一种大型真空热压炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种大型真空热压炉。包括炉体骨架，真空室，钼上压头和下压头样品台、液压系统、真空获得系统、加热室，真空室内上下方分别设置上钼压头和下钼压头样品台，下钼压头样品台由四根钼柱支撑；加热室采用六区控温加热，加热室金属隔热反射屏由钼屏不锈钢屏组成；设置在炉体骨架上端的液压系统。本实用新型由于加热室四周采用钼屏和不锈钢屏遮挡，六区控温加热，提高加热室加热均匀性，控温精度为±1℃，加热室均温性为±2℃；液压系统位移精度到达0.015mm，液压冲头最大吨位为200吨；有利于精密器件和大型器件的加工。本实用新型优点是加热均匀性好、控温精度高、升温快、液压精度高等。
【专利说明】一种大型真空热压炉【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种真空热压炉【技术领域】，特别是涉及一种六区控温和运用于三维流道加工的多功能大型真空扩散焊系统。
【背景技术】
[0002]真空热压炉可以用于随形冷却流道制造加工。随形冷却流道顾名思义，冷却流道是环绕着部件的型腔来提供冷却，因而其存在随形的三维空间结构特征，给传统的精密部件制造技术带来了挑战。随形流道和微流道在现代工业中应用越来越广泛，可应用在生物医学研究的微生物化学传感器、微电子的微热交换器、燃料电池的微流道反应器、航空器件以及传统模具行业。仅以传统模具为例，我国可应用到随形流道的注塑和压铸模具每年产值就达到约500亿的规模。[0003]目前有关随形冷却流道的研究，可以分别为两大类分别为实体自由形状制造(SFF)和分层制造。SFF类技术主要包括选择激光烧结法、三维打印技术、金属直接烧结等，这些技术用于随形流道制造，有不受几何形状限制、无需分型等优点，同时也存在密度低、强度不高、工艺成本高的缺点，在流道方面的应用尚有一段距离。分层制造的技术路线主要包括真空热压成型。真空热压成型技术是固态连接技术，在真空环境下利用高温及压力来激化焊接面的原子扩散过程，从而达到金属或陶瓷部件的结合，整个焊接过程无需焊剂。
[0004]但是对毫米级微流道系统而言,流道的直径(最小为Φ 2mm，最大尺寸Φ 2cm)或深度都比较小，较低的位移精度比较容易造成过度变形，难以保证微流道的有效形状和效果，因此对液压系统的位移精度有较高的要求。另外，真空热压过程中，常因为受热不均匀，材料均透性不佳，导致焊接变形。因此，对材料的受热均匀性有较高的要求。目前世界最先进的热压炉系统M0V353HP位移精度也只到达±0.1mm，冲头极限加载压力小于150吨，工作平台大小为380mmX 380mmX 250mm,无法满足内含微型流道或大型模具制造要求。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种大型真空热压炉，克服液压位移精度、控温精度低等问题。本实用新型所采用的技术方案是:一种大型真空热压炉，包括炉体骨架I，真空室8，真空获得系统10，液压系统9、加热室11，插入真空室8六个面的加热电极14，插入加热室11六个面的热电偶16，炉体骨架)和装在其上端的液压系统9，与液压系统相连的钥压杆4以及和钥压杆(4)连接的钥法兰13，与钥法兰13连接的上钥压头5，装在加热室11内的下钥压头样品台6以及和其接触的四根钥支撑柱7，18，20，21 ；与钥支撑柱7，18，20，21相接触的隔热陶瓷片17 ;与隔热陶瓷片17相接触的四根不锈钢柱12，19，22，23，其特征在于:液压系统9上安装磁致伸缩式直线位移传感器。
[0006]本实用新型加热室隔热屏采用钥屏、不锈钢屏、不锈钢外屏，通过六区控温加热，能够精确控制样品温度均匀性，保证焊接面温度均匀性，不变形，控温精度可达± I°c，加热室均温性达到±2°c。[0007]对微流道体系，一般流道的直径或深度都比较小，较低的位移精度比较容易造成过度变形，难以保证微流道的有效形状和效果。本实用新型采用磁致伸缩式直线位移传感器技术，提高油缸比例阀响应时间，同时降低压头行进速率，从而实现液压过程的精确控制，有较高的位移精度。本实用新型通过液压系统上安有磁致伸缩式直线位移传感器，精确控制液压位移精度，使得位移精度达到±0.015mm，满足尺寸在毫米数量级的微流道系统的加工。
[0008]本实用新型下钥压头样品台采用透明涂层涂覆，有效地防止样品在加热过程中与钥样品台粘合一起，平台尺寸为400mmX400mmX250mm。
[0009]本实用新型液压系统冲头位移精度小于0.015mm,液压系统最大位移行程60mm ；液压系统冲头的最大压力达到200吨。
[0010]本实用新型四根钥支撑柱与四根不锈钢支撑柱之间采用陶瓷隔热，不锈钢柱采用水冷冷却方式。所述的钥支撑柱高度可根据样品实际高度跟换。
[0011]可选四根钥支撑柱型号有350mm、300mm、250mm和200mm。
[0012]本实用新型与现有技术相比，本实用新型的有益效果是提高了加热系统的样品温度均匀性和控温精度；提高了液态系统位移精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实例提供的正视图；
[0014]图2为本实用新型实例提供的剖视图；
[0015]图3为汽车雾灯视圈；
[0016]图4为焊接面金相显微组织。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0018]实施例1
[0019]如图1和2所示，本实用新型所采用的技术方案是:一种大型真空热压炉，包括炉体骨架1，真空室8，真空获得系统10，液压系统9、加热室11，插入真空室8六个面的加热电极14，插入加热室11六个面的热电偶16，炉体骨架和装在其上端的液压系统9，与液压系统相连的钥压杆4以及和钥压杆4连接的钥法兰13，与钥法兰13连接的上钥压头5，装在加热室11内的下钥压头样品台6以及和其接触的四根钥支撑柱7，18，20,21 ;与钥支撑柱7，18，20，21相接触的隔热陶瓷片17 ;与隔热陶瓷片17相接触的四根不锈钢柱12，19，22，23，其特征在于:液压系统9上安装磁致伸缩式直线位移传感器。其中液压位移精度为±0.015mm，液压冲头最大压力为200吨，最大加热温度为1500°C，上钥压头5和下钥压头样品台6之间的最大工作距离可调，为210-310mm，下钥压头样品台6平台为尺寸为400mmX400mmX250mm，加热室11控温精度为±1°C，均温性可达±2°C。
[0020]工作时，将炉门15打开，在下压头6涂上一层陶瓷粉，将工件分层放置在下压头6上。关上炉门15，系统通电、通冷却水、抽真空。当系统真空度达到lX10_4Pa时，对系统升温加热。温度达到预定工艺方案后，启动液态系统9，对工件进行加压、保温保压。
[0021]实施例2[0022]按实施I操作步骤，以P20模具钢为材料，采用本实用新型一种大型真空热压炉制造内含随形流道(Φ3πιπι)的汽车雾灯视圈注塑模具，如图3所示。使得上钥压头5和下钥压头6最大工作距离为210mm ;当加热室11加热至1000°C，启动液压系统9对工件进行加压，压力为120吨，液压行程0.035mm，保温保压I小时。图4是焊接面金相显微图，从图中可以看出显微放大50倍情况下，难以找到焊接线。通过本实用新型制造的内含随形流道注塑模具，注塑冷却时间较传统的注塑模具可以减少到18秒，并使产品质量得到提高。
[0023]实施例3
[0024]按实施I操作步骤，以P20模具钢为材料，采用本实用新型一种大型真空热压炉制造高度为300mm的大型注塑模具。更换四根钥柱7，18，20，21，使得上钥压头5和下钥压头样品台6最大工作距离为310mm ;当加热室11加热至1000°C，启动液压系统9对工件进行加压，压力为180吨，液压行程0.05_，保温保压1.5小时。
【权利要求】
1.一种大型真空热压炉，包括炉体骨架(1)，真空室(8)，真空获得系统(10)，液压系统(9)、加热室(11)，插入真空室(8)六个面的加热电极(14)，插入加热室(11)六个面的热电偶(16)，炉体骨架(I)和装在其上端的液压系统(9)，与液压系统相连的钥压杆(4)以及和钥压杆(4)连接的钥法兰(13)，与钥法兰(13)连接的上钥压头(5)，装在加热室(11)内的下钥压头样品台(6)以及和其接触的四根钥支撑柱(7，18, 20,21);与钥支撑柱(7)相接触的隔热陶瓷片(17);与隔热陶瓷片(17)相接触的四根不锈钢柱(12，19，22，23)其特征在于:液压系统(9)上安装磁致伸缩式直线位移传感器。
2.根据权利要求1所述的大型真空热压炉，其特征在于:所述液压系统冲头位移精度小于0.015mm，液压系统最大位移行程为60mm ;液压系统冲头的最大压力达到200吨。
3.根据权利要求1所述的大型真空热压炉，其特征在于:所述下钥压头样品台表面涂覆陶瓷涂料，平台尺寸为400mmX400mmX250mm。
4.根据权利要求1所述的大型真空热压炉，其特征在于:所述加热室采用六区控温加热，控温精度在小于±1°C，加热室均温性达到±2°C。
5.根据权利要求1所述的大型真空热压炉，其特征在于:所述四根钥支撑柱(7，18，20，21)可根据样品实际高度更换不同高度钥支撑柱，使得上钥压头(5)和下钥压头样品台(6)最大工作距离达到210_310mm。
【文档编号】B23K20/14GK203541842SQ201320725506
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】卢衍锦, 黄婷婷, 甘艺良, 黄金昌, 崔红生, 林锦新 申请人:中国科学院福建物质结构研究所