一種超硬材料磨具燒結(jié)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超硬材料磨具燒結(jié)裝置，包括由側(cè)壁、蓋板和底板圍設(shè)成的燒結(jié)腔；所述燒結(jié)腔內(nèi)，在底板上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的用于放置燒結(jié)工件的轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺的上方設(shè)有用于高頻加熱的電磁感應(yīng)線圈。本實(shí)用新型的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，高頻感應(yīng)線圈產(chǎn)生高頻磁場，對工件的上表面進(jìn)行加熱；工件隨轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，減小了高頻感應(yīng)加熱溫度場不均勻程度，高頻攪拌作用使溫度場分布更均勻；可針對金屬結(jié)合劑磨具中工作層(或鍍層、結(jié)合劑層)部位進(jìn)行加熱，由于高頻燒結(jié)中電磁攪拌與溫度場均勻的作用，使燒結(jié)后的工作層內(nèi)部無孔隙，結(jié)構(gòu)致密，保證了金屬結(jié)合劑磨具的燒結(jié)質(zhì)量；高頻感應(yīng)加熱效率高、加熱速度快，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，適合推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種超硬材料磨具燒結(jié)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于燒結(jié)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超硬材料磨具燒結(jié)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超硬材料制品具有強(qiáng)度高、使用壽命長、加工精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此其作為首選工具，在難加工材料磨削領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。結(jié)合劑材料對磨料的把持強(qiáng)度直接影響超硬材料磨具的使用性能，常用的結(jié)合劑材料主要有金屬、樹脂和陶瓷，其中金屬結(jié)合劑對磨料的把持力相對較高。
[0003]金屬結(jié)合劑磨具通常采用粉末冶金法制造，傳統(tǒng)工藝環(huán)節(jié)主要包括:混料、軸向成型、燒結(jié)、后加工等。砂輪組織和硬度及磨料分布的均勻度、燒結(jié)過程中磨料的損傷程度，直接影響到砂輪的使用性能。金屬結(jié)合劑磨具必須經(jīng)過燒結(jié)才能使用，目前燒結(jié)方法中最常見的為電阻加熱(發(fā)熱元件、模具及燒結(jié)物料本身通過電流發(fā)熱)，感應(yīng)加熱(中頻或高頻感應(yīng)加熱)等方法。電阻加熱對應(yīng)的設(shè)備為高溫電阻爐，其傳熱為自然對流和輻射，局部為熱傳導(dǎo)方式；由于自然對流會導(dǎo)致熱傳導(dǎo)的能量損失，因此電阻爐存在加熱效率低、升溫速率慢和易產(chǎn)生溫度梯度的問題。感應(yīng)加熱具有加熱效率高、加熱速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是其用作燒結(jié)熱源，容易產(chǎn)生磨具徑向的溫度梯度，存在加熱溫度場不均勻的問題，嚴(yán)重影響燒結(jié)質(zhì)量，如何利用感應(yīng)加熱來進(jìn)行金屬結(jié)合劑磨具的燒結(jié)，是目前亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種超硬材料磨具燒結(jié)裝置，解決現(xiàn)有感應(yīng)加熱存在的溫度場不均勻的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種超硬材料磨具燒結(jié)裝置，包括由側(cè)壁、蓋板和底板圍設(shè)成的燒結(jié)腔；所述燒結(jié)腔內(nèi)，在底板上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的用于放置燒結(jié)工件的轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺的上方設(shè)有用于高頻加熱的電磁感應(yīng)線圈。
[0006]所述轉(zhuǎn)臺上設(shè)有環(huán)形的石墨圈。
[0007]所述轉(zhuǎn)臺上、石墨圈內(nèi)設(shè)有用于放置燒結(jié)工件的定位槽。
[0008]所述石墨圈與轉(zhuǎn)臺之間設(shè)于隔熱片。
[0009]所述底板上表面的邊緣、與側(cè)壁對接處設(shè)有用于放置密封彈性體的環(huán)形槽。
[0010]所述底板與側(cè)壁相對接處設(shè)有對中斜面。
[0011]所述底板為可升降結(jié)構(gòu)。
[0012]所述底板與轉(zhuǎn)臺之間設(shè)有用于支撐轉(zhuǎn)臺、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的軸承。
[0013]本實(shí)用新型的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，燒結(jié)腔內(nèi)的底板上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的用于放置燒結(jié)工件的轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺的上方設(shè)有用于高頻加熱的電磁感應(yīng)線圈，高頻感應(yīng)線圈產(chǎn)生高頻磁場，對工件的上表面進(jìn)行加熱，在高頻渦流作用下，工件上表面溫度迅速上升進(jìn)行燒結(jié)；工件隨轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，減小了高頻感應(yīng)加熱溫度場不均勻程度，高頻攪拌作用使溫度場分布更均勻；可針對金屬結(jié)合劑磨具中工作層(或鍍層、結(jié)合劑層)部位進(jìn)行加熱，由于高頻燒結(jié)中電磁攪拌與溫度場均勻的作用，使燒結(jié)后的工作層內(nèi)部無孔隙，結(jié)構(gòu)致密，保證了金屬結(jié)合劑磨具的燒結(jié)質(zhì)量；高頻感應(yīng)加熱效率高、加熱速度快，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，適合推廣應(yīng)用。
[0014]進(jìn)一步的，高頻感應(yīng)磁場對石墨圈進(jìn)行加熱，使工件邊緣部位的溫度與中部溫度趨于一致，減小了熱量損失速度。底板上表面的邊緣、與側(cè)壁對接處設(shè)有用于放置密封彈性體的環(huán)形槽，底板與側(cè)壁相對接處設(shè)有對中斜面，使底板與側(cè)壁密封配合，使燒結(jié)腔成為密封腔體，便于充入保護(hù)氣體形成氣體保護(hù)環(huán)境。底板為可升降結(jié)構(gòu)，便于工件的裝入與取出。底板與轉(zhuǎn)臺之間設(shè)有用于支撐轉(zhuǎn)臺、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的軸承，可使轉(zhuǎn)臺在水平面上靈活轉(zhuǎn)動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為實(shí)施例1的超硬材料磨具燒結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為實(shí)施例1的超硬材料磨具燒結(jié)裝置的使用狀態(tài)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
[0018]本實(shí)施例的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，如圖1所示，包括由側(cè)壁2、蓋板I和底板4圍設(shè)成的燒結(jié)腔13 ;所述側(cè)壁2的位置固定，材料為聚四氟乙烯，不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電；所述蓋板I為有機(jī)玻璃視窗，用于觀察燒結(jié)腔內(nèi)燒結(jié)情況；
[0019]所述燒結(jié)腔13內(nèi)，在底板4上表面設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺6，所述轉(zhuǎn)臺6的上表面設(shè)有環(huán)形的石墨圈11，轉(zhuǎn)臺6上表面、石墨圈11的內(nèi)部設(shè)有用于放置燒結(jié)工件的定位槽12，所述石墨圈11與轉(zhuǎn)臺6之間設(shè)于隔熱片；轉(zhuǎn)臺6的上方設(shè)有用于高頻加熱的電磁感應(yīng)線圈10 ;轉(zhuǎn)臺6的下端穿過底板4用于與電動機(jī)主軸相連，所述底板4與轉(zhuǎn)臺6之間設(shè)有用于支撐轉(zhuǎn)臺、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的軸承5 ；
[0020]所述底板4為可升降結(jié)構(gòu)，底板4下表面與升降機(jī)構(gòu)連接，高度位置可調(diào)；所述底板4上表面的邊緣、與側(cè)壁2對接處設(shè)有用于放置密封圈3的環(huán)形槽；底板與側(cè)壁相對接處設(shè)有對中斜面14。
[0021]使用時，降下底板4，將待燒結(jié)工件置于轉(zhuǎn)臺6上的定位槽12內(nèi)，待燒結(jié)工件為超硬材料磨具，包括磨具基體7和磨料9，磨料9通過鍍層8固結(jié)在磨具基體7上；燒結(jié)時，將待燒結(jié)工件的磨料朝上置于轉(zhuǎn)臺6上，待燒結(jié)工件與石墨圈同軸；利用升降機(jī)構(gòu)使底板4上升，底板4與側(cè)壁2對接，密封圈3被壓縮變形，在底板4與側(cè)壁2的對中斜面作用下良好配合，使燒結(jié)腔13成為密封腔體；向燒結(jié)腔13內(nèi)充入保護(hù)氣體，形成氣體保護(hù)環(huán)境；使轉(zhuǎn)臺6按照設(shè)定的速度旋轉(zhuǎn)；啟動高頻加熱系統(tǒng)，使高頻感應(yīng)線圈產(chǎn)生高頻磁場，對工件的上表面進(jìn)行加熱，由于高頻攪拌作用，鍍層金屬融為一體，鍍層中與磨料易形成強(qiáng)碳化物的元素向磨料富集、擴(kuò)散、化合，同時熔融的合金與基體發(fā)生化合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磨料、合金、基體三者之間的化學(xué)冶金結(jié)合。工件隨轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，減小了高頻感應(yīng)加熱溫度場不均勻程度，同時，高頻感應(yīng)磁場對石墨圈進(jìn)行加熱，使工件邊緣部位的溫度與中部溫度趨于一致，減小了熱量損失速度。
[0022]本實(shí)施例的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，針對金屬結(jié)合劑磨具的鍍層部位進(jìn)行加熱，由于高頻燒結(jié)中電磁攪拌與溫度場均勻的作用，使燒結(jié)后的工作層內(nèi)部無孔隙，結(jié)構(gòu)致密，保證了金屬結(jié)合劑磨具的燒結(jié)質(zhì)量；高頻感應(yīng)加熱效率高、加熱速度快，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，適合推廣應(yīng)用。
[0023]在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，側(cè)壁材料還可為尼龍。
【權(quán)利要求】
1.一種超硬材料磨具燒結(jié)裝置，其特征在于:包括由側(cè)壁、蓋板和底板圍設(shè)成的燒結(jié)腔；所述燒結(jié)腔內(nèi)，在底板上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的用于放置燒結(jié)工件的轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺的上方設(shè)有用于高頻加熱的電磁感應(yīng)線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)臺上設(shè)有環(huán)形的石墨圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)臺上、石墨圈內(nèi)設(shè)有用于放置燒結(jié)工件的定位槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，其特征在于:所述石墨圈與轉(zhuǎn)臺之間設(shè)于隔熱片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，其特征在于:所述底板上表面的邊緣、與側(cè)壁對接處設(shè)有用于放置密封彈性體的環(huán)形槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，其特征在于:所述底板與側(cè)壁相對接處設(shè)有對中斜面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，其特征在于:所述底板為可升降結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超硬材料磨具燒結(jié)裝置，其特征在于:所述底板與轉(zhuǎn)臺之間設(shè)有用于支撐轉(zhuǎn)臺、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的軸承。
【文檔編號】F27B5/04GK204115457SQ201420559296
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】邢波, 祝小威, 王永寶, 王愛珍 申請人:鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司