[发明专利]竖式加压连续烧结炉

说明书

本发明涉及一种采用竖式加压连续烧结炉来制造烧结金属摩擦片和复合材料及其制品的生产装置，属于用金属粉末烧结制造机械另件坯料的金属材料成型设备技术领域。

烧结是将粉末或压坯在低于其主要组份熔点的温度下进行高温处理以增高工件机械强度的工艺过程。目前，烧结通常是在还原气氛中的恒温下进行的，加压烧结炉则是实施烧结生产工艺的主要设备。自从1937年-1941年，美国的威尔曼（S.K.Wellman）和他的合作者在钟罩炉中采用加压烧结制造出金属摩擦片以来，钟罩炉至今仍然是工业生产中生产烧结金属摩擦片的传统加压烧结设备，不但中国如此，日本、美国和捷克等国主要使用的也都是这种炉子。（参见《粉末冶金机械零件》P.442机械工业出版社1987年12月版）这种设备存在的缺陷是炉膛内的各部分温度难以控制均匀，即炉膛内温度的一致性差;生产效率低，通常烧结一炉的时间约需12-19小时;能耗大和生产工人劳动强度大。再者，大型钟罩炉的加热钟罩重量大，移动困难。而在苏联等国使用较多的另一种加压烧结设备-井式炉，也同样存在着钟罩炉类似的问题和不足之处;而且，这种炉的密封和热电偶的接线端都位于温度高的上部，容易损坏。移送容器时还可能损伤水冷和供气软管。

本发明的目的是提供一种能较好地克服现有技术所存在的缺陷的新型加压烧结设备-竖式加压连续烧结炉。

本发明是一种竖井式加压连续烧结炉，是制造烧结金属摩擦片和复合材料及其制品的专用设备，也是用于发明专利申请“烧结金属摩擦片生产工艺”（CN88103144.5）中在钢层基体衬背上加压烧结摩擦层的专用烧结设备。包括有炉顶的加压装置、上料装置，炉体中部的加热装置、冷却装置和炉体底部的托顶装置、出料装置等部件组成的本发明，其特点是炉体呈竖井贯通型，在炉顶有垂直向下施加压力的加压油缸，侧面是链式上料装置，在炉体底部有两组共8个在同一个水平位置上径向动作的托臂油缸和柱塞垂直向上承重的上顶油缸组成的托顶装置。使用本发明进行烧结生产时，用压力传递盘来支承工件，一个个地垂直重叠摞放，并自上而下地逐渐通过低温、高温、保温和冷却各段炉膛而完成连续生产式烧结工艺过程。在整个烧结过程中，始终利用压力传递盘和工件的自重逐渐增压，也可利用炉顶的加压油缸对工件施压来完成加压烧结和冷却。

本发明是一种竖井式贯通炉，生产使用时，工件在压力传递盘及其自重逐渐增压和外力施压的条件下，依次通过由低温到高温，再冷却的炉膛。由于其加热装置和冷却装置是可以分段控制和设置的，可以根据工件材料的化学成分与用途、机械另件的组织结构和使用条件任意选择最佳的烧结时施加的压力、烧结温度、保温时间和冷却速度等工艺参数。这样就为生产质量上乘的烧结另件坯料提供了比较理想的生产设施装备。用本发明烧结生产的工件摩擦层与钢支承片的结合强度高，并提高了烧结另件的其他物理-机械性能，可以适当减少后续加工工艺。生产效率也明显提高，比传统的钟罩加压烧结炉提高工效10-20倍。另外，设备机械化程度高，改善了操作工人的劳动条件;耗用能量也显著减少，趋于合理。

本发明的设备除了用于烧结金属摩擦片的用途外，也可作为热压复合材料及其制品、双金属材料制品等加工设备使用，还可作为防止变形的薄片园形、环形机械另件的平整、退火等热处理工艺所需用的设备。所以，本发明是一种多用途的、性能比较理想的连续加压烧结的设备。

本发明的附图有三个，下面结合附图具体阐述之。

图1是本发明设备总成简图。

图2是托臂油缸部件的结构简图。其中，A是正视剖视图，B是俯视图。

图3是压力传递盘另件图，其中，A是正视图，B是侧视图。

图1表明了本发明的设备主要有六个部分总成组成：位于炉顶的加压装置1和上料装置2，竖井式炉体中部上端的加热装置3和冷却装置4，炉体底部的托顶装置和出料装置5。加压装置1主要是一个柱塞垂直向下施力的加压油缸，上料装置为普通链式上料机构。托顶装置主要是由8个共两组在同一个水平位置上安装而分别径向动作的托臂油缸6和柱塞垂直向上承重的上顶油缸7两部分构成。图1还表明了设备作用时的工件摞放情况：在上顶油缸柱塞端部放置一个压力传递盘8（又称：支承盘），其上放置一个加工工件9，在该工件上方则是另一个支承盘，其上也放有另一个加工工件，如此垂直交叉重叠摞放至炉顶。摞放工件的高度要与支承盘的直径大小相适应，如支承盘的直径较小，则不宜摞放过高。如摞放高度较高时，须在炉膛内管壁设置导向装置，或者在支承盘间加设导向定位装置，防止因工件和支承盘过高摞放而造成歪斜。炉体中部的加热和冷却装置可以分段控制和调节其加热的温度高低、保温时间长短和冷却降温的快慢。