粉末炉料烧结方法与流程

本发明涉及冶金炉料加工技术领域，具体涉及粉末炉料烧结方法。

背景技术：

目前生产的硬质合金制品单重大，直径大，密封环境也较大，直接烧结难以确保产品的质量。为了解决这个问题，通常使用粉末冶金炉料进行烧结。而现有的烧结炉有两种，一种为真空烧结炉，真空烧结炉四周装有发热材料，对粉末炉料进行烧结。一种为过压烧结炉，过压烧结炉在左右以及下部装有发热材料。但是，两种烧结炉在前后两端设置的发热体使得粉末中部受热较慢，因此造成粉末炉料各部位受热程度不同，导致压坯在烧结过程出现液相的时间不同，结果导致产品内部组织结构及各项物理力学性能指标出现密度梯度、硬度梯度、强度梯度、磁力梯度、粘结相分布不匀等致命缺陷，同时还会引起产品集合形状的严重变形，极大地影响了大件硬质合金制品制造的合格率。

因此迫切需要一种全新的烧结方法，以解决粉末炉料在烧结时受热不均而造成大件硬质合金制品质量降低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种粉末炉料烧结方法，以解决粉末炉料在烧结时受热不均而造成大件品硬质合金制品质量降低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：粉末炉料烧结方法，包括烧结，其特征在于，使用一种粉末烧结装置，粉末烧结装置包括机架、固定安装在机架上的旋风除尘器、烧结炉和冷淬炉，所述烧结炉上部设有进料口且烧结炉位于旋风除尘器的出料口下方，烧结炉内两侧设有加热板，所述加热板上设有螺旋电圈，螺旋电圈一端固定在加热板上，螺旋电圈另一端固定在烧结炉上，烧结炉两侧设有气道，所述气道与旋风除尘器的风道连通，烧结炉底板与烧结炉滑动连接，底板底部固定安装有振动器，所述冷淬炉固定安装在烧结炉下方，冷淬炉内固定有制冷器，所述制冷器设有散热管，散热管缠绕在冷淬炉外侧且散热管与气道连通，冷淬炉一侧设有鼓风机，鼓风机与气道和散热管均连通，所述风道上设有放料箱，放料箱固定在风道上且与风道连通；

通过以下步骤，进行粉末炉料的烧结：

步骤一：将需要进行烧结的粉末炉料放置在放料箱内，并且启动螺旋电圈加热和制冷器制冷5~10min；

步骤二：启动鼓风机向旋风除尘器鼓风，鼓风机工作3~5min后，打开放料箱将粉末炉料放入气道内；

步骤三：粉末炉料在烧结炉中烧结1~2h；

步骤四：步骤三中烧结好的粉末炉料，放入冷淬炉中冷淬5~10min后取出烧结好的粉末炉料。

制冷器，为冰箱制冷器，通过制冷管对冷冻内部进行制冷，通过散热管进行散热。

旋风除尘器，除尘机理是使含尘气流作旋转运动，旋转运动包括搅拌的上涡旋，排出气体的内涡旋和离心作用的外涡旋，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗，而本发明利用该机理用于对粉末进行烘干并且分离气体和粉末。

本发明的技术原理：

步骤一：对粉末炉料进行烧结时，将粉末炉料放进放料箱内并且启动制冷器和螺旋电圈，并且制冷器制冷和螺旋电圈加热5~10min。螺旋电圈加热并将烧结炉加热，而制冷器制冷并使冷淬炉保持低温。

步骤二：启动鼓风机向旋风除尘器鼓风，鼓风机鼓出的风通过散热管和气道，经过散热管时，鼓出的风被制冷器散出的热在散热管内加热，通过散热管进入气道时，烧结炉温度较高，侧壁形成的温度也会较高，通过散热管的风进入气道时，被烧结炉加热。通过气道进入到旋风除尘器的热风对旋风除尘器进行预热，避免在旋风除尘器内形成温度差，从而导致预热的粉末炉料再次遇冷，水蒸气冷凝形成水珠混入。鼓风机持续鼓风3~5min后，打开放料箱将粉末炉料放出，放出的粉末炉料进入到风道内。粉末炉料在风道内形成紊流搅拌，热风对粉末炉料进行烘干。在热风的作用下，粉末炉料被吹进旋风除尘器内，在上涡旋的作用下，粉末炉料再次被烘干搅拌。在内涡旋的作用下热风通过出气管排出，在外涡旋的作用下粉末炉料和热风分离，在重力的作用下，烘干的粉末炉料通过出料口和进料口进入到烧结炉内。

步骤三：烧结炉内被螺旋电圈高温加热，粉末炉料在外涡旋离心作用下会分散的撞击在锥体侧壁，粉末炉料在重力作用下从出料口分散的通过进料口进入到烧结炉内，烧结炉内的高温对进入的分散粉末进行第一次高温加热，逐渐增多的粉末炉料会堆积，从而中部的受热又会变得缓慢，粉末炉料分散进入时各部分通过加热，减小了粉末炉料中部和外部的温度差。通过启动振动器将堆积的粉末炉料铺满，从而使得粉末炉料各部分受热均匀。粉末炉料加到一定量时，关闭鼓风机并且关闭放料箱，将粉末炉料进行烧结1~2h。

步骤四：粉末炉料在烧结炉内烧结完成后，将底板滑开，烧结好的炉料掉入冷淬炉内。通过冷淬炉内制冷器制出的低温对烧结好的炉料进行冷淬5~10min，以提高烧结质量。冷淬之后将烧结好的粉末炉料取出。

本发明的有益效果：（1）通过旋风除尘器将粉末炉料内的水分与粉末炉料充分分离，粉末炉料进入到烧结炉时，避免粉末炉料内的水分造成粉末炉料受热不均，以提高烧结炉料的质量从而提高合金制品的质量。

（2）分散的粉末炉料进入到烧结炉内受热均匀，堆积时中部和外部的温度差小，同时通过振动器的振动将粉末炉料铺平，使得粉末炉料被烧结时受热均匀，并且增大了粉末炉料的受热面积，加快了烧结效率，提高工作效率。

（3）通过冷淬炉对烧结好的粉末炉料进行冷淬，提高烧结好的粉末炉料的质量，从而提高合金制品的质量。

在以上基础方案上：

优选方案一：所述步骤一中的螺旋电圈加热温度为900~1200℃。温度低于900℃，烧结时间要增长，温度高于1200℃，烧结时间减短，但使烧结的粉末炉料内部结构变化太快，造成结构不稳定，从而造成产品质量下降。

优选方案二：所述步骤一中的制冷器制冷温度为-6~2℃。冷淬温度低于2℃，容易造成烧结好的粉末炉料断裂，冷淬温度高于2℃，烧结好的粉末炉料的结构发生变化缓慢时间过长，降低工作效率。

优选方案三：所述的冷淬炉另一侧设有温度检测口，温度检测口处设有可封闭温度检测口的封闭板。方便打开冷淬炉进行冷淬内温度检测，同时检测完成之后用封闭板封闭，保证冷淬温度。

优选方案四：所述气道与风道通过热风管连通。通过热风管将热风引到旋风除尘器内，避免热风逸散。

附图说明

图1为粉末烧结装置整体结构示意图；

图2为手持部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

附图标记为：圆柱体1、锥体3、烧结炉4、出料口5、气道6、出气管7、风道8、放料箱9、冷淬炉10、制冷器12、散热管13、螺旋电圈14、加热板15、温度检测口16、手持部17、底板18、鼓风机19。

实施例1：

如图1和图2所示，粉末炉料烧结方法，包括烧结，烧结时使用一种粉末烧结装置，粉末烧结装置包括机架、固定安装在机架上的旋风除尘器、烧结炉4和冷淬炉10。旋风除尘器包括中空的圆柱体1和锥体3，圆柱体1上设有出气管7和风道8，锥体3固定安装在圆柱体1下部，锥体3底部设有出料口5，风道8上固定安装有放料箱9，放料箱9与风道8连通，放料箱9与风道8连通。烧结炉4上部设有进料口并且烧结炉4位于出料口5下方，烧结炉4内两侧设有加热板15，加热板15上设有六个螺旋电圈14，螺旋电圈14一端固定在加热板15上，螺旋电圈14另一端固定在烧结炉4上。烧结炉4两侧设有气道6，气道6与风道8连通，气道6和风道8通过热风管连通，热风管避免热风逸散，同时热风管分别沿着锥体3和圆柱体1侧壁固定，烧结炉4底板18与烧结炉4滑动连接，底板18上固定有u形手持部17，底板18底部固定有振动器。冷淬炉10固定安装在烧结炉4底部，冷淬炉10内固定有制冷器12，制冷器12设有散热管13，散热管13缠绕在冷翠路外侧且散热管13与气道6连通，冷淬炉10一侧设有鼓风机19，鼓风机19分别与气道6和散热管13连通。冷淬炉10另一侧设有温度检测口16，温度检测口16处设有可封闭温度检测口16的封闭板。

通过以下步骤，进行粉末炉料的烧结：

步骤一：对粉末炉料进行烧结时，将粉末炉料放进放料箱9内并且启动制冷器12和螺旋电圈14。并且制冷器制冷和螺旋电圈加热8min。螺旋电圈加热温度达到1000℃，制冷器制冷温度为0℃。

步骤二：启动鼓风机19鼓出箱旋风除尘器鼓入气体，气体在制冷器12工作时通过散热管13进行散热。散出的热量被送入散热管13内，鼓风机19与散热管13和气体连通，鼓风机19鼓出的风预先被散热管13内的热量预热，预热的风通过气道6。六个螺旋电圈14启动会产生高温高热，从而使得烧结炉4也产生高温高热，鼓风机19鼓出的气体通过气道6时，预热气体会被加热。气道6与风道8连通，气体会通过热风管和风道8进入到旋风除尘器内，加热的气体通过圆柱体1和锥体3并且对其预热。热风管会对旋风除尘器进行保温，避免温度降低。鼓风19向旋风除尘器鼓风4min后，打开放料箱放出粉末炉料进入风道8内，放入的粉末炉料在旋风除尘器的风道8内，在上涡旋的作用下发生搅拌，且热风对粉末炉料进行烘干。粉末炉料会被热风吹入圆柱体1和锥体3内。进入圆柱体1和锥体3的粉末炉料和热风，在内涡旋的作用下热风通过出气管7排出，在外涡旋的作用下粉末炉料和热风分离，在重力的作用下，烘干的粉末炉料通过出料口5和进料口进入到烧结炉4内。

步骤三：烧结炉4内被六个螺旋电圈14高温加热，粉末炉料从出料口5分散的通过进料口进入到烧结炉4内，烧结炉4内的高温对进入的分散粉末炉料进行第一次高温加热，使得粉末炉料各部分的温度基本相同。逐渐增多的粉末炉料会堆积，从而中部的受热会变得缓慢。但粉末炉料分散进入时已经被加热中部与外部的粉末炉料的温度差较小。

步骤四：粉末炉料加到一定量时，关闭鼓风机19，鼓风机19不再向旋风除尘器送入热风。粉末炉料在烧结炉4内烧结2h后，通过u形手持部17将底板18拔出，烧结好的炉料掉入冷淬炉10内。通过冷淬炉10内制冷器12制处的低温对烧结好的炉料进行冷淬5min，以提高烧结质量。冷淬之后将烧结好的粉末炉料从温度检测口16取出。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。