专利名称：微波连续化烧结材料制品的装置及实现的制作方法
技术领域：
本发明涉及微波烧结材料，特别是涉及微波连续化烧结材料制品的装置及实现。
背景技术：
微波烧结技术是利用微波加热技术对材料进行烧结的一种高新技术，它具有均匀加 热、烧结温度低、烧结时间短、选择性加热、能量利用率和加热效率高、安全卫生无污染、 容易实现工业控制等优点，尽管只有二十年的发展历史，却在陶瓷材料和复合材料领域中 成为研究开发的热点。同常规烧结相比，微波烧结可显著提高材料致密化速率，同时细化 晶粒、晶界，改善材料显微结构，从而大幅度提高材料的强度。现在微波连续化烧结一般 采用传送带式、滚道式或升降机式的氧化物烧结，或采用封闭式腔体实施一炉多片的方法 提高非氧化物烧结量。微波烧结对陶瓷材料性能的改善可以对金刚石制品的性能同样发挥 作用。如微波烧结温度的大幅度降低和烧结时间的縮短及均匀的加热特性可以极大地改善 由于在高温条件下热压烧结法产生的金刚石石墨化和热龟裂。由此，快速均匀加热材料而 不引起开裂或形成集中的热应力，以及材料内部形成均匀的细晶结构和高的致密度等，从 而提高其力学性能。利用金刚石和硬质合金这两种材料的优点，加上微波烧结这种新烧结 技术，开发出了用金刚石粉末和硬质合金粉末混合压制后用微波烧结的一种新型的金刚石 -硬质合金复合材料制品，可提高金刚石-硬质合金复合材料制品的性能，且降低生产成本， 提高加工效率，降低原材料的消耗。
但是，如何对这种金刚石-硬质合金复合材料制品实施连续烧结，尚没有很好的办法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微波连续化烧结材料制品的装置，该装置既 可以将金刚石-硬质合金制品在微波加热腔中实现非氧化物的连续烧结过程，又可以实现 多种氧化物的连续烧结过程。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案
本发明提供的微波连续化烧结材料制品的装置，包括加热腔体、微波发生器以及充气 和抽真空管道，在加热腔体的上方设有送料器，下方设有出料器，进、出料器均为两层结 构，其中送料器的上层是转盘，下层是定盘；出料器则相反，定盘在上，转盘在下；所 述转盘和定盘各开有一个孔，当其相对运动至孔对齐后，供石英坩埚通过。
本发明还提供了利用上述的装置对金刚石-硬质合金制品的微波连续化烧结的方法， 其包括送料、充气、预热、微波烧结、冷却和出料步骤。
本发明提供的上述装置，在其加热腔体中实现非氧化物和多种氧化物的连续烧结。
本发明与现有技术相比，不仅结构简单，能够实施微波烧结的新方法，实现非氧化物 的连续烧结过程和多种氧化物的连续烧结过程，而且烧结速率快，无环境污染。
图1为本发明微波连续自动化烧结装置结构示意图。
图中l.石英坩埚；2.生料3.生料仓；4.转盘；5.固定盘；6.步进电机； 7.计数器；8.接口； 9.密封圈；IO.细石英管；11.预热腔；12.烧结腔；13.粗石英管; 14.冷却腔；15.成品仓。
具体实施例方式
本发明提供的微波连续化烧结金刚石-硬质合金制品的装置，利用常用的微波发生器 同改进的加热腔体相连，加热腔体部分的结构如图1所示包括加热腔体、微波发生器以
及充气和抽真空管道，充气和抽真空管道采用金属密封与管道接口 8相连，管道接n 8位
于圆筒盖板的侧部。圆筒盖板(图中未编号)起气流均化作用，它位于计数器和加热腔体 的预热腔ll之间，并且通过法兰连接。在加热腔体的上方设有送料器，下方设有出料器。 进、出料器均为两层结构，其中送料器的上层是转盘4，下层是固定盘(简称定盘)5; 出料器则相反，定盘5在上，转盘4在下；所述转盘和定盘各开有一个孔，当其相对运动
至孔对齐后，供石英坩埚1通过。转盘4由步进电机6带动旋转。
所述的加热腔体可由连通的预热腔11、烧结腔12和冷却腔14组成，它们自上而下排 列，并且各腔体之间可由密封圈9进行密封。为了保证制品加热部位可充气和抽真空的需 要，在加热腔体增设了石英管并与该腔体密封，使得烧结保护气体仅能进入石英管内，以 节约烧结保护气体；在粗石英管(简称石英管)13内部套有一个细石英管IO用于传输烧 结试样，用充气和抽真空管道8充气和抽真空，为了保证该管道充气能够均匀，在细石英 管上方加了一个环状盖筒，使保护气体能够均匀地进入到细石英管内，气压略高于大气压， 可以起到排除石英管内空气的作用。
在送料器的定盘5的下方设有计数器7。该计数器为光电传感器。
本发明提供的上述装置，能够对金刚石-硬质合金制品实施微波连续化烧结，具体是 采用包括以下歩骤的方法
(1) 送料将若干个装有生料2的石英坩埚1放入位于送料器的上层转盘4上方的 呈管状的生料仓3中，当转盘中的孔不断地旋转到与下层定盘5中的孔对齐时，生料仓内 的石英坩埚也不断地由对齐的孔掉入加热腔体的预热腔11中，位于定盘下方的计数器7 随之计数。
(2) 充气向烧结腔12中充入保护气体，略高于常压，以排除腔体内空气。保护气 体可采用N2或惰性气体。惰性气体可采用Ar。
(3) 预热在1500 2500W的微波功率下，生料在预热腔中被预热，完成脱蜡过程， 随着石英坩埚一个一个被送出，已脱蜡的半熟料进入烧结腔。
.(4)微波烧结在微波能量的作用下，半熟料在烧结腔中被快速烧结，随之石英坩 埚一个一个被送出，已烧结的熟料进入冷却腔。
(5)冷却熟料在冷却腔中冷却，随之石英坩埚一个一个落在位于冷却腔下方的出
料器的定盘5上。
(6)出料与此同时，当出料器的下层转盘4中的孔不断地旋转到与上层定盘中的 孔对齐时，定盘上的石英坩埚也不断地由对齐的孔一个一个掉下，进入成品仓15。从成 品仓15中取出这些石英坩埚中的熟料，该熟料是由微波连续化烧结后的金刚石-硬质合金 材料制品，然后将其进行检测，合格后保管。
本发明提供的上述装置，在其加热腔体中实现非氧化物的连续烧结过程中的应用，或 者实现多种氧化物的连续烧结过程中的应用。
下面结合具体实施例对本装置实现微波快速烧结作进一步说明，但不限定本发明。
实施例l:微波烧结腔中充入200 sccm N2，三块金刚石-硬质合金制品薄片放在一个 石英坩埚中，该石英坩埚在2000W的微波功率下运行15分钟，即可实现微波快速烧结。
实施例2:微波烧结腔中充入200 sccm N" —块金刚石-硬质合金制品厚片放在一个 石英坩埚中，该石英坩埚在2000W的微波功率下运行15分钟，即可实现微波快速烧结。
实施例3:在空气条件下，两块氧化铝制品中等厚度片放在一个石英坩埚中，该石英 坩埚在2000W的微波功率下运行15分钟，即可实现微波快速烧结。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种微波连续化烧结材料制品的装置，包括加热腔体、微波发生器以及充气和抽真空管道，其特征是在加热腔体的上方设有送料器，下方设有出料器，进、出料器均为两层结构，其中送料器的上层是转盘，下层是定盘；出料器则相反，定盘在上，转盘在下；所述转盘和定盘各开有一个孔，当其相对运动至孔对齐后，供石英坩埚通过。
2. 根据权利要求1所述的的装置，其特征是加热腔体设有与该腔体密封的石英管，该 石英管内部套有一个用于传输烧结试样的细石英管，在细石英管上方加了一个环状盖筒。
3. 根据权利要求1或2所述的的装置，其特征是加热腔体由连通的预热腔、烧结腔和 冷却腔组成，它们自上而下排列。
4. 根据权利要求1所述的的装置，其特征是在送料器的定盘的下方设有计数器，计数 器为光电传感器。
5. 根据权利要求1或4所述的的装置，其特征是在计数器和加热腔体的预热腔之间设有起气流均化作用的圆筒盖板。
6. —种利用权利要求1至5中任一权利要求所述装置实现微波连续化烧结材料制品的方法，其特征是采用包括以下步骤的方法(1) 送料将若干个装有生料的石英坩埚放入位于送料器的上层转盘上方的呈管状 的生料仓中，当转盘中的孔不断地旋转到与下层定盘中的孔对齐时，生料仓内的石英坩埚 也不断地由对齐的孔掉入加热腔体的预热腔中，位于定盘下方的计数器随之计数；(2) 充气向烧结腔中充入保护气体，略高于常压，以排除腔体内空气；(3) 预热在1500 2500W的微波功率下，生料在预热腔中被预热，完成脱蜡过程，随着石英坩埚一个一个被送出，已脱蜡的半熟料进入烧结腔；(4) 微波烧结在微波能量的作用下，半熟料在烧结腔中被快速烧结，随之石英坩 埚一个一个被送出，已烧结的熟料进入冷却腔；(5) 冷却熟料在冷却腔中冷却，随之石英坩埚一个一个落在位于冷却腔下方的出 料器的定盘上；(6) 出料与此同时，当出料器的下层转盘中的孔不断地旋转到与上层定盘中的孔 对齐时，定盘上的石英坩埚也不断地由对齐的孔一个一个掉下并被送走。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征是所述的生料是金刚石-硬质合金材料。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征是保护气体为N2或惰性气体。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征是惰性气体采用Ar。
10. —种将权利要求1至5中任一权利要求所述的装置，在其加热腔体中实现非氧化 物的连续烧结过程中的应用，或者实现多种氧化物的连续烧结过程中的应用。
全文摘要
本发明是一种微波连续化烧结材料制品的装置，包括加热腔体、微波发生器以及充气和抽真空管道，并且在加热腔体的上方设有送料器，下方设有出料器，进、出料器均为两层结构，其中送料器的上层是转盘，下层是定盘；出料器则相反，定盘在上，转盘在下；所述转盘和定盘各开有一个孔，当其相对运动至孔对齐后，供石英坩埚通过。本装置可完成送料、充气和抽真空、预热、微波烧结、冷却和出料工作，从而能够实现对材料制品的微波连续化烧结，并且在其加热腔体中能够实现非氧化物和多种氧化物的连续烧结。本装置不仅结构简单，而且烧结速率快，无环境污染。
文档编号C04B35/64GK101186513SQ20071016889
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者建 周, 曾春年, 欧阳世翕, 进 陈 申请人:武汉理工大学