一種真空燒結熱處理設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種真空燒結熱處理設備，設備包括真空爐體、真空隔熱插板閥、真空隔熱室、加熱器、真空氣體冷卻系統，真空隔熱插板閥的一端與真空爐體相連，真空隔熱室的兩個側面上設置有隔熱擋氣閥，真空氣體冷卻系統設置有換熱器和真空風機；換熱器的出氣口與真空風機的吸氣口相連，進氣口通過真空爐體一側面上的接管與該側冷卻氣體通道相通；真空風機的排氣口通過真空爐體另一側面上的接管與該側冷卻氣體通道相通。
【專利說明】
一種真空燒結熱處理設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種真空燒結熱處理設備，屬于稀土永磁制造技術領域。該真空燒結熱處理設備除用于稀土永磁材料燒結或時效外，還可用于其他金屬材料的真空燒結、熱處理、釬焊等。
【背景技術】
[0002]釹鐵硼稀土永磁材料是1983年發現的新型稀土永磁材料，以其優良的磁性能得到越來越多的應用，被廣泛用于醫療的核磁共振成像，計算機硬盤驅動器，手機的振動電機，電聲器材、混合動力汽車電機，風力發電機等。
[0003]目前在國內廣泛用于釹鐵硼真空燒結和熱處理的真空爐在加熱器的布置上多采用沿均溫區長度方向上的前、中、后三區加熱。采用這種加熱器布置方式的真空熱處理設備，在真空條件下加熱的時候，爐內溫度均勻性尚可，但當根據熱處理工藝的需要向真空爐內充入工藝氣體或保護性氣氛的時候，由于氣體會產生對流，熱的氣體向上流動，會使爐內上部的溫度升高，使均溫區內的溫度均勻性變差。
[0004]另一方面，對于采用氣體冷卻的真空熱處理設備來說，冷卻均勻性是決定熱處理產品品質的關鍵。在現有的氣冷式真空熱處理設備中，一般采用風管陣列式氣體冷卻方式，在工藝過程中很難保證工件的冷卻均勻性，難以滿足高品質熱處理產品的工藝需求。
【發明內容】
[0005]鑒于上述問題，本實用新型將加熱器分上、中、下三區布置，均溫區的兩端分別設置有獨立的加熱器，克服了現有設備裝載后溫度均勻性下降的缺點。另外，通過在真空隔熱室的兩個側壁上分別設置多個隔熱擋氣閥門，多個隔熱擋氣閥門交替開關，讓氣體在均溫區內產生均勻的渦流氣旋，實現對工件的均勻冷卻，克服現有設備的缺點。
[0006]本實用新型提供一種真空燒結熱處理設備，主要包括真空爐門、真空爐體、真空隔熱插板閥、真空隔熱室、真空隔熱門、加熱器、真空氣體冷卻系統和真空機組，其特征在于:所述的真空爐門上設置有觀察窗，真空爐體為臥式雙層水冷壁結構，真空爐體兩端設置有前法蘭和后法蘭;真空隔熱插板閥設置有閥體、真空密封閥板、氣動開閥壓緊機構；真空密封閥板上帶有隔熱層;真空爐門與真空爐體的前法蘭相接觸；真空隔熱插板閥的閥體的一端通過法蘭與真空爐體的后法蘭相連;真空爐門、真空爐體和真空隔熱插板閥構成密閉的真空容器;真空隔熱室、真空隔熱門和真空密封閥板的隔熱層設置在所述的真空容器內；真空隔熱室為臥式箱形結構，真空隔熱室的前端與真空隔熱門接觸，后端與真空密封閥板的隔熱層接觸;真空隔熱室設置有框架和保溫層;保溫層設置在框架的內側;在真空隔熱室的兩個側面上分別設置有I個以上的隔熱擋氣閥，在框架的兩個側面上分別設置有冷卻氣體通道，所述的隔熱擋氣閥封閉在冷卻氣體通道內；在一種優選的實施方式中，所述的隔熱擋氣閥在真空隔熱室的每個側面上分別設置有2個;所述的加熱器設置在真空隔熱室的內壁上;所述的真空氣體冷卻系統設置有換熱器和真空風機;換熱器的出氣口與真空風機的吸氣口相連，換熱器的進氣口與真空爐體一側面上的接管相連，接管穿過真空爐體與真空隔熱室同一側的冷卻氣體通道相通;真空風機的排氣口與真空爐體另一側面上的接管相連，接管穿過真空爐體與真空隔熱室另一側的冷卻氣體通道相通;所述的真空爐體上還設置有抽真空接口，真空機組與抽真空接口相連。
[0007]所述的真空氣體冷卻系統設置有一個換熱器和兩個真空風機，兩個真空風機的吸氣口分別與換熱器的進氣口和出氣口相連，兩個真空風機的排氣口分別穿過真空爐體與真空隔熱室兩側的冷卻氣體通道相通。
[0008]所述的真空氣體冷卻系統在換熱器的進氣口和真空爐體一側面上的接管之間還設置有另一個真空風機，另一個真空風機的吸氣口與換熱器的進氣口相連，排氣口與真空爐體一側面上的接管相連，接管穿過真空爐體與真空隔熱室同一側的冷卻氣體通道相通。
[0009]所述的真空爐門上還設置有用于真空爐門開關的鉸鏈和用于真空爐門鎖緊的齒圈，在所述的真空爐門和真空爐體的前法蘭之間還設置有密封圈；真空隔熱門與真空爐門相連，與真空爐門一起開關。
[0010]所述的真空爐門上還設置有用于真空爐門開關的鉸鏈和用于真空爐門鎖緊的齒圈，在齒圈和真空爐體之間設置有驅動齒圈旋轉的氣缸，在真空爐門和真空爐體之間也設置有驅動真空爐門轉動的氣缸，在所述的真空爐門和真空爐體的前法蘭之間還設置有密封圈；真空隔熱門與真空爐門相連，與真空爐門一起開關。
[0011]所述的真空爐體上還設置有測溫熱電偶和加熱器電源引入電極，所述的測溫熱電偶有3個以上;所述的加熱器電源引入電極內通有冷卻水。
[0012]所述的真空密封閥板上通有冷卻水，在真空密封閥板和閥體之間設置有密封圈，真空密封閥板與氣動開閥壓緊機構通過鉸鏈連接，氣動開閥壓緊機構帶動真空密封閥板上下移動和壓緊密封圈。
[0013]所述的真空隔熱室為對稱的八邊形臥式箱體，上、下和兩個側面的邊長大于4個斜邊的邊長;真空隔熱室的框架外側焊接有筋板，筋板的高度小于200_。
[0014]所述的保溫層的內側設置有鉬片，通過鉬桿將框架、保溫層和鉬片連接在一起;所述的保溫層的材質為陶瓷纖維和碳纖維一種以上。
[0015]所述的保溫層的材質為硬質碳氈。
[0016]所述的加熱器由前加熱器、后加熱器、上加熱器、下加熱器和2個側加熱器組成，前加熱器和后加熱器都為環形結構，分別設置在真空隔熱室的前端和后端，上加熱器、下加熱器和2個側加熱器分別設置在真空隔熱室的上面、下面和兩個側面;所述的加熱器材質為鉬或石墨。
[0017]所述的真空隔熱室的下面內側設置有爐床，爐床的下面連接有立柱，立柱穿過保溫層支撐在真空爐體的內壁上；下加熱器介于爐床和真空隔熱室下側的內壁之間；爐床的上部為均溫區，均溫區位于由上加熱器、下加熱器和2個側加熱器構成的空間內；被燒結或熱處理的工件放置在爐床上，置于均溫區內；所述的均溫區的寬度在400-1200mm范圍內，高度在400-1200mm范圍內，長度在800-3500mm范圍內；所述的均溫區的最高溫度在500-1400°(:范圍內。
[0018]所述的閥體的另一端的法蘭與手套箱相連;所述的手套箱設置有手套箱箱體、送料車、傳動裝置、升降機構、出料門；手套箱箱體上設置有觀察窗和手套。
[0019]所述的閥體的另一端的法蘭與另一個不帶隔熱層的插板閥門相連，插板閥門的另一端與一個移動箱相連，移動箱內設置有送料車、傳動裝置、升降機構;移動箱和插板閥門一起在導軌上移動。
[0020]所述的真空機組包含油擴散真空栗、羅茨真空栗和機械真空栗;極限真空度高于5XKT1Pa0
[0021 ]本實用新型的有益效果:
[0022]1.加熱器分上、中、下三區布置，均溫區的兩端分別設置有獨立的加熱器，使真空熱處理爐在裝載的情況下加熱溫度均勻，克服了現有設備裝載后、尤其是在充氣后溫度均勻性下降的缺點。
[0023]2、通過在真空隔熱室的兩個側壁上分別設置多個隔熱擋氣閥門，多個隔熱擋氣閥門交替開關，讓氣體在均溫區內產生均勻的渦流氣旋，實現對工件的均勻冷卻，克服現有設備的缺點;在加熱時隔熱擋氣閥門關閉，加熱均勻，漏熱少效率高，節能;冷卻時隔熱擋氣閥門交替開關減少風阻，提高冷卻效率和冷卻速度。
[0024]3、雙風機實現了氣流的正反流動，解決了工件寬度方向的冷卻均勻性。
[0025]4、移動箱的設計，一方面可以使坯料在氮氣保護下真空爐中，避免氧化，另一方面，移動箱可以通過真空插板閥靈活地與真空爐及壓機之間對接，從而實現從壓型到燒結的無氧化連接，對提高磁體性能有顯著的效果。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型中真空熱處理燒結設備的一種實施方式的主視示意圖。
[0027]圖2為本實用新型中真空熱處理燒結設備的一種實施方式的俯視示意圖。
[0028]圖3為本實用新型中真空隔熱插板閥另一端連接手套箱的真空熱處理燒結設備的左視不意圖。
[0029]圖4為本實用新型真空熱處理燒結設備的另一種實施方式中真空隔熱插板閥另一端所連接的不帶隔熱層的插板閥門和移動箱的左視示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。
[0031]如圖1-圖3所示，本實用新型提供一種真空燒結熱處理設備，主要包括真空爐門1、真空爐體2、真空隔熱插板閥32、真空隔熱室3、真空隔熱門16、加熱器、真空氣體冷卻系統21和真空機組7;在真空爐門I上設置有觀察窗15，真空爐體2為臥式雙層水冷壁結構，真空爐體2兩端設置有前法蘭19和后法蘭35;真空隔熱插板閥32設置有閥體33、真空密封閥板28、氣動開閥壓緊機構34;真空密封閥板28上帶有隔熱層27;真空爐門I與真空爐體2的前法蘭19相接觸；真空隔熱插板閥32的閥體33的一端通過法蘭36與真空爐體的后法蘭35相連;真空爐門1、真空爐體2和真空隔熱插板閥32構成密閉的真空容器;真空隔熱室3、真空隔熱門16和真空密封閥板的隔熱層27設置在所述的真空容器內；真空隔熱室3為臥式箱形結構，真空隔熱室3的前端與真空隔熱門16接觸，后端與真空密封閥板的隔熱層27接觸;真空隔熱室3設置有框架4和保溫層5;保溫層5設置在框架4的內側;在真空隔熱室3的兩個側面上分別設置有I個以上的隔熱擋氣閥U，在框架4的兩個側面上分別設置有冷卻氣體通道29、6，隔熱擋氣閥11封閉在冷卻氣體通道29、6內；在一種優選的實施方式中，隔熱擋氣閥11在真空隔熱室3的每個側面上分別設置有2個。加熱器設置在真空隔熱室3的內壁上;真空氣體冷卻系統21設置有換熱器22和真空風機23 ；換熱器22的出氣口與真空風機23的吸氣口相連，換熱器22的進氣口與真空爐體2—側面上的接管31相連，接管31穿過真空爐體2與真空隔熱室3同一側的冷卻氣體通道29相通;真空風機23的排氣口與真空爐體2另一側面上的接管52相連，接管52穿過真空爐體2與真空隔熱室3另一側的冷卻氣體通道6相通;真空爐體2上還設置有抽真空接口，真空機組7與抽真空接口相連。
[0032]本實用新型的一種優選的實施方式中，所述的真空氣體冷卻系統21設置有一個換熱器22和兩個真空風機23和30，兩個真空風機23和30的吸氣口分別與換熱器22的進氣口和出氣口相連，兩個真空風機23和30的排氣口分別穿過真空爐體2與真空隔熱室3兩側的冷卻氣體通道29和6相通。
[0033]進一步的，真空氣體冷卻系統21在換熱器22的進氣口和真空爐體2—側面上的接管31之間還設置有另一個真空風機30，排氣口與真空爐體2—側面上的接管31相連，接管穿過真空爐體2與真空隔熱室3同一側的冷卻氣體通道29相通。
[0034]真空爐門I上還設置有用于真空爐門I開關的鉸鏈17和用于真空爐門鎖緊的齒圈18，在真空爐門I和真空爐體的前法蘭19之間還設置有密封圈20;真空隔熱門16與真空爐門I相連，與真空爐門I 一起開關。在齒圈18和真空爐體2之間設置有驅動齒圈18旋轉的氣缸，在真空爐門I和真空爐體2之間也設置有驅動真空爐門I轉動的氣缸。真空爐體2上還設置有測溫熱電偶9和加熱器電源引入電極8，所述的測溫熱電偶9有3個以上；加熱器電源引入電極8內通有冷卻水。真空密封閥板28上通有冷卻水，在真空密封閥板28和閥體33之間設置有密封圈37，真空密封閥板28與氣動開閥壓緊機構34通過鉸鏈38連接，氣動開閥壓緊機構34帶動真空密封閥板28上下移動和壓緊密封圈37。真空隔熱室3為對稱的八邊形臥式箱體，上、下和兩個側面的邊長大于4個斜邊的邊長;真空隔熱室3的框架4外側焊接有筋板，筋板的高度小于200_。保溫層5的內側設置有鉬片，通過鉬桿將框架4、保溫層5和鉬片連接在一起。
[0035]加熱器由前加熱器24、后加熱器26、上加熱器10、下加熱器14和2個側加熱器25組成，前加熱器24和后加熱器26都為環形結構，分別設置在真空隔熱室3的前端和后端，上加熱器10、下加熱器14和2個側加熱器25分別設置在真空隔熱室3的上面、下面和兩個側面;所述的加熱器材質為鉬或石墨。
[0036]真空隔熱室3的下面內側設置有爐床12，爐床12的下面連接有立柱13，立柱13穿過保溫層5支撐在真空爐體2的內壁上;爐床12的上部為均溫區，均溫區位于由上加熱器10、下加熱器14和2個側加熱器25構成的空間內；被燒結或熱處理的工件放置在爐床12上，置于均溫區內；所述的均溫區的寬度在400-1200mm范圍內，高度在400-1200mm范圍內，長度在800-3500mm范圍內；所述的均溫區的最高溫度在500-1400°C范圍內。
[0037]在本實用新型的一種實施方式中，閥體33的另一端的法蘭39與手套箱41相連;所述的手套箱41設置有手套箱箱體40、送料車43、傳動裝置44、升降機構45、出料門42;手套箱箱體40上設置有觀察窗和手套。
[0038]在本實用新型的另一種實施方式中，閥體33的另一端的法蘭39與另一個不帶隔熱層的插板閥門46相連，插板閥門46的另一端與一個移動箱47相連，移動箱47內設置有送料車48、傳動裝置49、升降機構50;移動箱47和插板閥門46—起在導軌51上移動。
【主權項】
1.一種真空燒結熱處理設備，主要包括真空爐門、真空爐體、真空隔熱插板閥、真空隔熱室、真空隔熱門、加熱器、真空氣體冷卻系統和真空機組，其特征在于:所述的真空爐門上設置有觀察窗，真空爐體為臥式雙層水冷壁結構，真空爐體兩端設置有前法蘭和后法蘭;真空隔熱插板閥設置有閥體、真空密封閥板、氣動開閥壓緊機構；真空密封閥板上帶有隔熱層;真空爐門與真空爐體的前法蘭相接觸；真空隔熱插板閥的閥體的一端通過法蘭與真空爐體的后法蘭相連;真空爐門、真空爐體和真空隔熱插板閥構成密閉的真空容器;真空隔熱室、真空隔熱門和真空密封閥板的隔熱層設置在所述的真空容器內；真空隔熱室為臥式箱形結構，真空隔熱室的前端與真空隔熱門接觸，后端與真空密封閥板的隔熱層接觸;真空隔熱室設置有框架和保溫層;保溫層設置在框架的內側;在真空隔熱室的兩個側面上分別設置有I個以上的隔熱擋氣閥，在框架的兩個側面上分別設置有冷卻氣體通道，所述的隔熱擋氣閥封閉在冷卻氣體通道內；所述的加熱器設置在真空隔熱室的內壁上;所述的真空氣體冷卻系統設置有換熱器和真空風機;換熱器的出氣口與真空風機的吸氣口相連，換熱器的進氣口與真空爐體一側面上的接管相連，接管穿過真空爐體與真空隔熱室同一側的冷卻氣體通道相通;真空風機的排氣口與真空爐體另一側面上的接管相連，接管穿過真空爐體與真空隔熱室另一側的冷卻氣體通道相通;所述的真空爐體上還設置有抽真空接口，真空機組與抽真空接口相連。2.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的真空氣體冷卻系統設置有一個換熱器和兩個真空風機，兩個真空風機的吸氣口分別與換熱器的進氣口和出氣口相連，兩個真空風機的排氣口分別穿過真空爐體與真空隔熱室兩側的冷卻氣體通道相通。3.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的隔熱擋氣閥在真空隔熱室的每個側面上分別設置有2個。4.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的真空氣體冷卻系統在換熱器的進氣口和真空爐體一側面上的接管之間還設置有另一個真空風機，另一個真空風機的吸氣口與換熱器的進氣口相連，排氣口與真空爐體一側面上的接管相連，接管穿過真空爐體與真空隔熱室同一側的冷卻氣體通道相通。5.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的真空爐門上還設置有用于真空爐門開關的鉸鏈和用于真空爐門鎖緊的齒圈，在所述的真空爐門和真空爐體的前法蘭之間還設置有密封圈；真空隔熱門與真空爐門相連，與真空爐門一起開關。6.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的真空爐體上還設置有測溫熱電偶和加熱器電源引入電極，所述的測溫熱電偶有3個以上;所述的加熱器電源引入電極內通有冷卻水。7.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的真空密封閥板上通有冷卻水，在真空密封閥板和閥體之間設置有密封圈，真空密封閥板與氣動開閥壓緊機構通過鉸鏈連接，氣動開閥壓緊機構帶動真空密封閥板上下移動和壓緊密封圈。8.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的真空隔熱室為對稱的八邊形臥式箱體，上、下和兩個側面的邊長大于4個斜邊的邊長;真空隔熱室的框架外側焊接有筋板，筋板的高度小于200mm。9.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的保溫層的內側設置有鉬片，通過鉬桿將框架、保溫層和鉬片連接在一起;所述的保溫層的材質為陶瓷纖維和碳纖維一種以上。10.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的保溫層的材質為硬質碳氈。11.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的加熱器由前加熱器、后加熱器、上加熱器、下加熱器和2個側加熱器組成，前加熱器和后加熱器都為環形結構，分別設置在真空隔熱室的前端和后端，上加熱器、下加熱器和2個側加熱器分別設置在真空隔熱室的上側、下側和兩個側面;所述的加熱器材質為鉬或石墨。12.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的真空隔熱室的下面內側設置有爐床，爐床的下面連接有立柱;爐床的上部為均溫區，均溫區位于由上加熱器、下加熱器和2個側加熱器構成的空間內；被燒結或熱處理的工件放置在爐床上，置于均溫區內；所述的均溫區的寬度在400-1200mm范圍內，高度在400-1200mm范圍內，長度在800-3500mm范圍內；所述的均溫區的最高溫度在500-1400°C范圍內。13.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的閥體的另一端的法蘭與手套箱相連;所述的手套箱設置有手套箱箱體、送料車、傳動裝置、升降機構、出料門。14.根據權利要求1所述的一種真空燒結熱處理設備，其特征在于:所述的閥體的另一端的法蘭與另一個不帶隔熱層的插板閥門相連，插板閥門的另一端與一個移動箱相連，移動箱內設置有送料車、傳動裝置、升降機構;移動箱和插板閥門一起在導軌上移動。
【文檔編號】B22F3/10GK205614053SQ201620375936
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】孫寶玉, 陳曉東, 段永利
【申請人】沈陽中北真空技術有限公司