[實用新型]用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420451710.1
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN204022919U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙鴿;張瑞英;王曉歡
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C21/00
• 代理公司: 北京權(quán)泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11460
• 代理人: 王道川

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種管式燒結(jié)爐，特別涉及一種用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐。

背景技術(shù)

燒結(jié)是將粉末或壓坯在低于其主要組份熔點的溫度下進(jìn)行高溫處理以增高工件機(jī)械強(qiáng)度的工藝過程。原位合成法基本原理是利用不同元素或化學(xué)物之間在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而在金屬基體內(nèi)生成一種或幾種陶瓷相顆粒，以達(dá)到改善單一金屬合金性能的目的。陶瓷相作為復(fù)合材料的分散相或增強(qiáng)相，其顆粒度的大小的一致性以及其在復(fù)合材料基體內(nèi)分布的均勻性均會對復(fù)合材料的力學(xué)性能以及其他性能產(chǎn)生影響，因而在制備此類復(fù)合材料的過程中尤其要注意分散相的分布均勻性，使得分散相在該復(fù)合材料的基體中分散均勻。而常用管式燒結(jié)爐中多采用旋轉(zhuǎn)式管式爐，盡管可以使?fàn)t管內(nèi)的復(fù)合材料的原料受熱均勻，使得復(fù)合材料的原料能夠較快的熔化并進(jìn)行反應(yīng)。但復(fù)合材料的制備后期，由于旋轉(zhuǎn)式管式燒結(jié)爐自身旋轉(zhuǎn)速度的限制，復(fù)合材料中的分散相在復(fù)合材料基體中分散不均勻，還會出現(xiàn)集聚現(xiàn)象，而且分散相的顆粒度也會出現(xiàn)較大差異，從而對復(fù)合材料的整體性能產(chǎn)生影響。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型在于提供一種用于制備顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐，既能保證管式燒結(jié)爐中制備復(fù)合材料的原料能夠受熱均勻，又能使反應(yīng)生成的分散相(陶瓷相)顆粒度大小相近，且分散相在復(fù)合材料的基體中分擔(dān)較為均勻。

為解決上述問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐，包括加熱單元、保溫單元、冷卻單元、爐體和超聲波攪拌裝置，所述加熱單元包括第一段爐管和加熱元件，所述加熱元件設(shè)在所述第一段爐管內(nèi)；所述保溫單元包括第二段爐管和加熱組件，所述加熱組件設(shè)在所述第二段爐管內(nèi)；所述冷卻單元包括第三段爐管；所述爐體包括保溫層、循環(huán)水冷卻層和爐殼，所述循環(huán)水冷卻層設(shè)在所述保溫層和所述爐殼之間，所述爐殼上設(shè)有所述循環(huán)水冷卻層的進(jìn)水口和出水口；所述超聲波攪拌裝置包括超聲波發(fā)生器和超聲波傳導(dǎo)層，所述超聲波發(fā)生器通過超聲波導(dǎo)體與所述超聲波傳導(dǎo)層連接導(dǎo)通；所述第一段爐管、所述第二段爐管和所述第三段爐管依次分別設(shè)在所述爐體內(nèi)，所述第一段爐管與所述第二段爐管之間和所述第二段爐管與所述第三段爐管之間分別通過隔熱板連接；所述第一段爐管外側(cè)設(shè)有所述保溫層，所述保溫層外側(cè)設(shè)有所述爐殼；所述第二段爐管外側(cè)設(shè)有所述超聲波傳導(dǎo)層，所述超聲波傳導(dǎo)層外側(cè)設(shè)有所述保溫層，所述保溫層外側(cè)設(shè)有所述爐殼；所述第三段爐管外側(cè)設(shè)有所述超聲波傳導(dǎo)層，所述超聲波傳導(dǎo)層外側(cè)設(shè)有所述保溫層，所述保溫層外側(cè)為所述循環(huán)水冷卻層，所述循環(huán)水冷卻層外側(cè)為所述爐殼。

上述用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐，所述超聲波發(fā)生器設(shè)在所述爐體外。

上述用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐，所述第一段爐管為碳化硅爐管。

上述用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐，所述第二段爐管為碳化硅爐管。

上述用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐，所述第三段爐管為石英爐管。

上述用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐，還包括抽真空系統(tǒng)。

上述用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐，所述抽真空系統(tǒng)包括至少兩個真空泵，兩個所述真空泵串聯(lián)連接。

本實用新型的有益效果是：

1.采用超聲攪拌，可以使在復(fù)合材料制備后期階段中先行結(jié)晶出來的陶瓷相晶粒大小均勻，同時還可以使得陶瓷相在基體內(nèi)的分布比較均勻，從而使得所制備出的復(fù)合材料性能較為一致，不會出現(xiàn)忽好忽差的現(xiàn)象。

2.采用水冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)相結(jié)合的冷卻裝置，確保爐體不會出現(xiàn)局部溫度驟變導(dǎo)致爐體結(jié)構(gòu)受損，同時還確保了復(fù)合材料制備后期成品復(fù)合材料的整體降溫的一致性和均勻性，避免成品復(fù)合材料內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，進(jìn)而避免對成品復(fù)合材料的性能產(chǎn)生影響。

3.本實用新型采用真空泵組來實現(xiàn)在真空狀態(tài)下制備復(fù)合材料，避免因采用氫氣作為保護(hù)氣體而帶來的潛在的爆炸事故，同時降低了整個復(fù)合材料的制備過程中的保護(hù)氣的用量，從而降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本實用新型用于制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的管式燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-加熱單元，2-保溫單元，3-冷卻單元，4-爐體，5-超聲波攪拌裝置，6-第一段爐管，7-加熱元件，8-第二段爐管，9-加熱組件，10-第三段爐管，11-爐殼，12-保溫層，13-超聲波傳導(dǎo)層，14-循環(huán)水冷卻層，15-隔熱板，16-進(jìn)水口，17-出水口，18-超聲波發(fā)生器，19-抽真空系統(tǒng)，20-通氣管。