一种用于粉末冶金的放电等离子烧结系统技术方案

本发明专利技术涉及粉末冶金技术领域，且公开了一种用于粉末冶金的放电等离子烧结系统，包括底板，底板上设置有加载框架，加载框架上设置有烧结腔室，烧结腔室上设置有压模机构，压模机构用于将原料粉末定型；加载框架上对称设置有两个液压汽缸；烧结腔室上还设置有第一通孔，底板上设置有真空泵，真空泵上设置有第一管道，该用于粉末冶金的放电等离子烧结系统除了上电极和下电极产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热外，还通过两个液压汽缸向原料粉末施加额外压力，可以加快原料粉末的成型速度，再通过设置的终端模块、执行模块和测量模块组成控制系统实现烧结过程全程智能化作业。成控制系统实现烧结过程全程智能化作业。成控制系统实现烧结过程全程智能化作业。

【技术实现步骤摘要】
一种用于粉末冶金的放电等离子烧结系统


[0001]本专利技术涉及粉末冶金
，具体为一种用于粉末冶金的放电等离子烧结系统。

技术介绍

[0002]粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，均属于粉末烧结技术，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。而放电等离子烧结是一种先进的粉末冶金法，放电等离子烧结（简称SPS）工艺是将金属等粉末装入石墨等材质制成的模具内，利用上、下模冲及通电电极将特定烧结电源和压制压力施加于烧结粉末，经放电活化、热塑变形和冷却完成制取高性能材料的一种新的粉末冶金烧结技术。放电等离子烧结具有在加压过程中烧结的特点，脉冲电流产生的等离子体及烧结过程中的加压有利于降低粉末的烧结温度。同时低电压、高电流的特征，能使粉末快速烧结致密。
[0003]现有的放电等离子烧结技术是通过脉冲电流对原料粉末进行加热和加压，其所提供的压力不足，导致粉末成型的速度较慢，并且缺乏一套智能化的控制系统来实现烧结过程全程智能化作业。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种用于粉末冶金的放电等离子烧结系统，具备结合液压和放电压力加快粉末成型速度，并兼具智能化控制系统的有益效果，解决了上述
技术介绍
中所提到的通过脉冲电流对原料粉末进行加热和加压，其所提供的压力不足，导致粉末成型的速度较慢，并且缺乏一套智能化的控制系统来实现烧结过程全程智能化作业的问题。
[0005]本专利技术提供如下技术方案：一种用于粉末冶金的放电等离子烧结装置，包括底板，所述底板上设置有加载框架，所述加载框架上设置有烧结腔室，所述烧结腔室上设置有压模机构，所述压模机构用于将原料粉末定型；所述加载框架上对称设置有两个液压汽缸，且两个所述液压汽缸均滑动设置于所述烧结腔室内，两个所述液压汽缸上分别设置有上电极和下电极，且所述上电极和所述下电极对称设置于所述烧结腔室内；所述烧结腔室上还设置有第一通孔，所述底板上设置有真空泵，所述真空泵上设置有第一管道，且所述真空泵通过所述第一管道与所述第一通孔连接。
[0006]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的一种可选方案，其中：所述压模机构包括设置于所述烧结腔室内的模具，所述模具内滑动设置有两个冲压头，且两个所述冲压头对称设置于所述模具内，两个所述冲压头上均设置有垫片。
[0007]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的一种可选方案，其中：所
述模具上对称开设有两个限位槽，两个所述冲压头上均设置有限位块，且两个所述限位块分别滑动设置于两个所述限位槽内。
[0008]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的一种可选方案，其中：所述烧结腔室上通过铰轴活动铰接有门板，所述门板上设置有电磁开关。
[0009]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的一种可选方案，其中：所述烧结腔室上还设置有第二通孔，所述底板上设置有惰性气体输入泵，所述惰性气体输入泵上设置有第二管道，且所述惰性气体输入泵通过所述第二管道与所述第二通孔连接。
[0010]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的一种可选方案，其中：所述底板上设置有电源和电控柜，所述电控柜上设置有操作面板。
[0011]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的控制系统的一种可选方案，其中：终端模块、执行模块和测量模块，所述终端模块、所述执行模块和所述测量模块对应的各线程分别为架构主线程、指令执行线程和信息采集传输线程，且三个线程之间为并行运行；所述终端模块包括设置单元和指令生成单元，所述设置单元与所述操作面板连接用于接收操作指令，所述指令生成单元用于将操作指令转化为相应的执行指令，并将所生成的执行指令传输至执行模块；所述执行模块包括真空控制单元、直流脉冲控制单元、液压控制单元和烧结保护单元，所述真空控制单元与所述电磁开关连接用于控制其运行以关闭所述门板，所述真空控制单元与所述真空泵连接用于控制其运行以在所述烧结腔室内部形成真空环境，所述直流脉冲控制单元与所述上电极和所述下电极均连接用于控制其运行以产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用对原料粉末进行烧结，所述液压控制单元与两个所述液压汽缸均连接用于控制其运行以对原料粉末施加额外的压力辅助烧结，所述烧结保护单元与所述惰性气体输入泵连接用于控制其运行以向所述烧结腔室内充入惰性气体防止烧结物发生氧化；所述测量模块用于实时监测所述烧结腔室内的烧结过程并将所测数据传输至终端模块。
[0012]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的控制系统的一种可选方案，其中：所述测量模块包括位移测量单元和温度测量单元，所述位移测量单元用于测量两个所述冲压头的位移距离以判断原料粉末的烧结进程，所述温度测量单元用于测量原料粉末的温度以判断原料粉末的烧结进程。
[0013]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的控制系统的一种可选方案，其中：所述执行模块还包括水冷单元，所述水冷单元用于在烧结完成后对所述烧结腔室进行快速降温，使得烧结物成型。
[0014]作为本专利技术所述用于粉末冶金的放电等离子烧结装置的控制系统的一种可选方案，其中：所述终端模块还包括安全控制单元，所述安全控制单元用于监测烧结装置的运行状态并执行安全保护策略。
[0015]本专利技术具备以下有益效果：1、该用于粉末冶金的放电等离子烧结系统，通过压模机构将原料粉末压模后，除了上电极和下电极产生放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用外，还通过两
个液压汽缸向原料粉末施加额外压力，可以加快原料粉末的成型速度，再通过设置的终端模块、执行模块和测量模块组成控制系统实现烧结过程全程智能化作业。
[0016]2、该用于粉末冶金的放电等离子烧结系统，发生烧结的场所烧结腔室的开合由电磁开关和门板进行控制，相比传统的人工关合的门可以产生更强的闭合力，使得密封性更好，又在压模机构内设置有起到限位作用的两个限位块和限位槽，使得原料粉末所受压力的释放更加均匀稳定。
[0017]3、该用于粉末冶金的放电等离子烧结系统，在终端模块内还设置有安全控制单元，由测量模块所传输的位移数据和温度数据以及各部件的运行情况会汇总到安全控制单元进行实时监测，当运行出现异常偏离阈值时，安全控制单元会发出预警，及时切断电源对各部件的供电，保障安全。
附图说明
[0018]图1为本专利技术第一整体结构示意图。
[0019]图2为本专利技术第二整体结构示意图。
[0020]图3为本专利技术爆炸结构示意图。
[0021]图4为图3中A处的局部放大图。
[0022]图5为本专利技术系统结构示意图。
[0023]图中：1、底板；2、加载框架；3、烧结腔室；301、第一通孔；302、第二通孔；303、门板；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于粉末冶金的放电等离子烧结装置，包括底板（1），其特征在于：所述底板（1）上设置有加载框架（2），所述加载框架（2）上设置有烧结腔室（3），所述烧结腔室（3）上设置有压模机构（4），所述压模机构（4）用于将原料粉末定型；所述加载框架（2）上对称设置有两个液压汽缸（502），且两个所述液压汽缸（502）均滑动设置于所述烧结腔室（3）内，两个所述液压汽缸（502）上分别设置有上电极（5）和下电极（501），且所述上电极（5）和所述下电极（501）对称设置于所述烧结腔室（3）内；所述烧结腔室（3）上还设置有第一通孔（301），所述底板（1）上设置有真空泵（6），所述真空泵（6）上设置有第一管道（601），且所述真空泵（6）通过所述第一管道（601）与所述第一通孔（301）连接。2.根据权利要求1所述的用于粉末冶金的放电等离子烧结装置，其特征在于：所述压模机构（4）包括设置于所述烧结腔室（3）内的模具（401），所述模具（401）内滑动设置有两个冲压头（402），且两个所述冲压头（402）对称设置于所述模具（401）内，两个所述冲压头（402）上均设置有垫片（403）。3.根据权利要求2所述的用于粉末冶金的放电等离子烧结装置，其特征在于：所述模具（401）上对称开设有两个限位槽（405），两个所述冲压头（402）上均设置有限位块（404），且两个所述限位块（404）分别滑动设置于两个所述限位槽（405）内。4.根据权利要求3所述的用于粉末冶金的放电等离子烧结装置，其特征在于：所述烧结腔室（3）上通过铰轴活动铰接有门板（303），所述门板（303）上设置有电磁开关（304）。5.根据权利要求4所述的用于粉末冶金的放电等离子烧结装置，其特征在于：所述烧结腔室（3）上还设置有第二通孔（302），所述底板（1）上设置有惰性气体输入泵（7），所述惰性气体输入泵（7）上设置有第二管道（701），且所述惰性气体输入泵（7）通过所述第二管道（701）与所述第二通孔（302）连接。6.根据权利要求5所述的用于粉末冶金的放电等离子烧结装置，其特征在于：所述底板（1）上设置有电源（8）和电控柜（9），所述电控柜（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚国强，
申请(专利权)人：宁波新睦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：