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马弗炉改造用于粉末冶金气氛保护烧结
时间:2016-06-23 作者:小易
马弗炉改造用于粉末冶金气氛保护烧结
通过对马弗炉进行结构上的适当改造,使普通马弗炉具备了气氛保护功能,并进行了 Cu—w—Sn合金材料 的粉末冶金烧结试验。
结果显示此次改造不仅提高了炉体的密封性,使其加热效率提高,温度稳定性改善,并且具备了良好的气氛保护能力,可满足易氧化的铜基合金材料对烧结气氛的要求。
  未经过改造的马弗炉的炉内结构图 
马弗炉内部结构如图2所示,加热电阻在装配时与耐火材料之间存在一定的间隙,而这些问隙实则成为炉内环境与外界环境能量交换的窗口,也是炉内气体与外界空气交换的通道。
在安装气氛保护系统前为了保证炉体的密封性能优良,首先需要耐火密封材料将各个间隙及通道一一填充。
考虑到本设备所在的工作温度,选择耐火度 600oC以上的石棉材料作为密封材料,并在炉体外部加以特定的软橡胶使其达到密封的效果。
采用粉末冶金法烧结合金材料,常常需要根据金属材料 与耐火本身的烧结性能提供以不同的烧结气氛;同时,烧结气氛‘作为重要的烧结工艺指标也直接影响烧结过程及最终制品的优劣。
在实际生产及科研工作中,一般使用专业的气氛炉作为,烧结炉,相对而言生产设备的成本较高。
马弗炉作为一种通用的加热设备,具有结构简单、使用方便、运行成本低、适用范围广等优点。
本文拟通过对马弗炉进行结构上的适当改造,添加简易的气氛保护装置,提高马弗炉的加热性能,以满足金属材料在烧结时不同的气氛保护要求,并具体针对 Cu—W— Sn合金材料进行粉末 台金烧结试验,将改造前后的马弗炉的烧结性能及制品性能进行对比。
实验结果证明经适当的改造马弗炉具有了气氛保护功能,并在一定程度上改善了的炉体的密封性及加热性能,改造工作达到预期目标。
马弗炉气氛控制装置图 
气氛保护是通过向炉腔不问断输入外接气源来实现的,具体工作是用电钻在箱体上打孔,插入外径为 0.5cm,内径为0.3cm 的铁管。
铁管的一端通过软管与气瓶连接,另一端插入马弗炉内,在铁管上套以软橡胶使其达到密封的要求,如实物图图 3所示。
气流大小的控制是通过气瓶上的转子流量计来控制,由此完成了炉体一铁管一气瓶这样一个简易的气氛提供及控制系统。
1 试验
1.1马弗炉的改造
马弗炉又称箱式电阻炉,是一种通用的加热设备。本试验使用马弗炉如图 1所 示,具体技术指标为:加热功率8~ 1OkW :加热温度小于 1300oC:炉膛容积约 40L:额定电压 380V。
未改造前与后的马弗炉对比图 
1.2 Cu—W—Sn合金制品烧结。
马弗炉工艺流示意图 
 1.2.1 磨具设计 磨具主体由机械加工而成,而带主图案的压头 (简称主压头 )则是通过特种加工完成的,其材质为45#钢。
1.2.2 粉体制备本试验以铜 (1O0~ 200目,∞=99%)、锡 (r~=99%)、钨 (r~=99%)、聚乙烯醇、硬脂酸钠、乙醇、蒸馏水作为原料,分别称取 425g铜粉、50g锡粉、25g钨粉,加入聚乙烯醇和硬脂酸钠溶液作为粘结剂于搅拌磨中混合均匀。
1.2.3 粉末的成型 成形压力:300~350MPa,保压时间:5分钟。
1.2.4 压坯的烧结 将成型的压坯分别放入未经过改造的炉子和改造后的炉子进行烧结。设定烧结温度为 800~C,烧结时间为 2小时,随炉冷却。
1.2.5 后处理 用 5%的稀盐酸经行漂洗处理。

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