一种用于立方氮化硼烧结体的烧结设备及其烧结方法转让专利
申请号 : CN201811172798.2
文献号 : CN109357531B
文献日 : 2019-10-25
发明人 : 吴春雷 , 王方标 , 孙明烨
申请人 : 牡丹江师范学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于立方氮化硼烧结体的烧结设备，包括炉体（1），炉体（1）内通过支架（2）安装有烧舟（3），其特征在于：所述炉体（1）上设置有进气口（4）、排气口（5）和真空抽气口（6）；烧舟（3）内设置有半球形容纳腔（7），半球形容纳腔（7）内壁上固定有若干个同心设置的环形挡板（8），环形挡板（8）上均匀设置有若干个贯通的第一狭缝（9），炉体（1）外侧设置有气缸（10），气缸（10）通过石墨杆（11）连接有搅拌头（12），搅拌头（12）包括若干个同心设置的锥形插片（13），锥形插片（13）的底边直径大于顶边直径，锥形插片（13）的外侧壁固定有若干个侧板（18），侧板（18）上设置有贯通的第二狭缝（19），锥形插片（13）与环形挡板（8）一一对应；烧舟（3）内安装有第一电热丝（14），环形挡板（8）内安装有第二电热丝（15），锥形插片（13）内安装有第三电热丝（16），烧舟（3）内安装有冷却盘管（17），冷却盘管（17）位于第一电热丝（14）的外侧。
2.根据权利要求1所述的用于立方氮化硼烧结体的烧结设备，其特征在于：所述环形挡板（8）底面为朝向内侧倾斜向下设置的斜面（21），斜面（21）上固定有分隔网板（20），第一狭缝（9）开设于斜面（21）的底端，锥形插片（13）活动插接在分隔网板（20）和半球形容纳腔（7）内壁之间；第二电热丝（15）安装在斜面（21）内，分隔网板（20）内安装有与第二电热丝（15）相连接的第一导热丝（22）。
3.根据权利要求2所述的用于立方氮化硼烧结体的烧结设备，其特征在于：所述锥形插片（13）的底面固定有隔热网板（23），第二狭缝（19）内安装有T型折流板（24），T型折流板（24）顶面设置有若干个导流槽（25），导流槽（25）底部固定有第二导热丝（26），第二导热丝（26）与第三电热丝（16）连接。
4.根据权利要求1所述的用于立方氮化硼烧结体的烧结设备，其特征在于：所述进气口（4）内安装有第四电热丝（27）。
5.根据权利要求1所述的用于立方氮化硼烧结体的烧结设备，其特征在于：所述排气口（5）外串联连接有若干个缓冲罐（28）。
6.根据权利要求1所述的用于立方氮化硼烧结体的烧结设备，其特征在于：所述炉体（1）与石墨杆（11）之间安装有密封机构（29），密封机构（29）包括上下对称设置的隔热封头（30），两个隔热封头（30）之间夹持有密封垫（31），隔热封头（30）上设置有卡槽（32），卡槽（32）内对称固定有两个相向倾斜的弹片（33），密封垫（31）外侧设置有与卡槽（32）相配合的凸缘（43），凸缘（43）上设置有与弹片（33）相互插接的插槽（34），密封垫（31）内侧设置有环形凹槽（35），环形凹槽（35）的顶部和底部分别固定有限位环（36），限位环（36）上固定有环形翅片（37），两个环形翅片（37）相互搭接接触。
7.根据权利要求6所述的用于立方氮化硼烧结体的烧结设备，其特征在于：所述密封垫（31）内安装有同心设置的刚性加强环（38）。
8.一种权利要求1-7任意一项所述的用于立方氮化硼烧结体的烧结设备的烧结方法，其特征在于包括以下步骤：
A、将烧结体原料粉末放入烧舟（3）；
B、通过真空抽气口（6）对炉体（1）内抽真空，使炉内气压小于5×10-4Pa，保持10～
20min；
C、通过进气口（4）通入氩气，使炉内气压保持在1～5kPa，然后开启第一电热丝（14）和第二电热丝（15）进行加热，使炉内温度达到500～550℃，保持3～5min；
D、重复步骤B和步骤C8～10次；
E、通过进气口（4）通入氩气，使炉内气压保持在3.5～4.5GPa，然后开启第一电热丝（14）、第二电热丝（15）和第三电热丝（16），将炉内温度在15～20min内提升至1950℃，在温度提升过程中，通过气缸带动搅拌头（12）上下运动，使锥形插片（13）对烧结体原料粉末进行搅拌；
F、制得立方氮化硼烧结体后，关闭第一电热丝（14）、第二电热丝（15）和第三电热丝（16），通过排气口（5）降低炉内气压，在炉内降至标准大气压后，通过进气口（4）通入氩气，并同时通过排气口（5）排气，使炉内压力保持稳定，实现对炉内进行降温；
G、当炉内温度降至350℃时，开启冷却盘管（17），对烧舟（3）和烧结体进行快速冷却，冷却至室温后取出烧结体。
说明书 :
一种用于立方氮化硼烧结体的烧结设备及其烧结方法
技术领域
背景技术
发明内容
之间；第二电热丝安装在斜面内，分隔网板内安装有与第二电热丝相连接的第一导热丝。
插接的插槽，密封垫内侧设置有环形凹槽，环形凹槽的顶部和底部分别固定有限位环，限位环上固定有环形翅片，两个环形翅片相互搭接接触。
不均而影响产率的问题。烧结部位设置的三组电热丝，可以形成立体加热环境，在加热过程中随着锥形插片的上下运动，半球形容纳腔内的原料粉末逐渐从第一狭缝向下流出，与此
同时部分原料粉末随着侧板向上移动，然后逐渐从第二狭缝向外侧流出，借助向外侧流动
的惯性下落到上层的环形挡板上，从而形成原料粉末的循环搅动趋势，保证原料粉末的均
匀受热。环形挡板的倾斜底面可以促进原料粉末向下的流动，分隔网板不仅可以对原料粉
末起到分散均流的作用，更重要的是通过第一导热丝对流经的原料粉末进行加热处理，从
而进一步提高原料粉末加热的均匀性。锥形插片在下压过程中，可以有效对环形挡板内的
原料粉末进行推压，为了避免推压过程中对原料过度加热，专门在锥形插片的底面设置隔
热网板，T型折流板可以有效提高原料粉末在经过第二狭缝时的分散度和加热均匀度，从而实现在整个循环流动过程中，对于原料粉末的充分搅拌。第四电热丝可以对进气温度进行
有效调节，从而避免烧结完毕后进气降温过程中炉内局部温度的骤然变化。缓冲罐用于在
炉内泄压时减少炉内气压的剧烈波动。
垫的受热，同时利用隔热封头对密封垫的夹持作用，提高了密封垫的轴向支撑强度。刚性加强环用于提高密封垫的径向支撑强度。密封垫内侧环形翅片的支撑结构，可在石墨杆与密
封垫产生摩擦时，对摩擦产生的作用力进行缓冲，进一步减小密封垫受力后的形变程度。
附图说明
35、环形凹槽；36、限位环；37、环形翅片；38、刚性加强环；39、限位槽；40、阻尼片；41、容纳槽；42、凸起部；43、凸缘。
具体实施方式
接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
贯通的第一狭缝9，炉体1外侧设置有气缸10，气缸10通过石墨杆11连接有搅拌头12，搅拌头
12包括若干个同心设置的锥形插片13，锥形插片13的底边直径大于顶边直径，锥形插片13
的外侧壁固定有若干个侧板18，侧板18上设置有贯通的第二狭缝19，锥形插片13与环形挡
板8一一对应；烧舟3内安装有第一电热丝14，环形挡板8内安装有第二电热丝15，锥形插片
13内安装有第三电热丝16，烧舟3内安装有冷却盘管17，冷却盘管17位于第一电热丝14的外侧。环形挡板8底面为朝向内侧倾斜向下设置的斜面21，斜面21上固定有分隔网板20，第一狭缝9开设于斜面21的底端，锥形插片13活动插接在分隔网板20和半球形容纳腔7内壁之
间；第二电热丝15安装在斜面21内，分隔网板20内安装有与第二电热丝15相连接的第一导
热丝22。锥形插片13的底面固定有隔热网板23，第二狭缝19内安装有T型折流板24，T型折流板24顶面设置有若干个导流槽25，导流槽25底部固定有第二导热丝26，第二导热丝26与第
三电热丝16连接。进气口4内安装有第四电热丝27。排气口5外串联连接有若干个缓冲罐28。
炉体1与石墨杆11之间安装有密封机构29，密封机构29包括上下对称设置的隔热封头30，两个隔热封头30之间夹持有密封垫31，隔热封头30上设置有卡槽32，卡槽32内对称固定有两
个相向倾斜的弹片33，密封垫31外侧设置有与卡槽32相配合的凸缘43，凸缘43上设置有与
弹片33相互插接的插槽34，密封垫31内侧设置有环形凹槽35，环形凹槽35的顶部和底部分
别固定有限位环36，限位环36上固定有环形翅片37，两个环形翅片37相互搭接接触。密封垫
31内安装有同心设置的刚性加强环38。
服摩擦力，使得阻尼片40逐渐在限位槽39内回复原形。这一过程就可以实现在石墨杆11运
动时阻尼片40对石墨杆11的加压密封，而石墨杆11静止后，阻尼片40的挤压力降低，从而实现阻尼片40对密封垫31的保护。限位槽39内设置有容纳槽41，阻尼片40上设置有与容纳槽
41间隙配合的凸起部42。容纳槽41和凸起部42可以在阻尼片40发生压缩形变时，随着形变
的增大提供一个额外的限位阻力，从而保证阻尼片40可以对石墨杆11提供充足的加压密封
力。
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
等效物界定。