一种真空热压机的制作方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:一种真空热压机的制作方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域的一种热加工机械,尤其涉及一种真空热压机。
背景技术
无机非金属陶瓷或金属制品的成形技术公知有多种工艺方法,这些方法尤其包 括,模压成型、注射成型、挤压成型及冲压成型方法。通常利用热压机成型工艺对制 造高致密度高取向制品有很好的效果。另外,对于一些金属或无机非金属粉末,在真 空下进行热压能够避免氧化,从而提高制品的性能。
现有真空热压机的整体设主要由加热源、真空系统和液压系统构成,三部分间采 用法兰及密封圈连接。真空系统通常由炉腔、机械泵、罗茨泵和扩散泵构成,采用扩 散泵时,真空度通常能达到10-2Pa或更低;液压系统通过液压油驱动油缸的活塞带动 上压头和/或下压头运动,使粉料在上、下压头之间压制成型;加热源可以采用直流、 交流或涡流加热的方式,其为常规真空热压机结构。如一专利号为ZL92222401.3(公告 号为CN2133438Y)的中国实用新型专利《真空下粉末成型压机》披露了这样一种成型 压机,它是在由支柱连接在其上装有液压顶头的上、下压板所构成的压机中设有内置 模具的真空室的基础上将内置压头的波纹管装于真空室的上侧,并将内、外部分别套 装粉料接送器、磁力轴控制器和开有真空抽气口、接料口的磁力轴套装于真空室的侧 面。它可在真空条件下将具有清洁表面的超微粒子粉料收集并加压直接成型为具有清 洁界面的粉末成型产品。
这种真空热压机存在的不足之处是从常压下达到高真空度的时候,往往需要较 长的时间,并且在炉腔内容积大的情况下,需要时间更长。另外,真空热压机通常只 能一次压制单件产品,即使采用转盘轮压制方式, 一次也只能压有限数量的产品,最 后必须打开炉门取出产品,重新装载坯料,然后关炉门抽真空,加热并压制,如此循 环。这两个缺点很大程度上限制了真空热压的连续工作能力,降低生产效率。
当然,也可以采用诸如将整个热压机全封闭地包裹在大的真空系统中,但这样对 大批量快速生产来说,设备造价和运行费用就非常昂贵,而且给维修带来很大的麻 烦。另外,申请号为CN92103558.6(公告号为CN1066744Y)的中国实用新型专利《在开 式压机中热压磁体》披露了这样一种方法,仅在压模壁上使用固体润滑剂,并在常温 下将含稀土元素的合金粉末压成压坯体。然后使用加热的压模在氩气的保护下在开式 压机中将这种压坯体热压成型。该方法虽然加快了运行效率,但对于高比表面积、氧化速度更快的微米甚至纳米粉体,这种仅靠惰性气体排除空气的方法就不太适合。 因此现有真空热压机还可作进一步改进。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种可以能够连续生 产的真空热压机。该真空热压机具有抽真空的时间损失少,生产加工连续性好的优 点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种真空热压机,包括有开有观 察窗的主工作室,主工作室内设有抽真空系统、加热源、液压成型系统;其特征在 于还包括有体积小于主工作室的过渡舱和手套箱,所述的过渡舱和手套箱分别与主 工作室连通,且都装有压力表;所述的过渡舱具有一从外部开启的外舱盖,及连通主 工作室的可从主工作室内开启的过渡舱盖,在过渡舱和主工作室之间设有一连通该两 部分的通气阀,过渡舱上还设有连通过渡舱与外界的阀;所述的手套箱前端至少开有 一其上装有手套的开口,在手套箱里侧具有连通主工作室的可从手套箱内部开启的密 封门,手套箱至少设有一和外界相通的通气阀及一放气阀。
为便于操作,上述的开口有二个。这样可使用双手来取放坯料及进行热压工作。
为便于操作,上述的手套的长度以可以达到主工作室及过渡舱大部分为准。这样 开过渡舱中的过渡舱盖及取放坯料分别,开过渡舱盖时无需其它辅助工具便可实现。
上述的观察窗及手套箱设置在主工作室的前部,所述的过渡舱设置在主工作室的 侧部。将观察窗和手套箱设置在同一侧,便于通过观察窗察看手套箱在主工作室内的 操作状况,而将过渡舱设置在手套箱的侧部,使过渡舱与手套箱邻近,便于通过手套 箱对过渡舱的操作。
为便于关闭或开启外舱盖、过渡舱盖、密封门,上述的外舱盖的外端面上设有外 把手,所述的过渡舱盖上设有内把手,内把手位于主工作室内,所述的密封门上设有 把手,该把手位于手套箱内。
与现有技术相比,本发明的优点在于该真空热压机添加了过渡舱及手套箱装 置,由于添加了过渡舱作为中转,放置坯料及取出热压后的制品,而且通过气密性高 的手套箱进行取放坯料及压制操作,不需要每次都打开主工作室的炉门,也无需每压 制一次便对主工作室进行一次抽真空工作,减少了等待时间,使得整个热压设备系统 的连续工作能力大大提高,适合大批量工业化生产。


图l为本实施例用于说明热压机的主工作室、过渡舱和手套箱三者的相对位置关系 的正面示意图;图2为本实施例用于说明热压机的主工作室、过渡舱和手套箱三者的相对位置关系 的侧视图3为本实施例用于说明过渡舱的结构及其与主工作室的连接示意图; 图4为本实施例用于说明手套箱的结构及其与主工作室的连接示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 如图1 4所示,为本发明的一个优选实施例。
一种真空热压机,包括有开有观察窗ll的主工作室l,主工作室l内设有抽真空系 统、加热源、液压成型系统,热压机系统中的充气调节压力,采用的气源为普纯(99. 9%)或高纯氮气(99.99%)、氩气、氦气或者这三种中至少两种的混合气体。所述的 观察窗ll设置在主工作室l的前面板上,主工作室l内的各种设备及其连接方式均为现 有技术,在这不再展开详细阐述。
还包括有体积小于主工作室的高气密性的过渡舱2和手套箱3,原则上气密性越高 越好,其中,手套箱3设置在主工作室1的前面板,所述的过渡舱2设置在土工作室1的 侧部,所述的过渡舱2和手套箱3分别与主工作室1连通,且都装有显示其内压力的压力 表4。
所述的过渡舱2具有一可以从外单向开启的外舱盖21,及连通主工作室l的只能从 主工作室1内单向开启的过渡舱盖22,外舱盖21的外端面上设有外把手23及门闩结构, 过渡舱盖22外面上设有内把手24及门闩结构,在过渡舱盖22关闭的状态下,所述的内 把手24位于主工作室1内,在所述的过渡舱2和主工作室1之间设有一连通该两部分的通 气阀5,过渡舱2上还设有连通过渡舱2内部与外界的阀6。
所述的手套箱3前端开有两个其上装有手套的开口31,所述的手套位于手套箱3 内,且手套的开口处与手套箱3上的开口31密封连接,手穿过手套箱3上的开口便可伸 入到手套内,手套的长度以可以达到主工作室1及过渡舱2大部分为准,外面还在手套 箱3内预先放置有夹钳工具,夹钳工具为常规工具,在图纸中没有显示,在手套箱3里 侧具有连通主工作室1的可从手套箱3内部开启的密封门32,密封门32上设有把手33及 门闩结构,手套箱3至少设有一和外界相通的通气阀7及一放气阀8。其中通气阀7用来 通入惰性气体,放气阀8用来排气调节压力。
本实施例的工作原理及过程如下
1、 热压机第一次开机工作时,主工作室1和过渡舱2均为正压,通过主工作室l的 炉门或过渡舱2装入数件以上坯料(坯料件数视主工作室大小而定)。
2、 关闭主工作室l的炉门,并分别关闭过渡舱2的外舱盖21和过渡舱盖22,以及手套箱3上的密封门32。开启主工作室l的抽真空系统,当真空度下降到10Pa或者更低的 时候,开启加热源及液压系统,在设定温度热压首个坯料。
3、 坯料热压成型后,往主工作室l内的通入氮气、氩气或氦气等惰性气体降温, 维持热压或降低制品的温度。采用上压头提升、下压头顶出或下压头退降、上压头顶 出坯方式,进行坯料脱模。
4、 往主工作室l内充入的惰性气体,使得主工作室l压力为常压或略高时;为尽量 消除手套箱3内可能存在的氧气,打开手套箱3的通气阀7通入惰性气体,达到一定正压 后,打开放气阀8放气,往复数次以确保氧气排尽。
5、 操作人员戴上手套,通过把手33打开手套箱3上的密封门32,使手套箱3和主工 作室1相通,操作人员穿过开口31并通过手套握住事先放入的夹钳,夹取脱模后的产品 并放置一旁,随后往模具放入下一个坯料。此时可以选择维持惰性气氛,或者将抽出 惰性气体达到一定真空度,再次开始热压制品。
6、 通过外把手23打开外舱盖21,放入下一批坯料,再关上外舱盖21,利用过渡舱 2上的阀6将过渡舱2抽真空至10Pa或者以下。此步骤可以和前述步骤同时进行。
7、 待最早放入主工作室l内第一批数件坯料都热压成制品后,打开通气阀7,调节 过渡舱2和主工作室1至其两边气压平衡,且同为正压或略高。
8、 戴着手套穿过密封门32并旋动内把手24从主工作室1内部打开过渡舱2的过渡舱 盖22,取出前述步骤已放入的坯料,换装入热压后的制品,然后关闭过渡舱盖22。
9、 打开过渡舱2的过渡舱盖22,取出热压后的制品。 以上步骤完成了一次完整的工艺流程。
本发明实现了较高的自动化程度,同时保证了材料在热压的时候氧化很小。并且 由于添加了过渡舱作为中转,及手套箱作为操作箱进行压制和取放坯料、制品的过 程,故不需要每次操作都打开主工作室的炉门。还有在对主工作室反复多次充入惰性 气体并抽出后,相当于洗气过程,整个主工作室的氧含量可以大幅度降低。与主工作 室相比,过渡舱和手套箱的体积足够小,坯料压制和制品移出所造成的主工作室氧含 量上升很小,因此对过渡舱抽真空的时间损失也比传统真空热压机要少。综上所述, 该整个热压设备系统的连续工作能力大大提高,减少了等待时间,适合大批量工业化 生产。
所述的夹钳可采用可控机械手代替,此时机械手安装在原先手套箱的密封门位 置,可进一步节省手套箱打开和关闭造成的时间损失。
权利要求
1、一种真空热压机,包括有开有观察窗(11)的主工作室(1),主工作室(1)内设有抽真空系统、加热源、液压成型系统;其特征在于还包括有体积小于主工作室的过渡舱(2)和手套箱(3),所述的过渡舱(2)和手套箱(3)分别与主工作室(1)连通,且都装有压力表(4);所述的过渡舱(2)具有一从外部开启的外舱盖(21),及连通主工作室(1)的可从主工作室(1)内开启的过渡舱盖(22),在过渡舱(2)和主工作室(1)之间设有一连通该两部分的通气阀(5),过渡舱(2)上还设有连通过渡舱(2)与外界的阀(6);所述的手套箱(3)前端至少开有一其上装有手套的开口(31),在手套箱(3)里侧具有连通主工作室(1)的可从手套箱(3)内部开启的密封门(32),手套箱(3)至少设有一和外界相通的通气阀(7)及一放气阀(8)。
2、 根据权利要求l所述的真空热压机,其特征在于所述的开口(31)有二个。
3、 根据权利要求1或2所述的真空热压机,其特征在于所述的手套的长度以可以 达到主工作室(1)及过渡舱(2)大部分为准。
4、 根据权利要求1或2所述的真空热压机,其特征在于所述的观察窗(ll)及手套 箱(3)设置在土工作室(1)的前部,所述的过渡舱(2)设置在主工作室(1)的侧部。
5、 根据权利要求1或2所述的真空热压机,其特征在于所述的外舱盖(21)的外端 面上设有外把手(23),所述的过渡舱盖(22)上设有内把手(24),内把手(24)位于主工作室 (l)内,所述的密封门(32)上设有把手(33),该把手(33)位于手套箱(3)内。
全文摘要
一种真空热压机,包括有开有观察窗的主工作室,主工作室内设有抽真空系统、加热源、液压成型系统;该真空热压机添加了过渡舱及手套箱装置,所述的过渡舱和手套箱分别与主工作室连通,由于添加了过渡舱作为中转,放置坯料及取出热压后的制品,而且通过气密性高的手套箱进行取放坯料及压制操作,不需要每次都打开主工作室的炉门,也无需每压制一次便对主工作室进行一次抽真空工作,减少了等待时间,使得整个热压设备系统的连续工作能力大大提高,适合大批量工业化生产。
文档编号B30B15/00GK101468523SQ20071030757
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者东 李, 卫 李, 旻 林, 伟 潘, 王会杰, 闫阿儒 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所;钢铁研究总院

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