專利名稱：真空燒結爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及真空燒結爐技術領域，尤其涉及具有爐體，爐門，隔熱保溫套和電加熱體的真空燒結爐。
背景技術：
碳化硅因其高性能的熱穩(wěn)定性，被廣泛用來制成各種窯爐噴火管、熱輻射管等，甚至被用來制成衛(wèi)星用反射鏡面。上述產品是在1800°左右的高溫下在真空燒結爐中通過反應燒結的方式制成的。公知真空燒結爐，如圖3所示，其由炭纖維制成的隔熱保溫套4設有多個徑向通孔，燒結物料支撐架7穿過這些通孔固定在爐套3上。當燒結胚料放置在支撐架7上燒結時，其周圍需培置硅粉。在高溫和真空狀態(tài)下，硅粉變成氣態(tài)，與燒結胚料反應形成滲硅碳化硅。但硅粉氣體也會與炭纖維發(fā)生反應，并進入到支撐架7與隔熱保溫套4上的徑向通孔之間的縫隙內加速與炭纖維發(fā)生反應，從而使這些隔熱保溫套4失去隔熱保溫作用，炭纖維套耐高溫、絕熱性能好，但價格昂貴，且更換費時費力。還有一個缺陷是由于爐體與爐套之間的隔熱空腔內的介質對流較弱，當燒結爐需要降溫時，所以其熱交換的速度較慢，使整個工作過程耗時較多，工作效率低。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種真空燒結爐，克服在高溫真空狀態(tài)下硅粉氣體容易與炭纖維發(fā)生反應，使炭纖維制成的隔熱保溫套失去隔熱保溫效果的問題。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是真空燒結爐，包括筒形爐體，爐體內部由外向內以次設有爐套和隔熱保溫套，爐體與爐套之間具有隔熱空腔，前、后爐門分別設有可軸向伸縮的第一、第二隔熱保溫墊，第一、第二隔熱保溫墊分別擠壓隔熱保溫套兩端時，形成密閉的燒結區(qū)域，燒結區(qū)域內設有燒結物料支撐架，燒結物料周圍環(huán)繞設有電加熱體，隔熱保溫套內周面設有石墨套，燒結物料支撐架與石墨套固定連接。
由于采用了上述技術方案，隔熱保溫套內周面設有石墨套，使隔熱保溫套不直接面對硅粉氣體；燒結物料支撐架與石墨套固定連接，避免燒結物料支撐架穿過隔熱保溫套，從而有效地保護了隔熱保溫套，避免其失去隔熱保溫效果。
作為一種改進，石墨套、燒結物料支撐架和電加熱體表面分別涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼層。設置石墨套的作用是為燒結物料支撐架提供支撐，并隔絕硅氣與隔熱保溫套的接住，但在高溫真空狀態(tài)下，硅與石墨也產生反應，而設置氮化硼層就是進一步阻絕硅氣與石墨套、燒結物料支撐架和電加熱體所產生的反應，從而提高上述各部件的使用壽命。
作為另一種改進，第一、第二隔熱保溫墊的燒結區(qū)域側分別至少設有一層第一、第二石墨墊，所述第一、第二石墨墊的表面分別涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼層。盡管設在爐門上的隔熱保溫墊容易更換，但在第一、第二隔熱保溫墊的燒結區(qū)域側分別至少設有一層第一、第二石墨墊并在其表面分別涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼層后，其使用壽命大大增強。
作為進一步改進，爐體外部設有可提供循環(huán)冷卻介質的氣泵，氣泵與爐體和爐套之間的隔熱空腔相連通。通過向隔熱空腔內通入循環(huán)冷卻介質，加速燒結區(qū)域的降溫，提高工作效率。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明實施例的結構附視圖；圖2是圖1中A-A處的剖視圖；圖3是一種公知技術的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1、2所示，真空燒結爐，具有圓筒形爐體2，爐體2也可以是方筒形的；爐體2內部由外向內以次設有爐套3和由炭纖維制成的隔熱保溫套4，爐體2與爐套3之間具有隔熱空腔，爐體2外部設有可提供循環(huán)冷卻介質的氣泵1，氣泵1與隔熱空腔相連通。爐體兩端分別設有前、后爐門11、17，前、后爐門11、17分別設有由炭纖維制成的第一、第二隔熱保溫墊13、16，其軸向的伸縮分別由設于前、后爐門11、17殼體上的第一、第二氣缸12、18控制。當?shù)谝?、第二隔熱保溫墊13、16擠壓隔熱保溫套4兩端時，形成密閉的燒結區(qū)域。燒結區(qū)域內設有燒結物料支撐架7，燒結物料周圍環(huán)繞設有電加熱體6，電加熱體6由穿出爐體外的電極9提供電力。隔熱保溫套4內周面設有石墨套5，燒結物料支撐架7與石墨套5固定連接。爐體2、前、后爐門11、17分別設有夾層，夾層內通有循環(huán)冷卻介質，大多為水，從燒結區(qū)域透過隔熱石墨套5、保溫套4和隔熱空腔傳遞到爐體2的熱量經循環(huán)水帶走。
石墨套5、燒結物料支撐架7和電加熱體6的表面分別涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼層。第一、第二隔熱保溫墊13、16的燒結區(qū)域側分別至少設有一層第一、第二石墨墊14、15，一般為三層，當?shù)谝粚邮Ш?，可將其卸下，第二層繼續(xù)參予工作，縮短了維修時間，提高了工作效率，降低了維修成本；所述第一、第二石墨墊14、15的表面分別涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼層。
其工作過程是這樣的打開前、后爐門11、17，將碳化硅胚料放置到支撐架7上，并在燒結胚料周圍配置硅粉。關閉前、后爐門11、17，此時，燒結區(qū)域和隔熱空腔連通，通過真空泵1將該區(qū)域抽成真空。然后調節(jié)第一、第二氣缸12、18，使第一、第二隔熱保溫墊13、16帶動第一、第二石墨墊14、15從兩端擠壓隔熱保溫套4和石墨套5，形成密閉的燒結區(qū)域。然后通過電極9給電加熱體6供電，燒結工作開始。當燒結區(qū)域內的溫度上升到1800°時，斷電保溫2小時。此時，硅粉在高溫和真空狀態(tài)下成為氣態(tài)，滲透到燒結胚料內，形成滲硅碳化硅。由于石墨套5和第一、第二石墨墊14、15完全將燒結區(qū)域內的硅氣同炭纖維制成的隔熱保溫套5、墊14、15隔開，從而避免了硅氣與炭纖維產生化學反應；同時，石墨套5、燒結物料支撐架7、電加熱體6和第一、第二石墨墊14、15的內表面分別涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼層，從而進一步阻止了硅氣同上述位于燒結區(qū)域內部件的化學反應，提高了各部件的使用壽命。保溫工作完成后，為了加快冷卻速度，提高工作效率，通過氣泵1向隔熱空腔通入可循環(huán)的冷卻介質如氮氣，使燒結區(qū)域的溫度迅速下降，當溫度下降到150°時，打開爐門，取出燒結好的胚料，一個工作循環(huán)結束。
權利要求
1.真空燒結爐，包括筒形爐體(2)，爐體(2)內部由外向內以次設有爐套(3)和隔熱保溫套(4)，爐體(2)與爐套(3)之間具有隔熱空腔，前、后爐門(11、17)分別設有可軸向伸縮的第一、第二隔熱保溫墊(13、16)，第一、第二隔熱保溫墊(13、16)分別擠壓隔熱保溫套(4)兩端時，形成密閉的燒結區(qū)域，燒結區(qū)域內設有燒結物料支撐架(7)，燒結物料周圍環(huán)繞設有電加熱體(6)，其特征是隔熱保溫套(4)內周面設有石墨套(5)，燒結物料支撐架(7)與石墨套(5)固定連接。
2.如權利要求1所述的真空燒結爐，其特征是所述石墨套(5)、燒結物料支撐架(7)和電加熱體(6)的表面分別涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼層。
3.如權利要求1或2所述的真空燒結爐，其特征是第一、第二隔熱保溫墊(13、16)的燒結區(qū)域側分別至少設有一層第一、第二石墨墊(14、15)，所述第一、第二石墨墊(14、15)的表面分別涂有0.3～0.8mm厚的氮化硼層。
4.如權利要求3所述的真空燒結爐，其特征是所述第一、第二石墨墊(14、15)分別為三層。
5.如權利要求1所述的真空燒結爐，其特征是所述爐體(2)外部設有可提供循環(huán)冷卻介質的氣泵(1)，氣泵(1)與爐體(2)和爐套(3)之間的隔熱空腔相連通。
6.如權利要求1所述的真空燒結爐，其特征是隔熱保溫套(4)和第一、第二隔熱保溫墊(14、15)由炭纖維制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種真空燒結爐，包括筒形爐體，爐體內部由外向內以次設有爐套和隔熱保溫套，爐體與爐套之間具有隔熱空腔，前、后爐門分別設有可軸向伸縮的第一、第二隔熱保溫墊，第一、第二隔熱保溫墊分別擠壓隔熱保溫套兩端時，形成密閉的燒結區(qū)域，燒結區(qū)域內設有燒結物料支撐架，燒結物料周圍環(huán)繞設有電加熱體，隔熱保溫套內周面設有石墨套，燒結物料支撐架與石墨套固定連接。本發(fā)明克服了在高溫真空狀態(tài)下硅粉氣體容易與炭纖維發(fā)生反應，使炭纖維制成隔熱保溫套失去隔熱保溫效果的問題，具有使用壽命長，維修方便，生產效率高的特點。
文檔編號F27B5/06GK1952573SQ20051004497
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權日2005年10月20日
發(fā)明者李永華 申請人:李永華