一種氣氛燒結爐的制作方法

本發明涉及熱處理技術領域，特別涉及一種氣氛燒結爐。

背景技術：

隨著中國機械工業的發展，越來越多的機械設備已得到廣泛使用。

在工礦開采、生產制造類企業中，往往需要經過高溫處理工序。高溫設備的種類很多，其中比較常見的有燃煤鍋爐、電磁爐和氣氛燒結爐等。以氣氛燒結爐為例，氣氛燒結爐是一種在高溫下，通入各種工藝氣體對產品進行燒結處理，主要包括硬質合金燒結爐和粉末冶金爐等，也有用于銅材，鋼帶退火等熱處理，同樣可用于厚膜電路、厚膜電阻、電子元件電極、鋼加熱器、太陽能電池板等類似產品的高溫燒結、熱處理。

氣氛燒結爐內對工件進行燒結時，在內膽中通入各種工藝氣體，比如氫、氧、氮和惰性氣體等，工藝氣體中攜帶有介質粉體，其與工件表面相遇時，能夠提高制品致密化程度、獲得優良性能。、

目前，氣氛燒結爐通過工藝氣體對工件的處理方式，一般是通過引入一定量的工藝氣體在爐子的內膽內進行悶燒，或者在引入工藝氣體的同時排出工藝氣體，由于工件的表面積一般較大，且長度特征比較明顯，而同時內膽為了保證真空度，在其側壁上一般只設置有一個或幾個進氣口，因此現有技術中往內膽中通入工藝氣體的方式，往往無法使工藝氣體完全覆蓋到工件表面的每個角落，工件表面的燒結程度不均勻。

因此，如何提高工藝氣體與工件表面的接觸面積，使工件表面的燒結程度和處理效果變得均勻，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種氣氛燒結爐，能夠提高工藝氣體與工件表面的接觸面積，使工件表面的燒結程度和處理效果變得均勻。

為解決上述技術問題，本發明提供一種氣氛燒結爐，包括內膽，還包括 可旋轉地設置于所述內膽內、用于對進入其中的工藝氣體進行攪動的擾流部件。

優選地，還包括設置于爐體上、用于帶動所述擾流部件旋轉的驅動電機。

優選地，所述驅動電機通過傳動軸與所述擾流部件動力連接，且所述傳動軸依次穿過所述爐體和內膽的側壁。

優選地，所述傳動軸與所述爐體的結合部位處設置有用于保證所述爐體內真空度的動密封件。

優選地，還包括設置于所述爐體上、用于根據工件表面燒結均勻程度控制所述驅動電機轉動速度的控制器，且所述控制器與所述驅動電機信號連接。

優選地，還包括設置于所述內膽內壁上、用于根據工件表面瞬時溫度分布判斷工件表面燒結均勻程度的溫度探頭，且所述溫度探頭余所述控制器信號連接。

優選地，所述驅動電機具體為步進電機。

優選地，所述擾流部件具體為將工藝氣體的流動對自身產生的軸向推力轉化為周向扭矩的螺旋槳葉，且所述螺旋槳葉設置于所述內膽側壁上的進氣口處。

優選地，所述螺旋槳葉在所述內膽的側壁上設置有多個，且各所述螺旋槳葉沿所述內膽的軸向均勻分布。

優選地，所述擾流部件的表面上設置有用于抗高溫的碳-碳復合材料層。

本發明所提供的氣氛燒結爐，主要包括內膽和可旋轉地設置在內膽內、用于對進入其中的工藝氣體進行攪動的擾流部件。由于擾流部件設置在內膽內，并且能夠自由旋轉，因此當工藝氣體從外界(一般為內膽上設置的進氣口)進入到內膽中時，勢必會經過擾流部件的攪動，從而使得原本剛進入到內膽中、有序運動、分布較集中且密度較大的“工藝氣體團”迅速被吹散、擾亂，進而使“工藝氣體團”分散成為密度很小、分布很廣且迅速遍布整個內膽容積的“工藝氣體云”，如此就增加了工藝氣體與工件表面的接觸面積，提高了工藝氣體與工件表面的結合程度，使得工件表面的燒結程度更加均勻。綜上所述，本發明所提供的氣氛燒結爐，通過在內膽內設置用于對工藝氣體進行攪動的擾流部件，提高了工藝氣體與工件表面的接觸面積，使工件表面的燒結程度變得均勻。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明所提供的一種具體實施方式的整體結構示意圖；

圖2為圖1的左視圖。

其中，圖1—圖2中：

內膽—1，擾流部件—2，爐體—3，驅動電機—4，傳動軸—5，動密封件—6，控制器—7，溫度探頭—8。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參考圖1及圖2，圖1為本發明所提供的一種具體實施方式的整體結構示意圖，圖2為圖1的左視圖。

在本發明所提供的一種具體實施方式中，氣氛燒結爐主要包括內膽1和擾流部件2。

其中，內膽1為氣氛燒結爐的重要組成部分，設置在氣氛燒結爐的爐體3內，工件在燒結時就放置在內膽1內，為加快燒結過程，內膽1內的溫度一般很高。內膽1可呈圓筒狀或方筒狀，在其左右兩側設置有保持內部高溫的保溫門，一般由石墨制成。在燒結工件時，需要工件表面與工藝處理氣體均勻接觸以提高工件的燒結質量，為此，一般在內膽1的側壁上設置有不同位置的進氣口，以保證氣氛均勻性。

擾流部件2設置在內膽1內，其可自由旋轉，并且在其進行旋轉時，將對進入到內膽1中的工藝氣體進行強力攪動，使得工藝氣體被吹散。具體的，考慮到工藝氣體從某個或某幾個進氣口處進入到內膽時，工藝氣體的聚集度較高、密度較大，并且剛從進氣口噴出時，其運動速度高度一致，如此可將剛 進入到內膽1中的工藝氣體看作“工藝氣體團”。顯然，“工藝氣體團”所攜帶的大部分介質粉體都集中在一處，與工件的接觸面積非常小，不利于工件表面的燒結質量。而當“工藝氣體團”碰到擾流部件2的高速旋轉和強力攪動時，“工藝氣體團”就瞬間被打散、擾亂，進入分散成為密度很小、分布很廣且迅速遍布到整個內膽容積的“工藝氣體云”，如此“工藝氣體云”將非常容易地與工件的表面全接觸，同時將攜帶的介質粉體撒播到工件表面上，由于“工藝氣體云”的分布廣、密度較均勻，因此工件表面覆蓋的介質粉體也同樣分布較均勻。

因此，本發明所提供的氣氛燒結爐，通過在內膽1內設置用于對工藝氣體進行攪動的擾流部件2，使得工藝氣體的分布更廣、更均勻，從而提高了工藝氣體與工件表面的接觸面積，使工件表面的燒結程度和處理效果變得更加均勻。

在關于擾流部件2的一種優選實施方式中，為方便地實現擾流部件2在內膽1內的轉動，本實施例在爐體3上設置了專用于帶動擾流部件2旋轉的驅動電機4。驅動電機4的轉動是可控的，同時轉速也是可調的，此外還能正反轉，如此通過驅動電機4帶動擾流部件2旋轉的方式，可以使得擾流部件2的工作狀況(轉速、轉向)能夠根據工件燒結過程的具體要求而定。

具體的，由于爐體3內空間局促，驅動電機4一般設置在爐體3的外壁外表面上，如此驅動電機4可以通過傳動軸5與擾流部件2相連的方式驅動擾流部件2。由于擾流部件2設置在內膽1內，而驅動電機4設置在爐體3的外壁，因此傳動軸5需要依次穿透爐體3的側壁和內膽1的側壁。

此外，由于為了保證工件在燒結過程中的燒結質量，需要在爐體3內和內膽1內保持真空，因此，為避免傳動軸5穿透爐體3的側壁時破壞其內的真空度，針對此，本實施例還在傳動軸5與爐體3的結合部位處設置了動密封件6，比如油封、軟填料等。該動密封件6能夠在傳動軸5的轉動過程中，與爐體3的側壁形成氣密封，從而保證爐體3內的真空度。

為了與驅動電機4相配合，本實施例還在爐體3上設置了專用于控制驅動電機4的控制器7。具體的，該控制器7與驅動電機4信號連接，其控制原理為：根據工件表面的燒結均勻程度控制驅動電機4的轉動速度。當然，控制器7還能控制驅動電機4的轉動方向。比如，當控制器7判斷工件表面的燒結均勻程 度較低時，控制器7將控制驅動電機4使其轉速增加，提高工藝氣體的分散和均勻程度；反之，控制器7可控制驅動電機4使其轉速降低，在保證工件表面的燒結均勻程度的前提下，節省能源。此處優選地，該驅動電機4可以為步進電機，能夠更好地配合控制器7的控制，提高控制器7的控制精度。當然，驅動電機4還可以為其余常見類型的電機，比如異步電機等，此處不再列舉。

進一步的，為了使控制器7較精確地判斷工件表面的燒結均勻程度，本實施例在內膽1的內壁上設置了多個溫度探頭8，并且各溫度探頭8均與控制器7信號連接。具體的，溫度探頭8能夠探測出工件表面的溫度，而多個溫度探頭8同時檢測時，即可形成工件表面的全面積溫度分布圖。考慮到工藝氣體在被擾流部件2吹散并與工件表面相接觸時，工件表面與工藝氣體之間勢必存在一定范圍內的溫差，兩個具有溫差的物體互相接觸，必然就會產生熱量傳遞，如此工件表面的瞬時溫度就會在與工藝氣體接觸時發生變化，可能升高也可能會降低。而控制器7就根據各個溫度探頭8所檢測到的工件表面各個部位的瞬時溫度變化，形成工件表面的全面積瞬時溫度變化分布圖，根據此分布圖即可較精確地判斷出工件表面與工藝氣體的接觸面積，也即工件表面的燒結均勻程度。

在關于擾流部件2的另一種優選實施方式中，該擾流部件2無需外部的驅動電機4的驅動，當其設置在內膽1內時，可以自動旋轉。具體的，該擾流部件2為螺旋槳葉，設置在內膽1側壁上的進氣口處，并且螺旋槳葉具有沿軸向傾斜一定角度的螺旋流線型形狀，該形狀使得進氣口中通入快速流動的工藝氣體時，能夠將工藝氣體與螺旋槳葉的軸向撞擊力轉化為沿著周向分布的扭矩載荷，從而推動螺旋槳葉周向旋轉。如此設置，擾流部件2即可利用工藝氣體的動能推動自身進行高速旋轉，將工藝氣體吹散，節省了外部驅動的能源。

當然，相比于驅動電機4主動驅動的方式，被動旋轉的擾流部件2對工藝氣體的攪動程度較低，針對此，本實施例在螺旋槳葉的內膽1的側壁上設置了多個螺旋槳葉，并且各螺旋槳葉沿著內膽1的軸向方向均勻分布。如此，當工藝氣體通過進氣口高速涌入內膽1時，各個螺旋槳葉即可同時旋轉，并且迅速地將工藝氣體團分散到工件表面的各個角落。

不僅如此，考慮到氣氛燒結爐在工作時，內膽1的溫度較高，為此，本實施例在擾流部件2的表面上設置了用于抗高溫的碳-碳復合材料層，該碳-碳復 合材料層是由碳纖維及其增強的碳基復合材料，其強度隨著溫度的升高而升高，能夠耐2800℃以上的高溫。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。