纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法
【专利摘要】本发明涉及一种纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，所述的设备包括气氛高温炉，抽真空系统，用以在气氛高温炉工作前抽取气氛高温炉内的气体；混配气系统，用以向气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体；降温保护系统，用以为气氛高温炉降温散热；以及电气控制系统；抽真空系统、混配气系统分别与气氛高温炉中的耐高温炉膛相气体连通，降温保护系统设置于气氛高温炉耐高温炉膛的外围部分；本发明还涉及一种纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法。采用本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法，在烧结过程中可以控制气氛高温炉内气体含量，避免了材料表面的氧化与结构的变形，降低了成本，提高了生产效率，应用范围广泛。
【专利说明】纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料科学领域，尤其涉及材料成型，具体是指一种纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法。
【背景技术】
[0002]粉末注射成形是一种在工业上应用广泛的近净成型工艺。它集中了粉末冶金和注塑成形的优势和特点，适合于大批量生成小型复杂的薄壁零件。产品的精度高，成本低，在生产过程中，首先将金属或陶瓷的粉末和高分子粘结剂的粉末混合并在高温下混炼，制成成分均匀的颗粒状喂料，随后把喂料加热在半固态的状态下注射到注塑成形机的模具中成形，制造成具有特定形状的毛坯件，然后把毛坯件中的粘结剂通过化学或热分解的方法脱除，最后把脱脂后的多孔状的毛坯件在更高的温度下烧结制造成致密的，具有良好力学性能的产品。
[0003]这样的烧结工艺特别适用于微小的零部件的生产，这种微小的零部件是无法用传统的加工工艺得到的，而且零部件的尺寸参数也无法达到预定的工艺要求。
[0004]现有技术中的高温炉不能用于烧结纳米羰基铁粉复合材料，因为其中没有气体含量控制，会造成材料在烧结过程中表面氧化、结构变形，无法得到合格的烧结零件产品。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现在烧结过程中可以控制气氛高温炉内气体含量、避免了材料表面的氧化与结构的变形、降低了成本、提高了生产效率、应用范围广泛的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备具有如下构成:
[0007]该纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其主要特点是，所述的设备包括:
[0008]气氛高温炉，
[0009]抽真空系统，用以在所述的气氛高温炉工作前抽取所述的气氛高温炉内的气体；
[0010]混配气系统，用以向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体；
[0011]降温保护系统，用以为所述的气氛高温炉降温散热；以及电气控制系统；所述的抽真空系统、混配气系统分别与所述的气氛高温炉中的耐高温炉膛相气体连通，所述的降温保护系统设置于所述的气氛高温炉的耐高温炉膛的外围部分。
[0012]进一步地，所述的电气控制系统，包括:
[0013]气氛高温炉控制单元，用以控制所述的气氛高温炉的工作与停止及控制所述的气氛高温炉内的温度；
[0014]抽真空系统控制单元，用以控制所述的抽真空系统的工作与停止并监测气氛高温炉内的真空度；
[0015]混配气系统控制单元，用以控制所述的混配气系统的工作与停止以及判断所述的气氛高温炉内有害气体含量；
[0016]降温保护系统控制单元，用以控制所述的降温保护系统的启动与停止。
[0017]进一步地，所述的抽真空系统包括真空泵、过滤器、真空电阻计和电磁阀，所述的气氛高温炉上设置有抽气接口，所述的真空泵通过过滤器与所述的抽气接口相连接，所述的过滤器与所述的抽气接口之间设置有电磁阀，所述的电阻真空计设置于所述的抽气接口处，所述的电阻真空计设置于所述的抽气接口处，所述的电气控制系统与所述的真空电阻计相连接。
[0018]进一步地，所述的混配气系统包括氧含量分析仪、第一针阀、第二针阀、第一浮子流量计、第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀、混气罐、第三针阀以及第三逆止阀，所述的气氛高温炉上设置有进气接口 ；所述的第一浮子流量计的两端分别与所述的第一针阀的第一端和第一逆止阀的第一端相连接，所述的第二浮子流量计的两端分别与所述的第二针阀的第一端和第二逆止阀的第一端相连接，所述的第一逆止阀的第二端与第二逆止阀的第二端分别与所述的混气罐相连接，所述的混气罐与所述的第三针阀的第一端相连接，所述的第三逆止阀的两端分别与所述的第三针阀的第二端以及所述的进气接口相连接，所述的电气控制系统与所述的氧含量分析仪相连接。
[0019]进一步地，所述的降温保护系统包括降温控制面板、循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀，所述的循环泵与所述的制冷压缩机相连接，所述的制冷压缩机的两侧分别与所述的第一水阀的第二端和第二水阀的第一端相连接，所述的第一水阀的第一端与所述的进水阀及所述的气氛高温炉相连接，所述的第二水阀的第二端与所述的出水阀及所述的气氛高温炉相连接，所述的电气控制系统与所述的降温控制面板相连接。
[0020]进一步地，所述的气氛高温炉还包括热电偶、压力控制单元、炉架、密封腔体、加热元件、炉门、密封圈、进气接口、抽气接口以及降温腔，所述的进气接口与所述的抽气接口位于气氛高温炉相对的两面且相互对称，所述的炉门上设置有压紧手阀，所述的降温腔设置于所述的耐高温炉膛的外围部分，所述的降温腔内设置有降温管，所述的密封圈位于所述的耐高温炉膛与炉门之间，所述的电气控制系统与所述的热电偶相连接。
[0021]更进一步地，所述的压力控制单元包括压力计、压力控制阀以及连通密封腔体和外界的通道，所述的压力控制阀与所述的压力计固定于所述的通道上，所述的通道包括多节子通道，所述的多节子通道首尾相接且每相连接的两节子通道的夹角为锐角或直角。
[0022]更进一步地，所述的耐高温炉膛为高纯氧化铝多晶纤维固化炉膛。
[0023]本发明还涉及一种纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法，所述的电气控制系统包括气氛高温炉控制单元、抽真空系统控制单元、降温保护系统控制单元、混配气系统控制单元；所述的气氛高温炉包括热电偶，所述的气氛高温炉控制单元与所述的热电偶相连接；所述的抽真空系统包括电阻真空计，所述的抽真空系统控制单元与所述的电阻真空计相连接；所述的降温保护系统包括降温控制面板，所述的降温保护系统控制单元与所述的降温控制面板相连接；所述的混配气系统包括氧含量分析仪，所述的混配气系统控制单元与所述的氧含量分析仪相连接；所述的气氛高温炉内密封放置有待加工对象，所述的方法包括以下步骤:
[0024](I)所述的抽真空系统控制单元控制所述的抽真空系统抽取所述的气氛高温炉内的气体；
[0025](2)所述的抽真空系统控制单元监测所述的气氛高温炉内的真空度；
[0026](3)若监测到的气氛高温炉内的真空度达到设备预设的真空度水平，则继续步骤(4)，否则继续步骤(I)；
[0027](4)所述的降温保护系统控制单元启动所述的降温保护系统；
[0028](5)所述的混配气系统向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体后所述的混配气系统控制单元判断所述的气氛高温炉内有害气体含量；
[0029](6)若所述的气氛高温炉内氧气含量低于设备预设的氧气含量水平，则继续步骤
(7)，否则继续步骤(I)；
[0030](7)所述的气氛高温炉控制单元开启所述的气氛高温炉并控制所述的气氛高温炉内的温度；
[0031](8)待加工对象加工完成后，所述的电气控制系统关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统。
[0032]进一步地，所述的抽真空系统包括真空电阻计，所述的真空电阻计与所述的抽真空系统控制单元相连接，所述的抽真空系统控制单元监测所述的气氛高温炉内的真空度，具体为:
[0033]所述的抽真空系统控制单元通过所述的真空电阻计检测所述的气氛高温炉内的
真空度。
[0034]进一步地，所述的降温保护系统包括降温控制面板、循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀，所述的降温控制面板与所述的降温保护系统控制单元相连接，所述的降温保护系统控制单元启动所述的降温保护系统，具体为:
[0035]所述的降温保护系统控制单元通过所述的降温控制面板开启所述的循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀。
[0036]进一步地，所述的混配气系统包括氧含量分析仪、第一针阀、第二针阀、第一浮子流量计、第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀、混气罐、第三针阀以及第三逆止阀，所述的气氛高温炉上设置有进气接口，所述的第三针阀与所述的进气接口相连接，所述的气氛高温炉包括压力控制单元，所述的混配气系统向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体后所述的混配气系统控制单元判断所述的气氛高温炉内有害气体含量，具体为:
[0037](61)所述的混配气系统控制单元开启所述的第一针阀、二针阀、第一浮子流量计、
第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀；
[0038](62)所述的混配气控制单元通过所述的第一浮子流量计与第二浮子流量计向所述的混气罐内通入正确比例的保护气体或者反应气体；
[0039](63)所述的混配气系统开启所述的第三针阀以及第三逆止阀；
[0040](64)所述的压力控制单元判断所述的气氛高温炉内的气压；
[0041](65)若所述的气氛高温炉内的气压达到设备预设的气压水平，则继续步骤(66)，否则继续步骤(64)；
[0042](66)所述的混配气系统控制单元通过所述的氧含量分析仪判断所述的气氛高温炉内有害气体含量。[0043]进一步地，所述的气氛高温炉包括热电偶，所述的热电偶与所述的气氛高温炉控制单元相连接，所述的控制所述的气氛高温炉内的温度，具体为:
[0044]通过所述的热电偶控制所述的气氛高温炉内的温度。
[0045]进一步地，所述的电气控制系统关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统，具体为:
[0046]所述的电气控制系统依次关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统。
[0047]采用了该发明中的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法，与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0048]本发明纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备包括电气控制系统，可以实现对气氛高温炉、抽真空系统、混配气系统以及降温保护系统的控制；本发明纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备通过氧含量分析仪和混配气系统保证了气氛高温炉内的气体为正确含量的保护性气体或反应气体，在烧结过程中可以控制气氛高温炉内气体含量，避免了材料表面的氧化与结构的变形；本发明纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法降低了成本，提高了生产效率，应用范围广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]图1为本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备的模块示意图。
[0050]图2为本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备的结构示意图。
[0051]图3为本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备的正面截面图。
[0052]图4为本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备的侧面截面图。
[0053]图5为本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备中抽真空系统的结构示意图。
[0054]图6为本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法步骤流程图。
[0055]图7为本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法的具体实施例的步骤流程图。
[0056]其中:
[0057]I 第一针阀
[0058]2 第二针阀
[0059]3 第一浮子流量计
[0060]4 第二浮子流量计
[0061]5 第一逆止阀
[0062]6 第二逆止阀
[0063]7 混气罐
[0064]8 第三针阀
[0065]9 第三逆止阀
[0066]10 氧含量分析仪
[0067]11 气氛高温炉
[0068]12 电阻真空计[0069]13压力控制单元
[0070]14电磁阀
[0071]15过滤器
[0072]16机械泵
[0073]17进水阀
[0074]18第一水阀
[0075]1 9降温保护系统
[0076]20第二水阀
[0077]21出水阀
[0078]22炉架
[0079]23热电偶
[0080]24密封圈
[0081]25降温腔
[0082]26炉门
[0083]27压紧手阀
[0084]28进气接口
[0085]29抽气接口
[0086]30真空角阀
[0087]31石英管
[0088]32射频线圈
[0089]33KF 法兰
【具体实施方式】
[0090]为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0091]请参阅图1至图2所示，本发明的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备具有如下构成:
[0092]气氛高温炉，
[0093]抽真空系统，用以在所述的气氛高温炉工作前抽取所述的气氛高温炉内的气体；
[0094]混配气系统，用以向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体；
[0095]降温保护系统，用以为所述的气氛高温炉降温散热；以及电气控制系统；所述的抽真空系统、混配气系统分别与所述的气氛高温炉中的耐高温炉膛相气体连通，所述的降温保护系统设置于所述的气氛高温炉的耐高温炉膛的外围部分。
[0096]为了实现对气氛高温炉、抽真空系统、混配气系统、降温保护系统的控制，所述的电气控制系统，包括:
[0097]气氛高温炉控制单元，用以控制所述的气氛高温炉的工作与停止及控制所述的气氛高温炉内的温度；
[0098]抽真空系统控制单元，用以控制所述的抽真空系统的工作与停止并监测气氛高温炉内的真空度；[0099]混配气系统控制单元，用以控制所述的混配气系统的工作与停止以及判断所述的气氛高温炉内有害气体含量；
[0100]降温保护系统控制单元，用以控制所述的降温保护系统的启动与停止。
[0101]请参阅图5所述，所述的抽真空系统包括真空泵、过滤器、真空电阻计和电磁阀，所述的气氛高温炉上设置有抽气接口，所述的真空泵通过过滤器与所述的抽气接口相连接，所述的过滤器与所述的抽气接口之间设置有电磁阀，所述的电阻真空计设置于所述的抽气接口处，所述的电气控制系统与所述的真空电阻计相连接。
[0102]所述的混配气系统包括氧含量分析仪、第一针阀、第二针阀、第一浮子流量计、第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀、混气罐、第三针阀以及第三逆止阀，所述的气氛高温炉上设置有进气接口 ；所述的第一浮子流量计的两端分别与所述的第一针阀的第一端和第一逆止阀的第一端相连接，所述的第二浮子流量计的两端分别与所述的第二针阀的第一端和第二逆止阀的第一端相连接，所述的第一逆止阀的第二端与第二逆止阀的第二端分别与所述的混气罐相连接，所述的混气罐与所述的第三针阀的第一端相连接，所述的第三逆止阀的两端分别与所述的第三针阀的第二端以及所述的进气接口相连接，所述的电气控制系统与所述的氧含量分析仪相连接。
[0103]所述的降温保护系统包括降温控制面板、循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀，所述的循环泵与所述的制冷压缩机相连接，所述的制冷压缩机的两侧分别与所述的第一水阀的第二端和第二水阀的第一端相连接，所述的第一水阀的第一端与所述的进水阀及所述的气氛高温炉相连接，所述的第二水阀的第二端与所述的出水阀及所述的气氛高温炉相连接，所述的电气控制系统与所述的降温控制面板相连接。
[0104]请参阅图3所示，所述的气氛高温炉还包括热电偶、压力控制单元、炉架、密封腔体、加热元件、炉门、密封圈、进气接口、抽气接口以及降温腔，所述的进气接口与所述的抽气接口位于气氛高温炉相对的两面且相互对称，所述的炉门上设置有压紧手阀，所述的降温腔设置于所述的耐高温炉膛的外围部分，所述的降温腔内设置有降温管，所述的密封圈位于所述的耐高温炉膛与炉门之间，所述的电气控制系统与所述的热电偶相连接。
[0105]所述的压力控制单元包括压力计、压力控制阀以及连通密封腔体和外界的通道，所述的压力控制阀与所述的压力计固定于所述的通道上，所述的通道包括多节子通道，所述的多节子通道首尾相接且每相连接的两节子通道的夹角为锐角或直角。
[0106]所述的耐高温炉膛为高纯氧化铝多晶纤维固化炉膛。所述的逆止阀是用于防止气体回流而设置的。
[0107]请参阅图6至图7所示，所述的电气控制系统包括气氛高温炉控制单元、抽真空系统控制单元、降温保护系统控制单元、混配气系统控制单元；所述的气氛高温炉包括热电偶，所述的气氛高温炉控制单元与所述的热电偶相连接；所述的抽真空系统包括电阻真空计，所述的抽真空系统控制单元与所述的电阻真空计相连接；所述的降温保护系统包括降温控制面板，所述的降温保护系统控制单元与所述的降温控制面板相连接；所述的混配气系统包括氧含量分析仪，所述的混配气系统控制单元与所述的氧含量分析仪相连接；所述的气氛高温炉内密封放置有待加工对象，所述的方法包括以下步骤:
[0108](I)所述的抽真空系统控制单元控制所述的抽真空系统抽取所述的气氛高温炉内的气体；
[0109](2)所述的抽真空系统控制单元监测所述的气氛高温炉内的真空度；
[0110](3)若监测到的气氛高温炉内的真空度达到设备预设的真空度水平，则继续步骤
(4)，否则继续步骤(I)；
[0111](4)所述的降温保护系统控制单元启动所述的降温保护系统；
[0112](5)所述的混配气系统向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体后所述的混配气系统控制单元判断所述的气氛高温炉内有害气体含量；
[0113](6)若所述的气氛高温炉内氧气含量低于设备预设的氧气含量水平，则继续步骤
(7)，否则继续步骤(I)；
[0114](7)所述的气氛高温炉控制单元开启所述的气氛高温炉并控制所述的气氛高温炉内的温度；
[0115](8)待加工对象加工完成后，所述的电气控制系统关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统。
[0116]所述的抽真空系统包括真空电阻计，所述的真空电阻计与所述的抽真空系统控制单元相连接，所述的抽真空系统控制单元监测所述的气氛高温炉内的真空度，具体为:
[0117]所述的抽真空系统控制单元通过所述的真空电阻计检测所述的气氛高温炉内的
真空度。
[0118]所述的降温保护系统包括降温控制面板、循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀，所述的降温控制面板与所述的降温保护系统控制单元相连接，所述的降温保护系统控制单元启动所述的降温保护系统，具体为:
[0119]所述的降温保护系统控制单元通过所述的降温控制面板开启所述的循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀。
[0120]所述的混配气系统包括氧含量分析仪、第一针阀、第二针阀、第一浮子流量计、第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀、混气罐、第三针阀以及第三逆止阀，所述的气氛高温炉上设置有进气接口，所述的第三针阀与所述的进气接口相连接，所述的气氛高温炉包括压力控制单元，所述的混配气系统向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体后所述的混配气系统控制单元判断所述的气氛高温炉内有害气体含量，具体为:
[0121](61)所述的混配气系统控制单元开启所述的第一针阀、二针阀、第一浮子流量计、第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀；
[0122](62)所述的混配气控制单元通过所述的第一浮子流量计与第二浮子流量计向所述的混气罐内通入正确比例的保护气体或者反应气体；
[0123](63)所述的混配气系统开启所述的第三针阀以及第三逆止阀；
[0124](64)所述的压力控制单元判断所述的气氛高温炉内的气压；
[0125](65)若所述的气氛高温炉内的气压达到设备预设的气压水平，则继续步骤(66)，否则继续步骤(64)；
[0126](66)所述的混配气系统控制单元通过所述的氧含量分析仪判断所述的气氛高温炉内有害气体含量。
[0127]所述的气氛高温炉包括热电偶，所述的热电偶与所述的气氛高温炉控制单元相连接，所述的控制所述的气氛高温炉内的温度，具体为:[0128]通过所述的热电偶控制所述的气氛高温炉内的温度。
[0129]所述的电气控制系统关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统，具体为:
[0130]所述的电气控制系统依次关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统。
[0131]由于纳米羰基铁粉复合材料在烧结过程中需要严格控制氧的含量以及温度，所以本设备设置有保护气体的浓度控制、温度控制，本设备电气控制系统设有一键启动相关工艺按键，可以根据防止材料的不同，启动相关不同的工艺曲线，当密封腔体达到相关的真空度时，系统自动通入保护性气氛(也可以是反应气体)，当密封腔体压力达到后，抽真空系统再次启动，通过对密封腔体的多次清洗换气后，以便控制密封腔体的氧的含量的控制，当氧的含量达到设定值后，气氛高温炉自动启动，并按照相对应的曲线进行升温、恒温，整个实验设置条件全部完成后，设备自动依次按照相反的顺序关闭，此时完成整个实验，在整个实验中，完全由设备自动控制，无需人工参与，节省了人力，同时减少了不同人员操作所带来的外在因素，提高了成品的达成率。
[0132]采用了该发明中的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法，与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0133]本发明纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备包括电气控制系统，可以实现对气氛高温炉、抽真空系统、混配气系统以及降温保护系统的控制；本发明纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备通过氧含量分析仪和混配气系统保证了气氛高温炉内的气体为正确含量的保护性气体或反应气体，在烧结过程中可以控制气氛高温炉内气体含量，避免了材料表面的氧化与结构的变形；本发明纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备及烧结控制的方法降低了成本，提高了生产效率，应用范围广泛。
[0134]在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
【权利要求】
1.一种纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其特征在于，所述的设备包括: 气氛高温炉， 抽真空系统，用以在所述的气氛高温炉工作前抽取所述的气氛高温炉内的气体； 混配气系统，用以向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体； 降温保护系统，用以为所述的气氛高温炉降温散热；以及电气控制系统；所述的抽真空系统、混配气系统分别与所述的气氛高温炉中的耐高温炉膛相气体连通，所述的降温保护系统设置于所述的气氛高温炉的耐高温炉膛的外围部分。
2.根据权利要求1所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其特征在于，所述的电气控制系统，包括: 气氛高温炉控制单元，用以控制所述的气氛高温炉的工作与停止及控制所述的气氛高温炉内的温度； 抽真空系统控制单元，用以控制所述的抽真空系统的工作与停止并监测气氛高温炉内的真空度； 混配气系统控制单元，用以控制所述的混配气系统的工作与停止以及判断所述的气氛高温炉内有害气体含量； 降温保护系统控制单元，用以控制所述的降温保护系统的启动与停止。
3.根据权利要求1所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其特征在于，所述的抽真空系统包括真空泵、过滤器、真空电阻计和电磁阀，所述的气氛高温炉上设置有抽气接口，所述的真空泵通过过滤器与所述的抽气接口相连接，所述的过滤器与所述的抽气接口之间设置有电磁阀，所述的电阻真空计设置于所述的抽气接口处，所述的电气控制系统与所述的真空电阻计相连接。
4.根据权利要求1所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其特征在于，所述的混配气系统包括氧含量分析仪、第一针阀、第二针阀、第一浮子流量计、第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀、混气罐、第三针阀以及第三逆止阀，所述的气氛高温炉上设置有进气接口 ；所述的第一浮子流量计的两端分别与所述的第一针阀的第一端和第一逆止阀的第一端相连接，所述的第二浮子流量计的两端分别与所述的第二针阀的第一端和第二逆止阀的第一端相连接，所述的第一逆止阀的第二端与第二逆止阀的第二端分别与所述的混气罐相连接，所述的混气罐与所述的第三针阀的第一端相连接，所述的第三逆止阀的两端分别与所述的第三针阀的第二端以及所述的进气接口相连接，所述的电气控制系统与所述的氧含量分析仪相连接。
5.根据权利要求1所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其特征在于，所述的降温保护系统包括降温控制面板、循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀，所述的循环泵与所述的制冷压缩机相连接，所述的制冷压缩机的两侧分别与所述的第一水阀的第二端和第二水阀的第一端相连接，所述的第一水阀的第一端与所述的进水阀及所述的气氛高温炉相连接，所述的第二水阀的第二端与所述的出水阀及所述的气氛高温炉相连接，所述的电气控制系统与所述的降温控制面板相连接。
6.根据权利要求1所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其特征在于，所述的气氛高温炉还包括热电偶、压力控制单元、炉架、密封腔体、加热元件、炉门、密封圈、进气接口、抽气接口以及降温腔，所述的进气接口与所述的抽气接口位于气氛高温炉相对的两面且相互对称，所述的炉门上设置有压紧手阀，所述的降温腔设置于所述的耐高温炉膛的外围部分，所述的降温腔内设置有降温管，所述的密封圈位于所述的耐高温炉膛与炉门之间，所述的电气控制系统与所述的热电偶相连接。
7.根据权利要求6所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其特征在于，所述的压力控制单元包括压力计、压力控制阀以及连通密封腔体和外界的通道，所述的压力控制阀与所述的压力计固定于所述的通道上，所述的通道包括多节子通道，所述的多节子通道首尾相接且每相连接的两节子通道的夹角为锐角或直角。
8.根据权利要求6所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结设备，其特征在于，所述的耐高温炉膛为高纯氧化铝多晶纤维固化炉膛。
9.一种基于权利要求1至8中任意一项所述的设备实现纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法，其特征在于，所述的电气控制系统包括气氛高温炉控制单元、抽真空系统控制单元、降温保护系统控制单元、混配气系统控制单元；所述的气氛高温炉包括热电偶，所述的气氛高温炉控制单元与所述的热电偶相连接；所述的抽真空系统包括电阻真空计，所述的抽真空系统控制单元与所述的电阻真空计相连接；所述的降温保护系统包括降温控制面板，所述的降温保护系统控制单元与所述的降温控制面板相连接；所述的混配气系统包括氧含量分析仪，所述的混配气系统控制单元与所述的氧含量分析仪相连接；所述的气氛高温炉内密封放置有待加工对象，所述的方法包括以下步骤: (1)所述的抽真空系统控制单元控制所述的抽真空系统抽取所述的气氛高温炉内的气体； (2)所述的抽真空系统控制单元监测所述的气氛高温炉内的真空度； (3)若监测到的气氛高温炉内的真空度达到设备预设的真空度水平，则继续步骤(4)，否则继续步骤(1); (4)所述的降温保护系统控制单元启动所述的降温保护系统； (5)所述的混配气系统向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体后所述的混配气系统控制单元判断所述的气氛高温炉内有害气体含量； (6)若所述的气氛高温炉内氧气含量低于设备预设的氧气含量水平，则继续步骤(7)，否则继续步骤(1); (7)所述的气氛高温炉控制单元开启所述的气氛高温炉并控制所述的气氛高温炉内的温度; (8)待加工对象加工完成后，所述的电气控制系统关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统。
10.根据权利要求9所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法，其特征在于，所述的抽真空系统包括真空电阻计，所述的真空电阻计与所述的抽真空系统控制单元相连接，所述的抽真空系统控制单元监测所述的气氛高温炉内的真空度，具体为: 所述的抽真空系统控制单元通过所述的真空电阻计检测所述的气氛高温炉内的真空度。
11.根据权利要求9所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法，其特征在于，所述的降温保护系统包括降温控制面板、循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀，所述的降温控制面板与所述的降温保护系统控制单元相连接，所述的降温保护系统控制单元启动所述的降温保护系统，具体为: 所述的降温保护系统控制单元通过所述的降温控制面板开启所述的循环泵、制冷压缩机、热交换器、第一水阀、第二水阀、进水阀以及出水阀。
12.根据权利要求9所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法，其特征在于，所述的混配气系统包括氧含量分析仪、第一针阀、第二针阀、第一浮子流量计、第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀、混气罐、第三针阀以及第三逆止阀，所述的气氛高温炉上设置有进气接口，所述的第三针阀与所述的进气接口相连接，所述的气氛高温炉包括压力控制单元，所述的混配气系统向所述的气氛高温炉内通入保护性气体或者反应气体后所述的混配气系统控制单元判断所述的气氛高温炉内有害气体含量，具体为: (61)所述的混配气系统控制单元开启所述的第一针阀、二针阀、第一浮子流量计、第二浮子流量计、第一逆止阀、第二逆止阀； (62)所述的混配气控制单元通过所述的第一浮子流量计与第二浮子流量计向所述的混气罐内通入正确比例的保护气体或者反应气体； (63)所述的混配气系统开启所述的第三针阀以及第三逆止阀； (64)所述的压力控制单元判断所述的气氛高温炉内的气压； (65)若所述的气氛高温炉内的气压达到设备预设的气压水平，则继续步骤(66)，否则继续步骤(64)； (66)所述的混配气系统 控制单元通过所述的氧含量分析仪判断所述的气氛高温炉内有害气体含量。
13.根据权利要求9所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法，其特征在于，所述的气氛高温炉包括热电偶，所述的热电偶与所述的气氛高温炉控制单元相连接，所述的控制所述的气氛高温炉内的温度，具体为: 通过所述的热电偶控制所述的气氛高温炉内的温度。
14.根据权利要求9所述的纳米羰基铁粉复合材料高温烧结控制的方法，其特征在于，所述的电气控制系统关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统，具体为: 所述的电气控制系统依次关闭所述的气氛高温炉、混配气系统、降温保护系统以及抽真空系统。
【文档编号】F27B5/18GK104034152SQ201410310504
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】周海军, 徐大波 申请人:上海钜晶精密仪器制造有限公司