用于管式烧结炉的辅助烧结装置及管式烧结炉

本技术涉及辅助烧结保护装置，具体涉及一种用于管式烧结炉的辅助烧结装置及管式烧结炉。

背景技术：

1、钛及钛合金具有低密度、高比强度、优异的耐腐蚀和耐高温性能，被广泛应用于航天航空、军工国防等各个领域。目前钛及钛合金制备方法主要通过传统的铸造-压力加工等工艺，但由于钛材料本身机加工性能较差，导致生产效率低、制备成本高，如航空用钛材的买飞比通常达到12:1，对于叶片等复杂薄壁零件甚至达到20:1，材料利用率不足8％，因此高昂的制造成本严重阻碍了钛产品应用进程。

2、粉末冶金是一种以粉末为原料的近净成形技术，可以克服传统铸造机加工技术的固有缺陷，实现复杂形状零部件的近终形制造，且制备的样件组织均匀、性能优异、材料利用率接近100％，可有效降低制备成本，是一种推动钛制品产业化进程的有效手段。高温烧结通常是粉末冶金钛制件制备的最后工序，该过程虽在高纯惰性气氛保护下进行，但是惰性气体中不可避免地会存在少量碳、氧、氮等杂质元素，长时间高温烧结同样会污染钛制件。其中，氧是钛合金中最重要的杂质元素，对钛制件的致密化程度及力学性能影响显著，如ti-6al-4v合金中氧含量一旦超过临界值0.33wt.％时合金的延伸率将骤降至5％以下。

3、因此，如何减少烧结过程中的氧增是推动粉末冶金钛实用化进程的核心问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种用于管式烧结炉的辅助烧结装置及管式烧结炉，该辅助烧结装置呈六面体网格状结构，用于盛装吸氧材料如海绵钛，其内部采用多层具有网格结构设计的支撑网板可以使海绵钛充分分散，实现对烧结气氛的有效净化，成本低、烧结效率高；而且净化后的烧结气氛可以顺利通过支撑网板的网格而不产生任何阻碍，避免了高温下气体回流导致的堵塞等危险状况，该装置结构简单、使用安全系数高。

2、为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于管式烧结炉的辅助烧结装置。

3、该用于管式烧结炉的辅助烧结装置呈六面体网格状结构，其包括：

4、立方体状框架结构；

5、第一支撑网板，所述第一支撑网板设置在所述框架结构的一个侧面上；

6、若干个第二支撑网板，若干个所述第二支撑网板中的部分设置在所述框架结构的内部，且沿所述框架结构的高度方向呈层次排布；若干个所述第二支撑网板中的剩余部分分别设置在所述框架结构的五个侧面上；

7、所述第一支撑网板和若干个所述第二支撑网板之间相互连通。

8、进一步的，所述第一支撑网板的网格尺寸大于所述第二支撑网板的网格尺寸。

9、进一步的，所述第二支撑网板的网格尺寸小于待装入材料的尺寸。

10、进一步的，位于所述框架结构内部的相邻两层所述第二支撑网板的间距大于待装入材料的尺寸。

11、进一步的，所述第一支撑网板和所述第二支撑网板均为耐热金属网。

12、进一步的，所述框架结构采用12根支撑棱柱合围形成，相邻两根所述支撑棱柱的平面夹角为90°。

13、进一步的，所述支撑棱柱的长度可调。

14、进一步的，所述第一支撑网板的材质、所述第二支撑网板的材质均包括但不限于316l不锈钢、镍基合金、钛合金、钼合金。

15、为了实现上述目的，根据本实用新型的第二方面，提供了一种管式烧结炉。

16、该管式烧结炉包括炉管以及至少一个炉塞和至少一个上述的用于管式烧结炉的辅助烧结装置；其中，

17、所述炉塞和所述辅助烧结装置均置于所述炉管内部，所述炉塞和所述辅助烧结装置相互独立设置，并且所述辅助烧结装置靠近烧结样品设置，所述炉塞与所述烧结样品分别位于所述辅助烧结装置的相对两侧。

18、进一步的，所述炉塞和所述辅助烧结装置分别设有两个，两个所述辅助烧结装置位于所述烧结样品的相对两侧，两个所述炉塞分别位于所述辅助烧结装置的远离所述烧结样品的一侧。

19、本实用新型的优势：

20、1、框架结构内部采用多层具有网格结构设计的支撑网板可以使海绵钛充分分散，在烧结过程中仅使用少量海绵钛便可极大限度发挥其对烧结气氛的净化作用，成本低、烧结效率高。

21、2、在海绵钛发挥吸氧净化气氛、保护烧结样品的同时，净化后的烧结气氛可以顺利通过支撑网板的网格而不产生任何阻碍，避免了高温下气体回流导致的堵塞等危险状况，该装置结构简单、使用安全系数高。

22、3、框架结构的支撑棱边的尺寸可以根据管式烧结炉所用炉管的管径进行调整而不会对海绵钛的吸氧作用产生影响，装置尺寸调整自由度高。

技术特征：

1.一种用于管式烧结炉的辅助烧结装置，其特征在于，所述辅助烧结装置呈六面体网格状结构，其包括：

2.如权利要求1所述的用于管式烧结炉的辅助烧结装置，其特征在于，所述第一支撑网板的网格尺寸大于所述第二支撑网板的网格尺寸。

3.如权利要求1所述的用于管式烧结炉的辅助烧结装置，其特征在于，所述第二支撑网板的网格尺寸小于待装入材料的尺寸。

4.如权利要求1所述的用于管式烧结炉的辅助烧结装置，其特征在于，位于所述框架结构内部的相邻两层所述第二支撑网板的间距大于待装入材料的尺寸。

5.如权利要求1所述的用于管式烧结炉的辅助烧结装置，其特征在于，所述第一支撑网板和所述第二支撑网板均为耐热金属网。

6.如权利要求1所述的用于管式烧结炉的辅助烧结装置，其特征在于，所述框架结构采用12根支撑棱柱合围形成，相邻两根所述支撑棱柱的平面夹角为90°。

7.如权利要求6所述的用于管式烧结炉的辅助烧结装置，其特征在于，所述支撑棱柱的长度可调。

8.一种管式烧结炉，其特征在于，包括炉管以及至少一个炉塞和至少一个权利要求1-7任一项所述的用于管式烧结炉的辅助烧结装置；其中，

9.如权利要求8所述的管式烧结炉，其特征在于，所述炉塞和所述辅助烧结装置分别设有两个，两个所述辅助烧结装置位于所述烧结样品的相对两侧，两个所述炉塞分别位于所述辅助烧结装置的远离所述烧结样品的一侧。

技术总结
本技术提供了一种用于管式烧结炉的辅助烧结装置及管式烧结炉，该辅助烧结装置呈六面体网格状结构，包括立方体状框架结构、第一支撑网板和若干个第二支撑网板；第一支撑网板设置在框架结构的一个侧面上；若干个第二支撑网板中的部分设置在框架结构的内部，且沿框架结构的高度方向呈层次排布；若干个第二支撑网板中的剩余部分分别设置在框架结构的五个侧面上；第一支撑网板和若干个第二支撑网板之间相互连通。该辅助烧结装置用于盛装海绵钛以实现对烧结气氛的净化作用，成本低、烧结效率高；而且净化后的烧结气氛可以顺利通过支撑网板的网格而不产生任何阻碍，避免了高温下气体回流导致的堵塞等危险状况，该装置结构简单、使用安全系数高。

技术研发人员：潘宇,刘艳军,路新,朱郎平
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：20230719
技术公布日：2024/2/21