本發(fā)明涉及用于熱壓燒結法制備陶瓷和金屬材料的燒結爐技術領域，具體為一種中頻單向振動燒結爐。

背景技術：

材料是人類社會發(fā)展的基礎，每一次人類社會的進步都與材料的發(fā)展息息相關。而材料的好壞，除了取決于材料本身之外，還與其燒結工藝密切相關。而燒結工藝的實現(xiàn)，離不開各式各樣的燒結爐。其中，熱壓爐就是一種燒結陶瓷和金屬粉體的常用爐具。熱壓燒結爐可以在真空或者保護氣氛中，對陶瓷、金屬及一些難熔金屬間化合物粉末進行燒結，從而獲得具有一定致密度和機械強度的材料。熱壓燒結的基本原理是在一定的高溫下，對樣品施加一定的壓力，使坯體顆粒中的質點在高溫和機械力的雙重作用下，實現(xiàn)生坯中不同粉粒間的接觸和擴散，氣孔排除，最終實現(xiàn)材料的致密化。而目前采用的機械加壓的熱壓燒結加壓方式雖然穩(wěn)定可靠，但是靈活性不夠。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種通過提供可調頻交變壓力，進而提高陶瓷和粉末冶金制品的性能的中頻單向振動燒結爐。技術方案如下：

一種中頻單向振動燒結爐，包括帶有壓力系統(tǒng)的熱壓爐體，所述熱壓爐體的發(fā)熱體為感應線圈，感應線圈中設置有紅外測溫儀，并通過溫控系統(tǒng)對溫度進行控制；壓力系統(tǒng)的上部設有上壓頭，下部設有下壓頭；下壓頭底部設有頻率、振幅和壓力可調的電液伺服施壓裝置，電液伺服施壓裝置連接到電液伺服系統(tǒng)。

進一步的，所述電液伺服施壓裝置的振動頻率為0-50Hz可調。

更進一步的，所述電液伺服施壓裝置壓力波動范圍為0-預加載壓力*15%MPa可調。

更進一步的，所述上壓頭和下壓頭采用高溫合金、難熔金屬、氮化硼、碳化硅、氧化鋯或氧化鋁陶瓷制成。

本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明在現(xiàn)有設備的基礎上實現(xiàn)振動燒結，在得到同樣燒結制品的情況下大大降低了生產(chǎn)成本；

2)本發(fā)明在原有高溫燒結的基礎上增加了可調頻率、可調幅度/壓力振動燒結兩大特點，振動燒結中促使顆粒重排，加速體積收縮，達到迅速致密化的目的，有效提高燒結制品的致密度和力學性能，得到更優(yōu)異的高性能陶瓷和粉末冶金材料；

3)本發(fā)明可以燒結不同振動頻率下的高性能陶瓷和粉末冶金制品，研究獲得高性能陶瓷和粉末冶金制品最佳性能的頻率范圍；

4)本發(fā)明可以進行不同振動幅度/壓力下粉末冶金制品的制備，研究獲得高性能陶瓷和粉末冶金制品最佳性能的振幅范圍；

5)本發(fā)明采用感應線圈作為發(fā)熱體，可以進行快速升降溫，相比其他加熱方式明顯縮短燒結時間，降低能耗，在大大提高工作效率的同時也減少了環(huán)境污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中頻單向振動燒結爐的結構示意圖。

圖中：1-溫控系統(tǒng)；2-感應線圈；3-電液伺服系統(tǒng)；4-上壓頭；5-下壓頭；6-紅外測溫儀；7-電液伺服施壓裝置。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。如圖1所示，一種中頻單向振動燒結爐，包括帶有壓力系統(tǒng)的熱壓爐體、中頻電源、溫控系統(tǒng)1、電液伺服系統(tǒng)3；所述熱壓爐體內部的發(fā)熱體為感應線圈2，感應線圈2中設置有紅外測溫儀6，并通過溫控系統(tǒng)1對溫度進行控制；壓力系統(tǒng)的上部設有上壓頭4，下部設有下壓頭5；電液伺服作動器系統(tǒng)采用單向加壓方式,下壓頭5底部設有頻率、振幅和壓力可調的電液伺服施壓裝置7，電液伺服施壓裝置7連接到電液伺服系統(tǒng)3。

中頻電源調節(jié)感應線圈2加溫，并通過電液伺服施壓裝置7對加載壓力、振動頻率和幅度/壓力進行控制，可以通過參數(shù)設置對整套實驗裝置進行控制，實驗裝置通過紅外測溫儀6和壓力傳感器可以控制和顯示爐體內加熱室的溫度和樣品上所受的壓強。

本實施例的電液伺服施壓裝置7的振動頻率為0-50Hz，在燒結的同時提供可調頻率的振動。

本實施例的電液伺服施壓裝置7在預加載壓力的基礎之上，還可以同時實現(xiàn)振動加壓，壓力波動范圍在0-加載壓力*15% MPa可調。

本實施例的上壓頭4和下壓頭5采用高溫合金、難熔金屬、氮化硼、碳化硅、氧化鋯或氧化鋁陶瓷制成，保證壓頭所承壓力不低于60MPa。

爐體為立式安裝。中頻電源為有至少兩路諧振電路的變頻電源發(fā)生器。

本發(fā)明的工作原理是在原有普通熱壓燒結爐的基礎上于底部加上一個通過電液伺服原理設計的可調頻和振幅/壓力裝置，通過這個可調頻和振幅/壓力裝置實現(xiàn)高性能陶瓷和粉末冶金制品的振動熱壓燒結，從而提高燒結制品的致密度和性能。