【正文】 0mm。三個(gè)引電電極分別通過(guò)水冷電極與石墨電極加熱體連接。圓筒形加熱室設(shè)置在爐體內(nèi)，由托盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，在爐體和加熱室的上、下端面上對(duì)稱(chēng)地開(kāi)設(shè)有壓頭通孔，上、下頂桿分別穿過(guò)加熱室上的壓頭通孔。燒結(jié)爐 通過(guò)焊接固定在支撐架的橫梁上中部。上油缸通與荷重傳感器連接，荷重傳感器下端與水冷壓頭連接，水冷壓頭下端與上石墨壓頭連接。 本設(shè)計(jì)的技術(shù)方案 立式真空熱壓燒結(jié)爐包括爐體、爐蓋、保溫桶、反射桶、發(fā)熱體、上壓頭、 下壓頭、上油缸、下油缸和抽真空部分。 燒結(jié)爐座架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)燒結(jié)爐的座架是整個(gè)燒結(jié)爐工作的重要組成部分，燒結(jié)爐的座架是由底座、 支撐架和上液壓缸站經(jīng)焊接組成一體。 燒結(jié)爐整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 真空熱壓燒結(jié)爐由爐體、爐蓋、保溫裝置、熱壓裝置、發(fā)熱體、真空系統(tǒng)、 液壓系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)、以及測(cè)溫系統(tǒng)組成。該真空熱壓燒結(jié)爐采用立式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)便于裝、出料和機(jī)械控制。隨著燒結(jié)工藝的不斷完善和發(fā)展，原有真空燒結(jié)爐的技術(shù)指標(biāo)已不能滿足現(xiàn) 代燒結(jié)工藝的需求，如爐內(nèi)溫度均勻性差，極限真空度低，泄露率較高等缺點(diǎn)。2總體方案設(shè)計(jì)燒結(jié)是硬質(zhì)合金毛坯生產(chǎn)工藝的最后一道工序，也是決定硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)與性 能的關(guān)鍵工序。 真空熱壓燒結(jié)爐是一種在真空、高溫態(tài)下燒結(jié)新型材料。 （3）對(duì)已知燒結(jié)爐的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，針對(duì)現(xiàn)在燒結(jié)爐的缺陷，分析它們的 缺陷，找出最佳方案，最后設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)在生產(chǎn)要求的真空熱壓燒結(jié)爐。 （2）通過(guò)對(duì)真空熱壓燒結(jié)爐的工作原理和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行詳盡分析，完成了 真空熱壓燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本論文的主要內(nèi)容 此次設(shè)計(jì)的目標(biāo)是根據(jù)搜集的資料和已知的燒結(jié)爐結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出生產(chǎn)效率 高、環(huán)保、制品密度高以及加熱器使用壽命長(zhǎng)的真空熱壓燒結(jié)爐。 ② 原熱電偶密封缺陷：原有熱電偶的密封結(jié)構(gòu)是真空橡膠密封墊和聚四氟 乙烯墊上鉆兩個(gè)孔，熱電偶上的電阻絲從中間穿過(guò)，擰緊外面的緊壓螺母，橡膠 密封墊受到聚四氟乙烯墊的擠壓形成密封。 （2）密封結(jié)構(gòu)存在缺陷：為保證燒結(jié)爐的真空度，安裝在爐體上的附件如電極、熱電偶導(dǎo)出裝置都設(shè)計(jì)了密封結(jié)構(gòu)，但這些結(jié)構(gòu)在安裝和使用等方面都存在 著一些問(wèn)題。隨著燒結(jié)工藝的不 斷完善和發(fā)展早期研制的真空燒結(jié)爐的技術(shù)指標(biāo)已不能滿足現(xiàn)代燒結(jié)工藝的要 求，目前存在以下幾個(gè)方面的主要問(wèn)題： （1）燒結(jié)生產(chǎn)效率低：目前的真空熱壓燒結(jié)爐為單向熱壓成型，而且高溫輻射擋板位于爐體外部，功率小、加熱溫度上升緩慢。經(jīng)過(guò)不懈努力和研究探索，逐步攻克了真空 熱處理設(shè)備研制的關(guān)鍵技術(shù)，掌握了真空熱處理設(shè)備設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部件、設(shè) 備材料與元器件、傳感器、電器組件等核心技術(shù)，我國(guó)真空熱處理工藝的研究和 應(yīng)用已遍及真空退火、真空油（汽）淬火、真空滲碳、真空滲氮、真空回火、真 空燒結(jié)、真空釬焊、真空離子滲碳、真空涂敷及真空清洗等廣闊領(lǐng)域，取得了長(zhǎng) 足的進(jìn)展，為我國(guó)真空熱處理設(shè)備的研制開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ) 課題研究存在的問(wèn)題 隨著硬質(zhì)合金市場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，需求量也越 來(lái)越大。1 前 言 課題研究的背景 真空熱處理技術(shù)發(fā)展的初期，人們主要研究真空熱處理的基本性質(zhì)、加熱特 點(diǎn)、金屬蒸發(fā)和金屬在真空下加熱的基本規(guī)律以及變形問(wèn)題，同時(shí)開(kāi)展了典型熱 處理工藝的研究，進(jìn)行了真空燒結(jié)工藝的研究和應(yīng)用，為真空熱處理工藝的研究 和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。由于我國(guó)真空熱處理設(shè)備技術(shù)的研制工作是從零開(kāi)始，因而 我國(guó)真空熱處理設(shè)備的研制是在仿制國(guó)外產(chǎn)品的同時(shí)，集中力量攻克真空熱處理 設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，以使國(guó)產(chǎn)真空熱處理設(shè)備在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能、自動(dòng)化水平和 壽命等方面追趕國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。因此，硬質(zhì)合金加工業(yè)的發(fā)展?jié)摿艽?，提高硬質(zhì)合金品質(zhì)的重要燒結(jié) 設(shè)備—真空熱壓燒結(jié)爐的設(shè)備水平是發(fā)展和改進(jìn)的方向之一。這種真空熱壓燒結(jié)爐的生產(chǎn)效率較低，制品的密度較小，加熱室使用的壽命比較短。 ① 原有進(jìn)電極的密封缺陷：以前的進(jìn)電極與爐殼電極孔之間有乙烯絕緣套，密封用的 O 型橡膠圈放在絕緣套之間，安裝時(shí)，逐步擰緊進(jìn)電極 外部的螺母，O 型圈在兩個(gè)絕緣套的擠壓下膨脹最后形成進(jìn)電極與電極孔之間的 完全密封。此結(jié)構(gòu)不管爐內(nèi)是否采用保護(hù)套管熱電偶絲總是裸漏在真空氣氛中高溫下受氮?dú)飧g，壽命降低很快，實(shí)踐表明燒結(jié) 兩爐產(chǎn)品，熱電偶就會(huì)斷裂，這無(wú)論在在熱電偶的消耗還是從產(chǎn)品的生產(chǎn)角度來(lái)說(shuō)都是不經(jīng)濟(jì)的 。下面是在研究 過(guò)程中工作的主要內(nèi)容： （1）通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究的了解與學(xué)習(xí)，掌握大量有關(guān)燒結(jié)爐 設(shè)計(jì)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用信息以及先進(jìn)制造的發(fā)展和應(yīng)用情況，并對(duì)真空熱壓燒結(jié)爐 這一目標(biāo)領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在目前燒結(jié)爐設(shè)計(jì)資料的基礎(chǔ)上，最終確立了設(shè)計(jì) 立式上開(kāi)蓋的真空熱壓燒結(jié)爐。 （4）按照最佳方案，根據(jù)設(shè)計(jì)與計(jì)算確定尺寸和要求：①繪制出合理的裝 配圖；②按照具體設(shè)計(jì)尺寸繪制出完整的零件圖；③按照裝配圖和零件圖的尺寸繪制三維實(shí)體圖，并進(jìn)行裝配和有限元分析。其特點(diǎn)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 體積小，價(jià)格低廉，因而得到了廣泛的應(yīng)用。大量實(shí)踐證明，在真空燒結(jié)中，氫氣燒結(jié)工藝具有一系列的越 性，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已全部采用真空燒結(jié)。 為此，本設(shè)計(jì)對(duì)原有真空燒結(jié)爐進(jìn)行了部分改進(jìn)性設(shè)計(jì)，以提高現(xiàn)有國(guó)內(nèi)真空燒 結(jié)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，使其具有溫度高、真空度高、熱壓力高、冷卻效果好的特點(diǎn)。整個(gè)燒結(jié)爐除發(fā)熱體和隔熱裝置外，其余各部分均強(qiáng)烈水冷卻，這對(duì)燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造精度提出了較高的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 本課題將對(duì)整個(gè)爐體進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，包括爐體、爐蓋、保溫裝置、熱壓裝置、發(fā)熱體以及循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。根據(jù)燒結(jié)爐的具體尺寸和形狀對(duì)其座架的 高度和大小進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，按燒結(jié)爐的實(shí)際尺寸對(duì)整體布局進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。帶上、下油缸的支撐機(jī)構(gòu)為由熱軋槽鋼制造的雙立柱式結(jié)構(gòu)，上油缸和下油缸分別裝設(shè)在支撐體上端和底座中部。下油缸與下水冷壓頭連接，下水冷壓頭與下石墨壓頭連接。燒結(jié)爐在加熱室底面上設(shè)有模具支撐體，成型模具設(shè)置在模具支撐體上。三組引電電極分別裝有絕緣套和熱輻射擋環(huán)，擋板位于加熱室內(nèi)。燒結(jié)爐采用爐體和爐蓋分離設(shè)計(jì)，二者用六個(gè)鉸鏈螺栓通過(guò)爐耳和密封圈密封結(jié)合 。 爐體由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼焊接而成，為雙層結(jié)構(gòu)。其目的為了提高爐體的冷卻能力，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求冷卻速度不同， 冷卻水的流量也不同。由于本設(shè)計(jì) 的爐體在正常工作時(shí)要受到充氮?dú)獾淖饔?，同時(shí)又要被抽到一定的真空度，因此