一种超硬材料磨具烧结装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超硬材料磨具烧结装置，包括由侧壁、盖板和底板围设成的烧结腔；所述烧结腔内，在底板上设有可旋转的用于放置烧结工件的转台，转台的上方设有用于高频加热的电磁感应线圈。本实用新型的超硬材料磨具烧结装置，高频感应线圈产生高频磁场，对工件的上表面进行加热；工件随转台旋转，减小了高频感应加热温度场不均匀程度，高频搅拌作用使温度场分布更均匀；可针对金属结合剂磨具中工作层(或镀层、结合剂层)部位进行加热，由于高频烧结中电磁搅拌与温度场均匀的作用，使烧结后的工作层内部无孔隙，结构致密，保证了金属结合剂磨具的烧结质量；高频感应加热效率高、加热速度快，提高了产品的生产效率，适合推广应用。
【专利说明】一种超硬材料磨具烧结装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于烧结装置【技术领域】，具体涉及一种超硬材料磨具烧结装置。
【背景技术】
[0002]超硬材料制品具有强度高、使用寿命长、加工精度高等优点，因此其作为首选工具，在难加工材料磨削领域发挥着不可替代的作用。结合剂材料对磨料的把持强度直接影响超硬材料磨具的使用性能，常用的结合剂材料主要有金属、树脂和陶瓷，其中金属结合剂对磨料的把持力相对较高。
[0003]金属结合剂磨具通常采用粉末冶金法制造，传统工艺环节主要包括:混料、轴向成型、烧结、后加工等。砂轮组织和硬度及磨料分布的均匀度、烧结过程中磨料的损伤程度，直接影响到砂轮的使用性能。金属结合剂磨具必须经过烧结才能使用，目前烧结方法中最常见的为电阻加热(发热元件、模具及烧结物料本身通过电流发热)，感应加热(中频或高频感应加热)等方法。电阻加热对应的设备为高温电阻炉，其传热为自然对流和辐射，局部为热传导方式；由于自然对流会导致热传导的能量损失，因此电阻炉存在加热效率低、升温速率慢和易产生温度梯度的问题。感应加热具有加热效率高、加热速度快的优点，但是其用作烧结热源，容易产生磨具径向的温度梯度，存在加热温度场不均匀的问题，严重影响烧结质量，如何利用感应加热来进行金属结合剂磨具的烧结，是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种超硬材料磨具烧结装置，解决现有感应加热存在的温度场不均匀的问题。
[0005]为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种超硬材料磨具烧结装置，包括由侧壁、盖板和底板围设成的烧结腔；所述烧结腔内，在底板上设有可旋转的用于放置烧结工件的转台，转台的上方设有用于高频加热的电磁感应线圈。
[0006]所述转台上设有环形的石墨圈。
[0007]所述转台上、石墨圈内设有用于放置烧结工件的定位槽。
[0008]所述石墨圈与转台之间设于隔热片。
[0009]所述底板上表面的边缘、与侧壁对接处设有用于放置密封弹性体的环形槽。
[0010]所述底板与侧壁相对接处设有对中斜面。
[0011]所述底板为可升降结构。
[0012]所述底板与转台之间设有用于支撑转台、实现转台旋转的轴承。
[0013]本实用新型的超硬材料磨具烧结装置，烧结腔内的底板上设有可旋转的用于放置烧结工件的转台，转台的上方设有用于高频加热的电磁感应线圈，高频感应线圈产生高频磁场，对工件的上表面进行加热，在高频涡流作用下，工件上表面温度迅速上升进行烧结；工件随转台旋转，减小了高频感应加热温度场不均匀程度，高频搅拌作用使温度场分布更均匀；可针对金属结合剂磨具中工作层(或镀层、结合剂层)部位进行加热，由于高频烧结中电磁搅拌与温度场均匀的作用，使烧结后的工作层内部无孔隙，结构致密，保证了金属结合剂磨具的烧结质量；高频感应加热效率高、加热速度快，提高了产品的生产效率，适合推广应用。
[0014]进一步的，高频感应磁场对石墨圈进行加热，使工件边缘部位的温度与中部温度趋于一致，减小了热量损失速度。底板上表面的边缘、与侧壁对接处设有用于放置密封弹性体的环形槽，底板与侧壁相对接处设有对中斜面，使底板与侧壁密封配合，使烧结腔成为密封腔体，便于充入保护气体形成气体保护环境。底板为可升降结构，便于工件的装入与取出。底板与转台之间设有用于支撑转台、实现转台旋转的轴承，可使转台在水平面上灵活转动。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为实施例1的超硬材料磨具烧结装置的结构示意图；
[0016]图2为实施例1的超硬材料磨具烧结装置的使用状态图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]本实施例的超硬材料磨具烧结装置，如图1所示，包括由侧壁2、盖板I和底板4围设成的烧结腔13 ;所述侧壁2的位置固定，材料为聚四氟乙烯，不导磁、不导电；所述盖板I为有机玻璃视窗，用于观察烧结腔内烧结情况；
[0019]所述烧结腔13内，在底板4上表面设有可旋转的转台6，所述转台6的上表面设有环形的石墨圈11，转台6上表面、石墨圈11的内部设有用于放置烧结工件的定位槽12，所述石墨圈11与转台6之间设于隔热片；转台6的上方设有用于高频加热的电磁感应线圈10 ;转台6的下端穿过底板4用于与电动机主轴相连，所述底板4与转台6之间设有用于支撑转台、实现转台旋转的轴承5 ；
[0020]所述底板4为可升降结构，底板4下表面与升降机构连接，高度位置可调；所述底板4上表面的边缘、与侧壁2对接处设有用于放置密封圈3的环形槽；底板与侧壁相对接处设有对中斜面14。
[0021]使用时，降下底板4，将待烧结工件置于转台6上的定位槽12内，待烧结工件为超硬材料磨具，包括磨具基体7和磨料9，磨料9通过镀层8固结在磨具基体7上；烧结时，将待烧结工件的磨料朝上置于转台6上，待烧结工件与石墨圈同轴；利用升降机构使底板4上升，底板4与侧壁2对接，密封圈3被压缩变形，在底板4与侧壁2的对中斜面作用下良好配合，使烧结腔13成为密封腔体；向烧结腔13内充入保护气体，形成气体保护环境；使转台6按照设定的速度旋转；启动高频加热系统，使高频感应线圈产生高频磁场，对工件的上表面进行加热，由于高频搅拌作用，镀层金属融为一体，镀层中与磨料易形成强碳化物的元素向磨料富集、扩散、化合，同时熔融的合金与基体发生化合，进而实现磨料、合金、基体三者之间的化学冶金结合。工件随转台旋转，减小了高频感应加热温度场不均匀程度，同时，高频感应磁场对石墨圈进行加热，使工件边缘部位的温度与中部温度趋于一致，减小了热量损失速度。
[0022]本实施例的超硬材料磨具烧结装置，针对金属结合剂磨具的镀层部位进行加热，由于高频烧结中电磁搅拌与温度场均匀的作用，使烧结后的工作层内部无孔隙，结构致密，保证了金属结合剂磨具的烧结质量；高频感应加热效率高、加热速度快，提高了产品的生产效率，适合推广应用。
[0023]在本实用新型的其他实施例中，侧壁材料还可为尼龙。
【权利要求】
1.一种超硬材料磨具烧结装置，其特征在于:包括由侧壁、盖板和底板围设成的烧结腔；所述烧结腔内，在底板上设有可旋转的用于放置烧结工件的转台，转台的上方设有用于高频加热的电磁感应线圈。
2.根据权利要求1所述的超硬材料磨具烧结装置，其特征在于:所述转台上设有环形的石墨圈。
3.根据权利要求2所述的超硬材料磨具烧结装置，其特征在于:所述转台上、石墨圈内设有用于放置烧结工件的定位槽。
4.根据权利要求2或3所述的超硬材料磨具烧结装置，其特征在于:所述石墨圈与转台之间设于隔热片。
5.根据权利要求4所述的超硬材料磨具烧结装置，其特征在于:所述底板上表面的边缘、与侧壁对接处设有用于放置密封弹性体的环形槽。
6.根据权利要求5所述的超硬材料磨具烧结装置，其特征在于:所述底板与侧壁相对接处设有对中斜面。
7.根据权利要求6所述的超硬材料磨具烧结装置，其特征在于:所述底板为可升降结构。
8.根据权利要求7所述的超硬材料磨具烧结装置，其特征在于:所述底板与转台之间设有用于支撑转台、实现转台旋转的轴承。
【文档编号】F27B5/04GK204115457SQ201420559296
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】邢波, 祝小威, 王永宝, 王爱珍 申请人:郑州磨料磨具磨削研究所有限公司