一种压力烧结炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种硬质合金压力烧结炉，具体是一种具有快速冷却功能的压力烧结炉。
【背景技术】
[0002]目前，硬质合金的烧结普遍采用压力烧结炉，通过烧结热等静压消除合金微观孔隙，提高产品硬度、密度及抗弯强度，提升合金产品质量。6MPa压力烧结炉和1.6MPa压力炉，主要用于烧结炉不同牌号和不同尺寸的硬质合金产品，对于大尺寸产品(如硬质合金辊环)以及低钴牌号产品(Co含量8%以下)主要使用6MPa压力炉烧结。而对于小尺寸产品(如硬质合金刀片)以及高钴牌号产品(Co含量8%以上)主要采用1.6MPa压力炉烧结。针对小产品和高钴牌号产品6MPa和1.6MPa压力烧结炉对小产品烧结后的硬度、密度和抗弯强度等性能指标完全一致。但1.6MPa压力烧结炉投入成本小，其成本只有6MPa压力炉成本的50%，同时高温高压时的用气量1.6MPa压力炉只有6MPa压力炉用量的20%，而且在较小的压力情况下烧结，加热功率节省20%。
[0003]现有的200型6MPa压力炉满载情况下从1450°(:冷却至801€以下只需要5.5小时，而现有的200型1.6MPa压力烧结炉满载情况下从1450°C冷却至80°C以下则需要10小时。由于1.6MPa压力烧结炉不带快速冷却功能，存在产品冷却时间长的不足，影响了该设备的推广。
[0004]如图3所示，现有的1.6MPa压力烧结炉保温门5和料盒门6由同一气缸驱动，保温门5和料盒门6均安装在同一气缸上，料盒门6采用金属弹簧预紧，如果在1350°C左右开启保温门5和料盒门6，则弹簧会很快收缩变形失效。现有1.6MPa压力烧结炉没有快冷功能，只是在900°C以下打开保温门5和料盒门6，让料盒20及保温筒19内外冷热气体自然对流和热交换来缓慢冷却，在烧结和加压过程中保温门5和料盒门6 —直处于关闭状态，在冷却时炉内温度冷却至900°C以下时打开保温门5和料盒门6，让保温筒19外部温度更低的冷气体进入料盒20与高温产品区8内的热气体进行自然热交换冷却，使产品温度缓慢降温，直到冷却结束(炉内温度80°C以下)，冷却时间很长。以普通200型1.6MPa压力炉为例，满载产品(150KG)从烧结温度1450°C开始冷却，800°C以下打开料盒20，冷却至开炉门温度80°C大概需要10小时。而普通硬质合金刀片的脱蜡及烧结工艺时间大概为12小时来计算，整个冷却的时间与工艺运行时间的比例为5:6，造成运行时间长，设备产出率低，运行效率低下。
[0005]为改变原有普通1.6MPa压力烧结炉产品冷却时间长的问题，需要彻底改变原有炉体结构以及炉内部件。现有炉体冷却方式过于简单，仅仅只是通过将炉门打开后让炉子内外冷热气体自然缓慢对流热交换来实现冷却，冷却效率低，因此需要设计一种具有冷却功能的压力烧结炉，以实现产品快速冷却、提高生产效率的目的。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于:提供一种冷却效果好、能提高生产效率和设备运行效率的压力烧结炉。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:包括由炉门抱箍锁紧的炉门、炉体；设置在炉体内的保温门、料盒门、保温筒和高温产品区；高温产品区内设有料盒，炉体内还设有风机、换热器、气体导流罩、气流导流板、冷却水进出管、炉壳水夹套、保温门气缸和料盒门气缸；风机和换热器安装在炉门上；换热器与冷却水进出水管相连；气体导流罩安装在保温门上与保温筒贴合；气流导流板均布在炉壳内壁四周；冷却水进出管与炉壳水夹套相通；炉壳水夹套位于炉壳与炉体内壁之间；碳毡门和料盒门采用双气缸独立开关结构，保温门气缸和料盒门气缸安装在炉门上分别与保温门和料盒门相连。
[0008]本实用新型的保温门和料盒门采用独立双气缸驱动结构，即保温门和料盒门分别用独立的气缸实现驱动，料盒门不需要弹簧实现预紧，避免了弹簧在高温影响下变形失效影响设备稳定性，并能够在更高的冷却温度(1350°C)开启保温门和料盒门，实现快冷功能。为将风机导出的热气体迅速冷却，在位于风机叶片的四周即风机的气体导出口设有换热器。气体导流罩将保温筒内的热气体封闭，构成完整的封闭冷却循环路径，绝大部分热气体经导流罩从保温筒内进入换热器和风机，保证了热气体循环效率，避免了热气体出现短路循环，让经过充分冷却的气体循环回到高温产品区，快速冷却高温产品，提高冷却效果。经过炉壁的气体在气体导流板的阻挡下充分与炉壳内壁接触进行热交换，确保经风机扩散至炉壁的气体在炉体内壁进行充分热交换，将热气体进行冷却，而炉壳内壁设有水夹套，而炉壳水夹套是炉内最大面积的换热器，冷却水进出管与炉壳水夹套相通，使气体更加快速冷却。
[0009]进一步的改进是:所述的炉门为带圆弧封头的前炉门和后炉门。将原有平炉门结构改为带圆弧封头的炉门，能方便安装大功率风机、换热器和气体导流罩。
[0010]进一步的改进是:所述的风机为大功率水冷式风机。采用大功率水冷式风机能快速将保温筒内热气体抽吸到风机叶片，然后经过换热器换热后在圆弧形炉门导向下沿炉体内壁在气流导流板的作用下吹扫后内炉壁，再到后炉门，在后导流罩的引导下重新回吸进高温产品区。
[0011]进一步的改进是:所述的冷却水进出管有10根，安装在炉体上部和下部与炉壳水夹套相通，分别用于炉门冷却、炉体冷却和换热器冷却的通水。
[0012]进一步的改进是:所述的换热器分别为前换热器和后换热器，由耐高温大口径水冷铜管构成。采用耐高温大口径水冷铜管换热器能在将高温产品区热气体吸出来的同时将热气经铜盘管吹出去，使风机导出的热气体迅速冷却，后换热器铜管内通冷却水，以实现进一步将冷却后的气体降温。
[0013]更进一步的改进是:所述的换热器为直径Φ30πιπι的铜盘管，且铜盘管上焊有铜翅片。在铜盘管上焊接铜翅片，能够增大换热面积，让热气体经过换热器时与铜管和铜翅片充分接触进行热交换，对气体进行快速冷却。
[0014]进一步的改进是:所述的保温门固定在碳毡架上；料盒门固定在支撑杆上。碳毡架通过保温门气缸驱动保温门的开启与关闭；支撑杆通过料盒门气缸驱动料盒门的开启与关闭。
[0015]更进一步的改进是:所述的碳毡架和支撑杆的由耐高温材料Cr25Ni20不锈钢制成。以避免碳毡架和支撑杆在高温下变形影响保温门和料盒门的关闭稳定性，确保碳毡架和支撑杆在高温开启保温门和料盒门的情况下不变形。
[0016]本实用新型的工作原理:
[0017]首先，设备进入冷却控制系统，自动检测炉内温度低于1350°C以下，且在所有与快冷相关的冷却水流量正常情况下，系统自动开启保温门和料盒门，然后根据炉内温度自动选择转速情况下开启风机，将高温产品区内的热气快速经前导流罩导入风机的叶片，再经过风机叶片将高温热气导入四周布满大口径水冷铜管的前换热器，进行第一次换热；经过第一次换热的气体经圆弧形炉门沿着炉壁，在气流导流板的阻挡下带有水冷夹套的炉内最大换热器大面积接触，进行第二次换热；经过第二次换热的气体经后炉门在后换热器进行第三次换热冷却后，在后导流罩的作用下将经过三次换热后的冷却气体经后导流罩循环到炉内高温产品区，如此完成冷热气体循环和热交换，将炉内高温产品区内的产品快速冷却，
[0018]本实用新型的效果在于:缩短了产品冷却时间、提高了生产效率和产品烧结质量，解决了目前1.6MPa压力烧结炉冷却时间长，生产效率低的问题。本实用新型使用稳定可靠，特别适用于烧结小尺寸硬质合金产品。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型保温门和料盒门双气缸结构的示意图。
[0021]图3是现有1.6MPa压力烧结炉的结构示意图。
[0022]图中:1、风机；2、前炉门；3、前换热器；4、前导流罩；5、保温门；6、料盒门；7、气流导流板；8、尚温广品区；9、后导流罩；10、后换热器；11、后炉门；12、冷却水进出管；1