金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉，公开了一种金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置，包括操作界面和前端设置在炉体内的热电偶，还包括PID控制器、变频器和设置在炉体内的冷却风机，操作界面、热电偶均与PID控制器的输入端连接，PID控制器的输出端与变频器的控制端连接，变频器的输出端与冷却风机连接。本实用新型专利技术减少了整个冷却工艺的冷却时间、提高工作效率，且整个冷却过程中对冷却速度的控制保证了产品的性能基本上没有受到任何影响；而且设置的冷却器，使急速冷却的降温曲线斜率更陡，可设定可控冷却的区间范围更大，冷却器的增加使急速冷却时的冷却速度比原设计要快很多，大大提高了生产效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Controllable cooling device of metal powder injection molding vacuum debinding sintering furnace

The utility model relates to a vacuum degreasing sintering furnace of metal powder injection molding, discloses a controllable cooling device of vacuum degreasing sintering furnace for metal powder injection molding, including the interface and the front end is arranged in the furnace body of the thermocouple, including PID controller, frequency converter and cooling fan is arranged in the furnace body, operation interface, thermocouples are connected PID and the input end of the controller, the control output PID controller and inverter connected inverter, the output end is connected with the cooling fan. The utility model reduces the cooling time and the cooling process to improve work efficiency, to control the cooling speed and the cooling process to ensure the performance of the product is basically not affected; and set the cooler, make rapid cooling of cooling curve steeper slope, the range can be set more controllable cooling cooler. With the increase of fast cooling when much faster than the original design, greatly improving the efficiency of production.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉，尤其涉及了一种金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置。
技术介绍
产品在金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉中，经脱脂、烧结后进入冷却工艺。冷却分自然冷却、强制冷却和封入冷却。自然冷却和封入冷却不启动风机。自然冷却是进入冷却工艺后，加热停止，让产品自然冷却下来，没有任何气流经过；封入冷却是进入冷却工艺后，加热停止，充入一定压力的保护气体，让产品在一定压力的气氛中慢慢冷却下来。这两种冷却方式的冷却速度很慢，导致生产效率低。客户为了生产效率，通常会选择强制冷却。强制冷却是进入冷却工艺后，炉体内压力达到风机启动压力，风机启动，炉体内产生定向气流循环，如图1所示，其为强制冷却时的定向气流循环图，图中箭头表示气体的流向。炉体1上设有夹套4，炉体1内还设有隔热材筒2和发热体3，夹套4与隔热材筒2间的通道为气流通道5，烧结炉上的料箱6置于炉体1中部，烧结炉前后两边均设有隔热材门7，隔热材筒2两边靠近隔热材门7的地方设有挡风罩15，在进入冷却工艺后，隔热材门7均为打开，冷却风机14启动形成风量，气流从叶轮9两边排出流经气流通道5，再进入设置有料箱6的炉体1内部，再由叶轮9中间吸入，叶轮9为轴流叶轮，它能使气流由叶轮9中间吸入再从叶轮9两边排出。夹套4内通有循环冷却水，其可把气流经过气流通道5时留在炉体1内壁上的热量带走。强制冷却也称急速冷却，一旦启动冷却风机14，其转速是不变的。烧结工艺结束后，产品12温度降到冷却开始温度。冷却开始温度一般设定在≤1200℃，但是如果冷却开始温度设定太高，在实施强制冷却时，其冷却速度太快，对产品12性能参数等都会有影响，如变形，开裂，尺寸偏差，硬度影响等问题，另外对陶瓷板11会造成开裂影响。如图3所示，料箱6内设有料板10，料板10上设有陶瓷板11，产品12放置在陶瓷板11上，陶瓷板11的作用是防止高温时产品12与料板10粘在一起。如果从高温（例：1200℃）就开始强制冷却，其冷却速度太快，会使陶瓷板11开裂。所以需要将产品12温度降至比较低的温度（例：600℃～900℃）后再开始强制冷却。但是从较高的温度降到开始实施强制冷却而不会影响产品12性能和陶瓷板11开裂情况的温度所用的时间很长。例如在炉型VM48/48/200烧结炉上烧结完成后，产品12温度从1200℃降到900℃，自然冷却所用的时间是105min，而强制冷却所用的时间是30min，自然冷却比强制冷却的所用时间要多75min。对于客户而言，冷却速度越快，生产效率越高，但前提是必须保证对产品和陶瓷板无影响。另外，从高温直接开始强制冷却对产品的硬度也有影响，例：沉淀型马氏体不锈钢17-4PH，在金属粉末注射成形行业内，不锈钢17-4PH开始强制冷却的温度一般设定为600℃左右，因为从高温（例1000℃）就开始直接强制冷却会使不锈钢17-4PH的硬度提高。在炉型为VM48/48/200的烧结炉上测量的在不同温度下开始强制冷却后对17-4PH硬度的影响情况见表1。表1：设定不同温度下开始强制冷却后测得17-4PH的HV硬度开始强制冷却(℃)HV硬度6002007002258002609003051000360像手机上用的SIM卡的卡托，因为形体比较薄，如果用不锈钢17-4PH材料制作，在金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉上烧结过后，烧结过后的产品会有变形，要用液压压机整形。如果产品硬度太高，整形时会变得更困难，因此要求冷却后产品的HV硬度≤260。所以烧结这种不锈钢17-4PH材料制作的产品一般将开始强制冷却的温度设定在600℃～800℃。但从烧结温度自然冷却到可实施强制冷却而对产品无影响的温度的时间太长，这会造成生产效率低下。
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种可减少冷却时间、提高工作效率而又不影响产品性能的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置。为了解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案得以解决：金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置，包括操作界面和前端设置在炉体内的热电偶,还包括PID控制器、变频器和设置在炉体内的冷却风机，操作界面、热电偶均与PID控制器的输入端连接，PID控制器的输出端与变频器的控制端连接，变频器的输出端与冷却风机连接,连接方式采用线缆数据连接或通讯方式连接。作为优选，冷却风机前方设有冷却器，冷却器包括盘绕的铜管，铜管上均匀分布有多层铜翅片。铜管内通有循环冷却水，其可把经过设置有料箱的烧结炉炉体内部的较热的气流热量带走，使炉体内温度快速冷却下来。本技术利用变频器与PID控制器，对冷却风机的转速进行控制，实现无级可控变速，解决了从冷却开始温度降到可开始实施强制冷却而又对产品无影响温度冷却速度不可过快，而自然冷却又太慢的缺陷；其减少了整个冷却工艺的冷却时间、提高工作效率，且整个冷却过程中对冷却速度的控制保证了产品的性能基本上没有受到任何影响；而且设置的冷却器，使强制冷却的降温曲线斜率更陡，可设定可控冷却的区间范围更大，冷却器的增加使急速冷却时的冷却速度比原设计要快很多，大大提高了生产效率。附图说明图1是现有技术的强制冷却时定向气流循环图。图2是热电偶的设置图。图3是料箱内部结构图。图4是本技术的冷却时定向气流循环图。图5是本技术的原理框图。图6是设定三个温度区间的降温曲线图。图7是可控冷却下和自然冷却下的温度分别从1200℃降到600℃所用时间的实际降温曲线图。图8是可实施可控冷却方法的区间范围图。附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—炉体、2—隔热材筒、3—发热体、4—夹套、5—气流通道、6—料箱、7—隔热材门、8—冷却器、9—叶轮、10—料板、11—陶瓷板、12—产品、13—热电偶、14—冷却风机、15—挡风罩、16—冷却器进水管、17—冷却器出水管。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术作进一步详细描述。实施例1金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置，如图2、图4和图5所示，包括操作界面和前端设置在炉体1内的热电偶13,还包括PID控制器、变频器和设置在炉体1内的冷却风机14，操作界面、热电偶13均与PID控制器的输入端连接，PID控制器的输出端与变频器的控制端连接，变频器的输出端与冷却...

【技术保护点】
金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置，包括操作界面和前端设置在炉体（1）内的热电偶（13）,其特征在于：还包括PID控制器、变频器和设置在炉体（1）内的冷却风机（14），操作界面、热电偶（13）均与PID控制器的输入端连接，PID控制器的输出端与变频器的控制端连接，变频器的输出端与冷却风机（14）连接。

【技术特征摘要】
1.金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的可控冷却装置，包括操作界面和前端设
置在炉体（1）内的热电偶（13）,其特征在于：还包括PID控制器、变频器和
设置在炉体（1）内的冷却风机（14），操作界面、热电偶（13）均与PID控制
器的输入端连接，PID控制器的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，徐文立，胡芳，
申请(专利权)人：宁波恒普真空技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33