[實用新型]金屬粉末注射成形真空脫脂燒結爐的可控冷卻裝置

有效

• 申請號: 201320755593.3
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN203621496U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 劉鵬;徐文立;胡芳
• 申請（專利權）人: 寧波恒普真空技術有限公司
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115;F27D9/00
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

技術領域

本實用新型涉及金屬粉末注射成形真空脫脂燒結爐，尤其涉及了一種金屬粉末注射成形真空脫脂燒結爐的可控冷卻裝置。

背景技術

產品在金屬粉末注射成形真空脫脂燒結爐中，經脫脂、燒結后進入冷卻工藝。冷卻分自然冷卻、強制冷卻和封入冷卻。自然冷卻和封入冷卻不啟動風機。自然冷卻是進入冷卻工藝后，加熱停止，讓產品自然冷卻下來，沒有任何氣流經過；封入冷卻是進入冷卻工藝后，加熱停止，充入一定壓力的保護氣體，讓產品在一定壓力的氣氛中慢慢冷卻下來。這兩種冷卻方式的冷卻速度很慢，導致生產效率低。客戶為了生產效率，通常會選擇強制冷卻。強制冷卻是進入冷卻工藝后，爐體內壓力達到風機啟動壓力，風機啟動，爐體內產生定向氣流循環，如圖1所示，其為強制冷卻時的定向氣流循環圖，圖中箭頭表示氣體的流向。

爐體1上設有夾套4，爐體1內還設有隔熱材筒2和發熱體3，夾套4與隔熱材筒2間的通道為氣流通道5，燒結爐上的料箱6置于爐體1中部，燒結爐前后兩邊均設有隔熱材門7，隔熱材筒2兩邊靠近隔熱材門7的地方設有擋風罩15，在進入冷卻工藝后，隔熱材門7均為打開，冷卻風機14啟動形成風量，氣流從葉輪9兩邊排出流經氣流通道5，再進入設置有料箱6的爐體1內部，再由葉輪9中間吸入，葉輪9為軸流葉輪，它能使氣流由葉輪9中間吸入再從葉輪9兩邊排出。夾套4內通有循環冷卻水，其可把氣流經過氣流通道5時留在爐體1內壁上的熱量帶走。強制冷卻也稱急速冷卻，一旦啟動冷卻風機14，其轉速是不變的。

燒結工藝結束后，產品12溫度降到冷卻開始溫度。冷卻開始溫度一般設定在≤1200℃，但是如果冷卻開始溫度設定太高，在實施強制冷卻時，其冷卻速度太快，對產品12性能參數等都會有影響，如變形，開裂，尺寸偏差，硬度影響等問題，另外對陶瓷板11會造成開裂影響。如圖3所示，料箱6內設有料板10，料板10上設有陶瓷板11，產品12放置在陶瓷板11上，陶瓷板11的作用是防止高溫時產品12與料板10粘在一起。如果從高溫（例：1200℃）就開始強制冷卻，其冷卻速度太快，會使陶瓷板11開裂。所以需要將產品12溫度降至比較低的溫度（例：600℃～900℃）后再開始強制冷卻。但是從較高的溫度降到開始實施強制冷卻而不會影響產品12性能和陶瓷板11開裂情況的溫度所用的時間很長。例如在爐型VM48/48/200燒結爐上燒結完成后，產品12溫度從1200℃降到900℃，自然冷卻所用的時間是105min，而強制冷卻所用的時間是30min，自然冷卻比強制冷卻的所用時間要多75min。

對于客戶而言，冷卻速度越快，生產效率越高，但前提是必須保證對產品和陶瓷板無影響。

另外，從高溫直接開始強制冷卻對產品的硬度也有影響，例：沉淀型馬氏體不銹鋼17-4PH，在金屬粉末注射成形行業內，不銹鋼17-4PH開始強制冷卻的溫度一般設定為600℃左右，因為從高溫（例1000℃）就開始直接強制冷卻會使不銹鋼17-4PH的硬度提高。在爐型為VM48/48/200的燒結爐上測量的在不同溫度下開始強制冷卻后對17-4PH硬度的影響情況見表1。

表1：設定不同溫度下開始強制冷卻后測得17-4PH的HV硬度

開始強制冷卻(℃)HV硬度600200