南 （一）开机操作 1：检查电路和水路是否正常，如正常通电，通水。 2：打开机械泵，过30秒后缓慢打开预抽阀，1分钟后打开前级阀。 3：在真空度达到10Pa以下时打开扩散泵，给扩散泵加热 4：扩散泵加热到60分钟后，关闭预抽阀，打开高真空阀，真空度会逐渐达到高真空。 5：加热启动，在200度以下请你选用手动加热，在控制面板手动操作菜单中，注意第一次使用时，把拨钮上下波动一次，然后拨到手动位置，启动加热，输入50左右，确定。电流一般控制在300A以下， 自动加热：在温度控制界面设定温控表自动开始加热或开启手动位用手动开始加热。 以上设置说明：从200度用时120分钟到600度，600度时保温30分钟，从600度用时130分钟到1000度，在1000度时保温5个小时，从1000度降到600度用时60分钟，6 0分钟后程序自动停止（注：在时间上设定-121程序在此会自动停止）。 设定好加热工艺后，首先停止手动加热，然后把拨钮拨到自动位置，启动自动加热程序，如果需要记录数据请在数据保存见面打“√”。 6：在保温状态下，一定要保持循环水的正常循环。 7：保温时间到后，关闭加热开关，如果不需要高真空可以关闭扩散泵，打开预抽阀，关闭高真空阀，开始降温。注意：机械泵不要关闭 8：在温度降到200度时关掉机械泵（扩散泵达到常温），关闭所有阀门。 9：在常温下释放压力，冲入空气，将原料取出。 10：如不继续工作，应打开机械泵和预抽阀再抽5分钟真空，关闭机械泵和预抽阀。保持工作室里有真空度，防止水汽侵入。 11、压力操作：首先在手动操作界面，报压力模式拨到自动位置，可以直接用仪表操作，设定好程序后按run键3秒启动，按stop键3秒停止。 压力触摸屏控制如下说明：
卷第Vol.40工业炉 Industrial Furnace 第405期2018年9月 No.5Sep.2018 直热式真空热压炉技术于上世纪70年代研制面世，主要用于航天军工等材料领域。直热式热压技术是指金属粉末状物料直接通过强电流而被加热烧结并被压制成形的粉末冶金技术。直热式真空热压炉的加热室紧凑并直接接触物料，具有产品受热均匀、各向同性好、独具放电烧结功能、产品密度高、工艺流程短、效率高、生产成本低等优点；但其局限是热效率低、产品尺寸较小。因此导致直热式热压技术近年来应用减少，以至濒临退世绝境。 目前我院现存国内唯一一台在役直热式热压炉，该线加工产品尺寸较小，不具备更大尺寸工件开发能力；加热效率极其低下，仅为30%，涡流发热严重，电磁辐射超标8倍，危害职工健康安全；电损耗 过大，无功功率约为60%～70%；不具备直热式热压靶材及其他粉冶成形新产品的生产研发，导致其应用领域极其有限。 2017年，我院开展了《提高直热式热压机加工能 力》创新方法项目研究，大胆应用TRIZ 创新方法理 论进行技术开发，打破了多年技术改造中惯性思维束缚，找到直热式装备加工大尺寸产品所需强电流引起无效发热及电磁感应根本原因，并开发出直热式热压装备扩能消磁扩能的创新方法，取得了最佳创新方案。突破了粉末冶金行业中直热式热压成形技术的长期技术瓶颈难题，拓宽了其推广应用领域。 1主要研究开发内容 提高装备升温能力，具备大工件加工能力；降 低装备电磁辐射到国标要求以内，满足安全生产条件；提高功率因素由0.3～0.4到0.7以上，降低装备电耗。 一种直热式真空热压炉的改进创新方法 王振军，王春武，麻建军，温晓立，杨少武，王世军 （西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司稀有金属特种材料国家重点实验室，宁夏石嘴山753000） 摘 要：简要介绍了一种直热式真空热压炉的改进创新方法。设计出利用炉体等作导电通路来消除感应电流的新方 法，解决了该行业多年加工能力过小的技术瓶颈；又重新发挥出其温度均匀、放电烧结、工艺简短、成本低等优势；并可推广应用到靶材、陶瓷等粉末成形领域。 关键词：直热式；热压炉；感抗；成形中图分类号：TQ174.6+53 文献标识码：B 文章编号：1001-6988（2018）05-0020-04 A Kind of Improvement and Innovation Method of Direct Heat Vacuum Furnace WANG Zhenjun,WANG Chunwu,MA Jianjun,WEN Xiaoli,YANG Shaowu,WANG Shijun （State Key Laboratory Of Special Rare Metal Materials ，Northwest Rare Metal Material Research Institute Ningxia Co.,Ltd,Shizuishan 753000,China ） Abstract:A new method to improve the thermal vacuum furnace is introduced.The new method of e -liminating inductive current by using the furnace body as conductive pathway is designed to solve the tech -nical bottleneck of the industry.It also has the advantages of temperature uniformity,discharge sintering,short process and low cost.It can be applied to the field of powder forming such as target material and ce -ramics. Key words:direct heat;hot pressing furnace;inductive resistance;forming 收稿日期：2018-03-02 作者简介：王振军（1970—），男，教授级高级工程师，主要从事新 建技改项目规划设计及冶金装备生产线自动化技术开发工作. 20万方数据
热压烧结技术的研究与应用 姓名：陈琼毅 专业：无机非金属 学号：20080800301
热压烧结技术的研究与应用 陈琼毅无机非金属 20080800301 摘要：热压烧结是一种压制成形和烧结同时进行的粉体材料成形工艺方法,是将粉末装在压模内,在专门的热压机中加压同时把粉末加热到熔点以下,在高温下单向或双向施压成形的过程。热压烧结具有烧结时间短、温度低、晶粒细、产品性能高等优点。 关键词：烧结热压热压烧结 1热压烧结技术发展背景 自20世纪70年代中期以来，除北美外，烧结矿一直是国内外高炉的主要原料。但由于金融危机，钢铁产业的不景气，烧结技术研究发展受到限制。所幸的是随着人们对产品质量和能源节约的重视，烧结技术再一次焕发出新生。1826年索波列夫斯基首次利用常温压力烧结的方法得到了白金。1912年，德国发表了用热压将钨粉和碳化钨粉混合制造成致密件的专利。从1930年以后，热压更快地发展起来，主要应用于大型硬质合金制品、难熔化合物和现代陶瓷等方面。在这个日新月异的新世纪中，有人大胆的将热压烧结技术与纳米材料、超导材料和复合材料等相联系结合，开创了热压烧结技术的新天地。 2热压烧结技术的原理 2.1烧结定义与特点 其宏观定义为：粉体原料经过成型、加热到低于熔点的温度，发生固结、气孔率下降、收缩加大、致密度提高、晶粒增大，变成坚硬的烧结体，这个现象称为烧结。 其微观定义为：固态中分子（或原子）的相互吸引，通过加热，质点获得足够的能量，进行迁移使粉末体产生颗粒粘结，增加强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。
烧结的特点有三点：第一，烧结温度远低于熔点温度下，质点发生迁移、扩散、开始烧结温度在0.3-0.5T m范围内，这样便节省了大量的能源利于环境保护，而且便于制造高熔点物质如钨丝等；第二，同样对于硅酸盐材料，完全烧结温度在0.7-0.8T m；第三，烧结主要是物理过程，但也伴随有固相反应，烧结前后主晶相不变化。这样便易于控制烧结成品的物象成分。 2.2热压定义与优缺点 热压的定义：热压是指在对置于限定形状的石墨模具中的松散粉末或对粉末压坯加热的同时对其施加单轴压力的烧结过程。 热压的优点：由于热压时粉料处于热塑性状态，形变阻力小，易于塑性流动和致密化，因此其所需的成型压力仅为冷压法的1/10，可以成型大尺寸的A12O3、BeO、BN和TiB2等产品。由于同时加温、加压，有助于粉末颗粒的接触和扩散、流动等传质过程，降低烧结温度和缩短烧结时间，因而抑制了晶粒的长大。热压法容易获得接近理论密度、气孔率接近于零的烧结体，容易得到细晶粒的组织，容易实现晶体的取向效应和控制有高蒸气压成分纳米系统的组成变化，因而容易得到具有良好的机械性能、电学性能的产品，而且能生产形状较复杂、尺寸较精确的产品。 热压的缺点:热压法生产工艺复杂生产率低、成本高，不能普及生产工艺。 2.3热压烧结定义、过程与特点 热压烧结的定义：热压烧结就是一种压制成形和烧结同时进行的粉体材料成形工艺方法,是将粉末装在压模内,在专门的热压机中加压同时把粉末加热到熔点以下,在高温下单向或双向施压成形的过程。 热压烧结的过程：在烧结过程中,高温高压的交互作用使粉体颗粒的粘性、塑性流动及原子的扩散得以加强；同时颗粒与颗粒间的接触点因有较大的接触电阻,在烧结时的大电流下产生电弧放弧或局部大量发热,而且电磁场的作用进一步加速了原子的扩散,有利于烧结颈的形成和长大,具有催化和活化烧结功效,并有利于坯件的烧成,使烧结温度降低、时间缩短、性能提高。 热压烧结的特点：热压烧结的优点是烧结时间短、温度低、晶粒细、产品性能高等；热压烧结的缺点是过程及设备复杂，生产控制要求严，模具材料要求高，能源消耗大，生产效率较低，生产成本高。 2.4烧结过程驱动力