專利名稱：一種真空熱壓機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域的一種熱加工機械，尤其涉及一種真空熱壓機。
背景技術(shù)：
無機非金屬陶瓷或金屬制品的成形技術(shù)公知有多種工藝方法，這些方法尤其包 括，模壓成型、注射成型、擠壓成型及沖壓成型方法。通常利用熱壓機成型工藝對制 造高致密度高取向制品有很好的效果。另外，對于一些金屬或無機非金屬粉末，在真 空下進行熱壓能夠避免氧化，從而提高制品的性能。
現(xiàn)有真空熱壓機的整體設(shè)主要由加熱源、真空系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)構(gòu)成，三部分間采 用法蘭及密封圈連接。真空系統(tǒng)通常由爐腔、機械泵、羅茨泵和擴散泵構(gòu)成，采用擴 散泵時，真空度通常能達到10-2Pa或更低；液壓系統(tǒng)通過液壓油驅(qū)動油缸的活塞帶動 上壓頭和/或下壓頭運動，使粉料在上、下壓頭之間壓制成型；加熱源可以采用直流、 交流或渦流加熱的方式，其為常規(guī)真空熱壓機結(jié)構(gòu)。如一專利號為ZL92222401.3(公告 號為CN2133438Y)的中國實用新型專利《真空下粉末成型壓機》披露了這樣一種成型 壓機，它是在由支柱連接在其上裝有液壓頂頭的上、下壓板所構(gòu)成的壓機中設(shè)有內(nèi)置 模具的真空室的基礎(chǔ)上將內(nèi)置壓頭的波紋管裝于真空室的上側(cè)，并將內(nèi)、外部分別套 裝粉料接送器、磁力軸控制器和開有真空抽氣口、接料口的磁力軸套裝于真空室的側(cè) 面。它可在真空條件下將具有清潔表面的超微粒子粉料收集并加壓直接成型為具有清 潔界面的粉末成型產(chǎn)品。
這種真空熱壓機存在的不足之處是從常壓下達到高真空度的時候，往往需要較 長的時間，并且在爐腔內(nèi)容積大的情況下，需要時間更長。另外，真空熱壓機通常只 能一次壓制單件產(chǎn)品，即使采用轉(zhuǎn)盤輪壓制方式， 一次也只能壓有限數(shù)量的產(chǎn)品，最 后必須打開爐門取出產(chǎn)品，重新裝載坯料，然后關(guān)爐門抽真空，加熱并壓制，如此循 環(huán)。這兩個缺點很大程度上限制了真空熱壓的連續(xù)工作能力，降低生產(chǎn)效率。
當然，也可以采用諸如將整個熱壓機全封閉地包裹在大的真空系統(tǒng)中，但這樣對 大批量快速生產(chǎn)來說，設(shè)備造價和運行費用就非常昂貴，而且給維修帶來很大的麻 煩。另外，申請?zhí)枮镃N92103558.6(公告號為CN1066744Y)的中國實用新型專利《在開 式壓機中熱壓磁體》披露了這樣一種方法，僅在壓模壁上使用固體潤滑劑，并在常溫 下將含稀土元素的合金粉末壓成壓坯體。然后使用加熱的壓模在氬氣的保護下在開式 壓機中將這種壓坯體熱壓成型。該方法雖然加快了運行效率，但對于高比表面積、氧化速度更快的微米甚至納米粉體，這種僅靠惰性氣體排除空氣的方法就不太適合。 因此現(xiàn)有真空熱壓機還可作進一步改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種可以能夠連續(xù)生 產(chǎn)的真空熱壓機。該真空熱壓機具有抽真空的時間損失少，生產(chǎn)加工連續(xù)性好的優(yōu) 點。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種真空熱壓機，包括有開有觀 察窗的主工作室，主工作室內(nèi)設(shè)有抽真空系統(tǒng)、加熱源、液壓成型系統(tǒng)；其特征在 于還包括有體積小于主工作室的過渡艙和手套箱，所述的過渡艙和手套箱分別與主 工作室連通，且都裝有壓力表；所述的過渡艙具有一從外部開啟的外艙蓋，及連通主 工作室的可從主工作室內(nèi)開啟的過渡艙蓋，在過渡艙和主工作室之間設(shè)有一連通該兩 部分的通氣閥，過渡艙上還設(shè)有連通過渡艙與外界的閥；所述的手套箱前端至少開有 一其上裝有手套的開口，在手套箱里側(cè)具有連通主工作室的可從手套箱內(nèi)部開啟的密 封門，手套箱至少設(shè)有一和外界相通的通氣閥及一放氣閥。
為便于操作，上述的開口有二個。這樣可使用雙手來取放坯料及進行熱壓工作。
為便于操作，上述的手套的長度以可以達到主工作室及過渡艙大部分為準。這樣 開過渡艙中的過渡艙蓋及取放坯料分別，開過渡艙蓋時無需其它輔助工具便可實現(xiàn)。
上述的觀察窗及手套箱設(shè)置在主工作室的前部，所述的過渡艙設(shè)置在主工作室的 側(cè)部。將觀察窗和手套箱設(shè)置在同一側(cè)，便于通過觀察窗察看手套箱在主工作室內(nèi)的 操作狀況，而將過渡艙設(shè)置在手套箱的側(cè)部，使過渡艙與手套箱鄰近，便于通過手套 箱對過渡艙的操作。
為便于關(guān)閉或開啟外艙蓋、過渡艙蓋、密封門，上述的外艙蓋的外端面上設(shè)有外 把手，所述的過渡艙蓋上設(shè)有內(nèi)把手，內(nèi)把手位于主工作室內(nèi)，所述的密封門上設(shè)有 把手，該把手位于手套箱內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于該真空熱壓機添加了過渡艙及手套箱裝 置，由于添加了過渡艙作為中轉(zhuǎn)，放置坯料及取出熱壓后的制品，而且通過氣密性高 的手套箱進行取放坯料及壓制操作，不需要每次都打開主工作室的爐門，也無需每壓 制一次便對主工作室進行一次抽真空工作，減少了等待時間，使得整個熱壓設(shè)備系統(tǒng) 的連續(xù)工作能力大大提高，適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)。


圖l為本實施例用于說明熱壓機的主工作室、過渡艙和手套箱三者的相對位置關(guān)系 的正面示意圖；圖2為本實施例用于說明熱壓機的主工作室、過渡艙和手套箱三者的相對位置關(guān)系 的側(cè)視圖3為本實施例用于說明過渡艙的結(jié)構(gòu)及其與主工作室的連接示意圖； 圖4為本實施例用于說明手套箱的結(jié)構(gòu)及其與主工作室的連接示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。 如圖1 4所示，為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
一種真空熱壓機，包括有開有觀察窗l(fā)l的主工作室l，主工作室l內(nèi)設(shè)有抽真空系 統(tǒng)、加熱源、液壓成型系統(tǒng)，熱壓機系統(tǒng)中的充氣調(diào)節(jié)壓力，采用的氣源為普純(99. 9%)或高純氮氣(99.99%)、氬氣、氦氣或者這三種中至少兩種的混合氣體。所述的 觀察窗l(fā)l設(shè)置在主工作室l的前面板上，主工作室l內(nèi)的各種設(shè)備及其連接方式均為現(xiàn) 有技術(shù)，在這不再展開詳細闡述。
還包括有體積小于主工作室的高氣密性的過渡艙2和手套箱3，原則上氣密性越高 越好，其中，手套箱3設(shè)置在主工作室1的前面板，所述的過渡艙2設(shè)置在土工作室1的 側(cè)部，所述的過渡艙2和手套箱3分別與主工作室1連通，且都裝有顯示其內(nèi)壓力的壓力 表4。
所述的過渡艙2具有一可以從外單向開啟的外艙蓋21，及連通主工作室l的只能從 主工作室1內(nèi)單向開啟的過渡艙蓋22，外艙蓋21的外端面上設(shè)有外把手23及門閂結(jié)構(gòu)， 過渡艙蓋22外面上設(shè)有內(nèi)把手24及門閂結(jié)構(gòu)，在過渡艙蓋22關(guān)閉的狀態(tài)下，所述的內(nèi) 把手24位于主工作室1內(nèi)，在所述的過渡艙2和主工作室1之間設(shè)有一連通該兩部分的通 氣閥5,過渡艙2上還設(shè)有連通過渡艙2內(nèi)部與外界的閥6。
所述的手套箱3前端開有兩個其上裝有手套的開口31,所述的手套位于手套箱3 內(nèi)，且手套的開口處與手套箱3上的開口31密封連接，手穿過手套箱3上的開口便可伸 入到手套內(nèi)，手套的長度以可以達到主工作室1及過渡艙2大部分為準，外面還在手套 箱3內(nèi)預先放置有夾鉗工具，夾鉗工具為常規(guī)工具，在圖紙中沒有顯示，在手套箱3里 側(cè)具有連通主工作室1的可從手套箱3內(nèi)部開啟的密封門32，密封門32上設(shè)有把手33及 門閂結(jié)構(gòu)，手套箱3至少設(shè)有一和外界相通的通氣閥7及一放氣閥8。其中通氣閥7用來 通入惰性氣體，放氣閥8用來排氣調(diào)節(jié)壓力。
本實施例的工作原理及過程如下
1、 熱壓機第一次開機工作時，主工作室1和過渡艙2均為正壓，通過主工作室l的 爐門或過渡艙2裝入數(shù)件以上坯料(坯料件數(shù)視主工作室大小而定)。
2、 關(guān)閉主工作室l的爐門，并分別關(guān)閉過渡艙2的外艙蓋21和過渡艙蓋22，以及手套箱3上的密封門32。開啟主工作室l的抽真空系統(tǒng)，當真空度下降到10Pa或者更低的 時候，開啟加熱源及液壓系統(tǒng)，在設(shè)定溫度熱壓首個坯料。
3、 坯料熱壓成型后，往主工作室l內(nèi)的通入氮氣、氬氣或氦氣等惰性氣體降溫， 維持熱壓或降低制品的溫度。采用上壓頭提升、下壓頭頂出或下壓頭退降、上壓頭頂 出坯方式，進行坯料脫模。
4、 往主工作室l內(nèi)充入的惰性氣體，使得主工作室l壓力為常壓或略高時；為盡量 消除手套箱3內(nèi)可能存在的氧氣，打開手套箱3的通氣閥7通入惰性氣體，達到一定正壓 后，打開放氣閥8放氣，往復數(shù)次以確保氧氣排盡。
5、 操作人員戴上手套，通過把手33打開手套箱3上的密封門32，使手套箱3和主工 作室1相通，操作人員穿過開口31并通過手套握住事先放入的夾鉗，夾取脫模后的產(chǎn)品 并放置一旁，隨后往模具放入下一個坯料。此時可以選擇維持惰性氣氛，或者將抽出 惰性氣體達到一定真空度，再次開始熱壓制品。
6、 通過外把手23打開外艙蓋21，放入下一批坯料，再關(guān)上外艙蓋21，利用過渡艙 2上的閥6將過渡艙2抽真空至10Pa或者以下。此步驟可以和前述步驟同時進行。
7、 待最早放入主工作室l內(nèi)第一批數(shù)件坯料都熱壓成制品后，打開通氣閥7，調(diào)節(jié) 過渡艙2和主工作室1至其兩邊氣壓平衡，且同為正壓或略高。
8、 戴著手套穿過密封門32并旋動內(nèi)把手24從主工作室1內(nèi)部打開過渡艙2的過渡艙 蓋22，取出前述步驟已放入的坯料，換裝入熱壓后的制品，然后關(guān)閉過渡艙蓋22。
9、 打開過渡艙2的過渡艙蓋22，取出熱壓后的制品。 以上步驟完成了一次完整的工藝流程。
本發(fā)明實現(xiàn)了較高的自動化程度，同時保證了材料在熱壓的時候氧化很小。并且 由于添加了過渡艙作為中轉(zhuǎn)，及手套箱作為操作箱進行壓制和取放坯料、制品的過 程，故不需要每次操作都打開主工作室的爐門。還有在對主工作室反復多次充入惰性 氣體并抽出后，相當于洗氣過程，整個主工作室的氧含量可以大幅度降低。與主工作 室相比，過渡艙和手套箱的體積足夠小，坯料壓制和制品移出所造成的主工作室氧含 量上升很小，因此對過渡艙抽真空的時間損失也比傳統(tǒng)真空熱壓機要少。綜上所述， 該整個熱壓設(shè)備系統(tǒng)的連續(xù)工作能力大大提高，減少了等待時間，適合大批量工業(yè)化 生產(chǎn)。
所述的夾鉗可采用可控機械手代替，此時機械手安裝在原先手套箱的密封門位 置，可進一步節(jié)省手套箱打開和關(guān)閉造成的時間損失。
權(quán)利要求
1、一種真空熱壓機，包括有開有觀察窗(11)的主工作室(1)，主工作室(1)內(nèi)設(shè)有抽真空系統(tǒng)、加熱源、液壓成型系統(tǒng)；其特征在于還包括有體積小于主工作室的過渡艙(2)和手套箱(3)，所述的過渡艙(2)和手套箱(3)分別與主工作室(1)連通，且都裝有壓力表(4)；所述的過渡艙(2)具有一從外部開啟的外艙蓋(21)，及連通主工作室(1)的可從主工作室(1)內(nèi)開啟的過渡艙蓋(22)，在過渡艙(2)和主工作室(1)之間設(shè)有一連通該兩部分的通氣閥(5)，過渡艙(2)上還設(shè)有連通過渡艙(2)與外界的閥(6)；所述的手套箱(3)前端至少開有一其上裝有手套的開口(31)，在手套箱(3)里側(cè)具有連通主工作室(1)的可從手套箱(3)內(nèi)部開啟的密封門(32)，手套箱(3)至少設(shè)有一和外界相通的通氣閥(7)及一放氣閥(8)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的真空熱壓機，其特征在于所述的開口(31)有二個。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱壓機，其特征在于所述的手套的長度以可以 達到主工作室(1)及過渡艙(2)大部分為準。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱壓機，其特征在于所述的觀察窗(ll)及手套 箱(3)設(shè)置在土工作室(1)的前部，所述的過渡艙(2)設(shè)置在主工作室(1)的側(cè)部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱壓機，其特征在于所述的外艙蓋(21)的外端 面上設(shè)有外把手(23)，所述的過渡艙蓋(22)上設(shè)有內(nèi)把手(24)，內(nèi)把手(24)位于主工作室 (l)內(nèi)，所述的密封門(32)上設(shè)有把手(33)，該把手(33)位于手套箱(3)內(nèi)。
全文摘要
一種真空熱壓機，包括有開有觀察窗的主工作室，主工作室內(nèi)設(shè)有抽真空系統(tǒng)、加熱源、液壓成型系統(tǒng)；該真空熱壓機添加了過渡艙及手套箱裝置，所述的過渡艙和手套箱分別與主工作室連通，由于添加了過渡艙作為中轉(zhuǎn)，放置坯料及取出熱壓后的制品，而且通過氣密性高的手套箱進行取放坯料及壓制操作，不需要每次都打開主工作室的爐門，也無需每壓制一次便對主工作室進行一次抽真空工作，減少了等待時間，使得整個熱壓設(shè)備系統(tǒng)的連續(xù)工作能力大大提高，適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B30B15/00GK101468523SQ20071030757
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者東 李, 衛(wèi) 李, 旻 林, 偉 潘, 王會杰, 閆阿儒 申請人:中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所;鋼鐵研究總院