專利名稱：雙體可控氣氛燒結壓爐的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種金剛石工具保護氣氛燒結壓爐。
背景技術：
可控氣氛燒結壓爐的功能就是在氫氣、氨分解氣或氮氣等保護氣氛中對金屬結合 劑金剛石制品高溫燒結的同時進行壓制。該生產工藝在冷卻環節中可配備冷卻壓爐，在保 護氣氛中加壓冷卻，較自然冷卻時間短，減小變形。目前，國外制造可控氣氛燒結壓爐的企 業主要是韓國DIEX公司，國內研制可控氣氛燒結壓爐的企業多為對韓國DIEX公司的仿照， 目前均為將燒結爐(熱爐)和冷卻爐(冷爐)分別置于四柱下壓式油壓機上梁之下，上梁下 面固定一壓頭伸入爐中稱為上壓頭，油壓機油缸與有導向的工件平臺連接，該平臺具有爐 口密封結構，稱為下壓頭，油缸從下向上將工件送入爐內，使工件接觸上壓頭對工件加壓。 冷熱爐均具有對流動氣體的密封功能，實現在加壓和保護氣條件下的燒結和冷卻。目前在 國內使用的具有燒結爐和冷卻爐的雙體可控氣氛燒結壓爐僅有DIEX公司和鄭州金海威科 技實業有限公司產品，主要存在以下問題 1.從熱爐向冷爐傳送工件為手動推車輸送，人員受高溫烘烤，安全受到威脅； 2.為縮短熱爐工件向冷爐傳送距離，冷熱兩爐口工件進入的爐口密封形式均采用 放置工件的工作臺端面或外圓徑向密封結構，其加工要求高，密封面受高溫影響易損壞。另 外，遇到氫氣爆炸等意外發生時，會造成爐體或密封部件損壞； 3.熱爐爐蓋密封多采用橡膠密封，長期工作可靠性差； 4.燒結爐內未做氣密保護，保護氣氛可進入保溫層。因為保護氣氛多為氨分解氣 (其中氫氣75%以上)或純氫氣，而棉中空氣不易排凈，給使用帶來一定的不安全性； 5.燒結爐為無膽燒結，發熱體(通常為金屬爐絲)與被燒結工件同室，對于燒結過 程中煙霧大或低熔點金屬含量多的工件，極易對給爐絲和其支撐件造成污染，發生短路斷 爐絲事故； 6.冷卻爐僅有夾層冷卻水套，上下壓頭沒有冷卻水，使得冷卻時間長，易造成燒結 和冷卻時間長短不匹配。 韓國DIEX公司和國內金海威公司生產雙體爐，為冷熱爐口徑向動密封結構，其爐 口密封為徑向密封圈密封，工件被燒結壓縮時，密封圈在爐口內有一定的滑動量，形成爐口 動密封。密封圈直接受爐火烘烤易損壞，爐口材料和加工精度要求高；端面密封板受爐火烘 烤易損壞，爐底面加工精度要求高，工件被燒結壓縮時，由彈簧補償工件壓縮量，行程有限， 限制了裝料高度，影響產量。此兩種密封形式要求加工精度高且密封面受高溫影響易損壞。 另外，遇到氫氣爆炸等意外發生時，會造成爐體或密封部件損壞。
實用新型內容本實用新型分別解決了對保護氣密封和輸送、冷熱爐間工件傳送、提高熱爐使用
安全性和使用壽命以及提高冷卻爐冷卻效率幾方面的問題，提供一種雙體可控氣氛燒結壓爐。
為了解決以上技術問題采用以下方案包括油壓機，燒結爐和冷卻爐分別安裝在 油壓機上梁和下梁之間，燒結爐和冷卻爐下方分別設置壓機油缸I和壓機油缸II，壓機油 缸I和壓機油缸II的油缸活塞桿上分別設有下壓頭I和下壓頭II，下壓頭I和下壓頭II 上分別設置導向桿，下壓頭I上設置有密封砂盤I，下壓頭II上設置有密封砂盤II。
所述下壓頭I的側面設有推進油缸。
所述下壓頭I和下壓頭II上端面分別安置環形進氣管I和環形進氣管II。 所述燒結爐內設置有內膽，內膽上端設有砂盤，砂盤中的細砂埋沒上爐口。 所述燒結爐側壁設有排氣管，排氣管從內到外分別穿過內膽和保溫棉。 所述的冷卻爐的上壓頭II和下壓頭II分別為水冷結構的壓頭。 本實用新型將砂封結構大膽用于雙體爐，在保證密封要求的條件下減小和簡化砂 盤結構，大膽實踐，既實現了冷熱爐口制做簡單、實用可靠的密封，又確保了工件的安全平 穩傳送。采用砂盤結構在高溫下密封流動的氫氣、氨分解氣或氮氣，可克服其它密封材料不 耐高溫、加工制造復雜的弱點。由于工件在燒結壓制過程中產生壓縮量，砂盤密封結構可實 現密封狀態下伸縮范圍靈活調整，易實現大壓縮量動密封。另外砂盤密封結構具有一定的 隔熱保溫作用。被燒結工件從熱爐出爐時溫度在800 °C左右，采用液壓缸推動，運動平穩，結 構緊湊，操作安全。圍繞下壓頭設計的環形多孔進氣管，圍繞工件提供保護氣均勻可靠，使 用氫氣或氨分解氣作為保護氣時，在被燒結工件從熱爐出爐時，噴射出的氫氣遇氧氣在高 溫工件的烘烤下自然燃燒，在工件周圍形成火幕，可減少工件氧化。在工件與發熱體之間設 計固定于爐內的氣密爐膽，可有效防止"多煙"工件對發熱體的污染，大大提高其使用壽命。 增加內膽在連續燒結情況下，對每爐燒結效率略有影響，約增加總時間的15%，但相比頻繁 損壞發熱體而不能使用來說，利大于弊。另外，對于燒結污染小的工件，內膽拆除方便。為冷 卻爐設計水冷卻上下壓頭，大大縮短冷卻時間，為燒結、冷卻同時間、同步完成提供了保證， 實現雙體爐無等待連續生產。
圖1為本實用新型的結構示意圖； 圖2為本實用新型使用時的結構示意圖。
具體實施方式如圖所示， 一種雙體可控氣氛燒結壓爐，包括油壓機，燒結爐8和冷卻爐12分別安 裝在油壓機上梁10和下梁1之間，燒結爐內設置有可從下端拆卸的內膽25，內膽上端設有 砂盤，砂盤中的細砂27埋沒上爐口 28，使工件與爐內發熱體23、擱磚24和保溫棉26隔離， 燒結爐側壁設有排氣管22，排氣管22從內到外分別穿過內膽和保溫棉26，燒結爐和冷卻爐 下方分別設置壓機油缸I2和壓機油缸I1 18，壓機油缸I和壓機油缸I1的油缸活塞桿上分 別設有下壓頭I 4和下壓頭I1 16，下壓頭I和下壓頭II上分別設置導向桿，下壓頭I上 設置有密封砂盤13，下壓頭II上設置有密封砂盤II 17，下壓頭I和下壓頭II上端面分別 安置環形進氣管I 5和環形進氣管I1 15。所述下壓頭I的側面設有推進油缸6，推進油缸 的運動方向和工件從下壓頭I到下壓頭II的運動方向一致。冷卻爐的上壓頭II和下壓頭II分別為水冷結構的壓頭。 工作過程，由叉車或油缸等傳送裝置將待燒結工件7放在熱爐下壓頭14上，工件4 由壓機油缸I上升被送入燒結爐，接觸上壓頭19后按設定燒結壓制工藝自動運行。此時， 下壓頭I砂盤3中的細砂20埋沒爐口 21使爐內外隔絕，環形進氣管I 5向爐內通入保護 氣。排氣管22使保護氣氛在爐內流動，帶出空氣和煙氣。工件熱壓燒結出爐后，環形進氣 管I 5流出的可燃氣體會遇空氣在火紅的工件烘烤下自燃，形成火幕，減少了工件氧化。推 進油缸6將工件推至冷卻爐下壓頭I1 16上，該下壓頭II上端面安置的環形進氣管n 15 同樣自燃形成保護。冷卻爐下壓頭II通冷卻水。工件由壓機油缸II上升被送入冷卻爐12 至接觸通冷卻水的上壓頭II ll，升至設定壓力降溫冷卻。冷卻后工件出爐時由叉車14托 住并人工從爐下拉出。
權利要求一種雙體可控氣氛燒結壓爐，包括油壓機，燒結爐(8)和冷卻爐(12)分別安裝在油壓機上梁(10)和下梁(1)之間，燒結爐和冷卻爐下方分別設置壓機油缸I(2)和壓機油缸II(18)，壓機油缸I和壓機油缸II的油缸活塞桿上分別設有下壓頭I(4)和下壓頭II(16)，下壓頭I和下壓頭II上分別設置導向桿，其特征是下壓頭I上設置有孀 封砂盤I(3)，下壓頭II上設置有密封砂盤II(17)。
2. 根據權利要求1所述的雙體可控氣氛燒結壓爐，其特征是所述下壓頭I的側面設 有推進油缸。
3. 根據權利要求1所述的雙體可控氣氛燒結壓爐，其特征是所述下壓頭I和下壓頭 II上端面分別安置環形進氣管I (5)和環形進氣管II (15)。
4. 根據權利要求1所述的雙體可控氣氛燒結壓爐，其特征是所述燒結爐內設置有內膽(25)，內膽上端設有砂盤，砂盤中的細砂(27)埋沒上爐口 (28)。
5. 根據權利要求1所述的雙體可控氣氛燒結壓爐，其特征是燒結爐側壁設有排氣管 (22)，排氣管(22)從內到外分別穿過內膽和保溫棉(26)。
6. 根據權利要求1所述的雙體可控氣氛燒結壓爐，其特征是所述的冷卻爐的上壓頭 II和下壓頭II分別為水冷結構的壓頭。
專利摘要本實用新型提供一種雙體可控氣氛燒結壓爐，包括油壓機，燒結爐和冷卻爐分別安裝在油壓機上梁和下梁之間，燒結爐和冷卻爐下方分別設置壓機油缸I和壓機油缸II，壓機油缸I和壓機油缸II的油缸活塞桿上分別設有下壓頭I和下壓頭II，下壓頭I和下壓頭II上分別設置導向桿，下壓頭I上設置有密封砂盤I，下壓頭II上設置有密封砂盤II。本實用新型將砂封結構大膽用于雙體爐，在保證密封要求的條件下減小和簡化砂盤結構，大膽實踐，既實現了冷熱爐口制做簡單、實用可靠的密封，又確保了工件的安全平穩傳送。
文檔編號B30B1/32GK201532099SQ20092025829
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者潘薇, 王孝琪 申請人:鄭州磨料磨具磨削研究所;鄭州三磨超硬材料有限公司