竖式加压连续烧结炉制造技术

一种竖井式加压连续烧结炉设备及其生产方法，利用压力传递盘和工件在其自重的逐渐增压和外力施压的条件下，依次通过由低温到高温、再冷却的炉膛来实现加压烧结和冷却。本发明专利技术较好地克服现有钟罩炉和井式炉的缺陷，可任意选择最佳烧结压力、温度、保温时间和冷却速度等工艺参数，提高工件的物理——机械性能，生产效率高、耗能少、机械化程度高，改善了操作工人的劳动条件。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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及其工艺方法，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及其生产工艺的
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法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，也同样存在着与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。本专利技术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-。本专利技术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，也是与专利技术专利申请CN88103144.5配套使用的专用烧结设备。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专利技术，其特点是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。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的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。本专利技术是一种竖井式贯通炉，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。用本专利技术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。本专利技术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，本专利技术是一种多用途的、性能比较理想的连续加压烧结的设备。本专利技术的附图有三个，下面结合附图具体阐述之。附图说明图1是本专利技术设备总成简图。图2是托臂油缸部件的结构简图。图3是压力传递盘另件图。图1表明了本专利技术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项油缸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。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。上料和下料装置可采用传统的链式传送机构适当改装而成。图2是托臂油缸部件的侧视与俯视图。在同一个水平位置上均匀对称布置了两组各4个径向动作的托臂油缸。每组为4个呈十字交叉式安装和动作。图示位置为托臂油缸Ⅰ组10的四个托臂11处于向心位置，支托住位于中心的压力传递盘8的外圈部位。托臂油缸Ⅱ组12的四个托臂13都处于离心位置，没有起垫托作用。图3表明压力传递盘是个园盘状的钢制件，其园周边上有四个互相垂直的凹入园弧缺口，缺口的大小应不小于托臂油缸的托臂端部伸入到传递盘下侧的面积。本专利技术的工作过程是这样的首先是在开炉运行(工作)前，把工件和支承盘由下而上地逐个摞放至炉顶。这时，操作工人打开炉子下端侧门，在上顶油缸柱塞的端部放上第一个压力传递盘，并注意使该盘的园弧形缺口处于与托臂Ⅱ组相对应的位置，再在盘上摆放一个与上、下料装置中的机械手臂等高的金属垫块，以便使机械手往上装卸工件时有个回旋的空间。这时，启动上顶油缸动作，使柱塞向上运动到达终点时，托臂油缸Ⅰ组也随着动作，托臂Ⅰ组的四个托臂同时从四个方向朝中心运动，到达其终点时，四个托臂应处于第一个支承盘下面准备支承工件。然后，启动上顶油缸的下行开关，柱塞向下动作并回到起始位置，而由托臂Ⅰ组支承压力传递盘与其上的工件。接着，再把第二个压力传递盘置放于上顶油缸的柱塞端部，注意使其园弧缺口与托臂Ⅰ组的相应位置对齐。同样在盘上摆放金属垫块后，按动上顶油缸的上行开关，柱塞向上运动，直至托住第一个支承盘的底部又一起向上运动到终点。这时托臂Ⅱ组的四个油缸启动，Ⅱ组的四个托臂向中心运动到终点。于是，上顶油缸的柱塞再启动往下运动，而此时，托臂Ⅱ组已托垫住最下端的支承盘(按送入顺序是第二个)，在上顶柱塞向下运动的同时，托臂Ⅰ组油缸则使其托臂向外运动，回到起始状态。依次重复循环上述过程，到压力传递盘和工件自下而上摞满整个炉膛为止，这时关闭炉门，可以开炉了。正式运行时，由炉顶的上料装置的机械手推送摞放了烧结工件的压力传递盘，把它置放在炉膛内最上层的一个同样摞放有烧结工件的压力传递盘之上。这时需注意这两个支承盘的缺口园弧应该互相错开45°，以便托臂Ⅰ组和Ⅱ组能交替工作。其他过程有如开炉准备的逆过程而逐步进行当上顶油缸柱塞上升顶住最底下的压力传递盘之后，已托住最底下的支承盘的托臂Ⅰ组的四个托臂就向外运动撤离支承，由上顶油缸柱塞承受全部烧结工件和支承盘的重量缓缓下行。此时，托臂Ⅱ组的四个托臂应作向心运动，等待向下缓行的最后第二个压力传递盘到位后就托垫支承上面全部工件，而上顶油缸继续下行，直到把柱塞上面的最后一个压力传递盘及其上工件置放于出料装置的传送链条上，由链条向外传送，将烧结工件运出炉口之外。在工件上料和出料过程中，逐步自上而下通过炉膛的加热和冷却装置，并且，加压装置的柱塞也向下对工件施加压力。这样，就完成了一个进料、烧结、加压、冷却和出料的全过程。整个生产过程的步骤就是如此重复循环地进行着。权利要求1.一种竖式加压连续烧结炉，由炉顶的加压装置、上料装置，炉体中部的加热装置、冷却装置以及炉体底部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竖式加压连续烧结炉，由炉顶的加压装置、上料装置，炉体中部的加热装置、冷却装置以及炉体底部的托顶装置、出料装置等部件组成，其特征是炉体呈竖井贯通型，其顶部是柱塞垂直向下施力的加压油缸，侧面为链式上料机构，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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长安，张文阁，
申请(专利权)人：胡长安，张文阁，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]