CN106197755B - 模具中心温度测量方法及热压烧结设备 - Google Patents

模具中心温度测量方法及热压烧结设备 Download PDF

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously

Abstract

本发明涉及一种模具中心温度测量方法及热压烧结设备。本发明的热压烧结设备在上压头本体或下压头本体上开设有经过与待烧结加工工件的中心接近的中心区域的测温孔，所以只需要将热测量元件的测温端经由测温孔伸入中心区域中即可准确测量更为接近待烧结加工工件中心温度的模具中心区域的温度。

Description

模具中心温度测量方法及热压烧结设备
技术领域
本发明涉及一种模具中心温度测量方法及热压烧结设备。
背景技术
在采用热压烧结方法对磨料块进行制造的过程中，需要对烧结设备内温度进行监控以避免模具内温度偏离设定温度而影响制备的磨料块的性能。现有技术中通常采用沿模具的周向布置的热电偶对模具的周向温度进行测量。烧结设备设定好温度后烧结时，由于水平布置的磨料块在水平面内的温差梯度较大，单纯将周向某一点设定为温度测量点并不能精确监测烧结温度。在烧结过程中，当测温点处于模具水平方向温度较低点时，磨料块的实际烧结温度远远高于设定温度；当测温点处于模具水平方向温度较高点时，磨料块实际烧结温度远远低于设定温度。在实际操作过程中，由于模具制作精度、磨损程度及烧结设备本身精度等原因，这种水平温差梯度方向并不固定，所以现有测温方法不利于工人对烧结工艺的控制，不利于产品质量的稳定控制。
同时，热电偶沿周向布置时，热电偶测温端与模具接触点的压力及周围环境温度也会造成测量数值的波动，而周向布置的热电偶测温端与模具接触点之间的接触压力难以定量控制。目前已经有在热电偶上加装弹性装置或重力转换装置进行压紧测温的方式，但是弹性装置仅能压紧，而不能提供恒定压力；重力转换装置虽然可以实现恒压测温，但是对于需要频繁更换模具尺寸的单件小批量生产的磨料磨具行业并不实用。因此提供一种结构简单、易实现、测温真实稳定的模具中心位置测温方法，是当前磨具制造行业迫切需求的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够测量模具中心位置的温度的方法；本发明的目的还在于提供一种能够实施上述测量模具中心位置温度方法的热压烧结设备。
为实现上述目的，本发明模具中心温度测量方法的技术方案是：
模具中心温度测量方法，将热测量元件的测温端由经过模具中心区域的测温孔伸至模具中心区域。
所述测温孔为盲孔，盲孔的孔底位于模具的中心区域。
所述盲孔沿上下方向延伸且其开口向上。
在热测量元件的上端设置用于向下顶压热测量元件的砝码。
本发明的热压烧结设备的技术方案是：
热压烧结设备，包括模具，模具包括沿上下方向间隔布置的上压头***与下压头***，上压头***或下压头***上开设有经过模具中心区域以供热测量元件的测温端伸入的测温孔。
上压头***包括上石墨压头及设置于上石墨压头下方的上压头，所述测温孔包括开设于上压头中部的沿上下方向延伸的盲孔，上压头和/或上石墨压头上还设有与所述盲孔连通以供热测量元件中导线引出的导线槽。
上石墨压头上开设有与所述盲孔连通以容纳热测量元件的通孔，所述导线槽开设于上石墨压头的上端面上。
所述通孔包括上部的大孔段及下部的与所述大孔段同轴设置的小孔段，小孔段的孔径小于热测量元件的周向尺寸。
本发明的有益效果是：本发明的热压烧结设备在上压头本体或下压头本体上开设有经过与待烧结加工工件的中心接近的中心区域的测温孔，所以只需要将热测量元件的测温端经由测温孔伸入中心区域中即可准确测量更为接近待烧结加工工件中心温度的模具中心区域的温度。
更进一步地，本发明的测温孔为开口向上的、沿上下方向延伸的盲孔，所以只需要将热测量元件装入该孔中，热测量元件即可在自重的作用下定位于盲孔中，无需对热测量元件进行额外的固定。同时，热测量元件下端的测温端被盲孔的孔底所支撑，而盲孔的孔底为模具的中心区域，所以将热测量元件放入盲孔中即可保证测温端与盲孔的孔底接触，间接保证了测温端所测温度值的真实性。
附图说明
图1为本发明的热压烧结设备的一个实施例中上石墨压头的结构示意图；
图2为本发明的热压烧结设备的一个实施例的使用状态图；
图3为图2中模具中心热测量元件与上石墨压头连接处的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的热压烧结设备的实施例，如图1至图3所示，包括炉体及设置在炉体内的上压头***、下压头***、用于放置磨料的模套2及用于测量上、下压头***之间的磨料块5中心区域温度的热测量元件7，上压头***包括上压头3及与上电极导电连接的上石墨压头1，下压头***包括下压头4及与下电极导电连接的下石墨压头。
模具中心热测量元件7包括沿上下方向延伸的热电偶测温杆71、固定设置在热电偶测温杆71上端的卡环72、与热电偶测温杆71导电连接并由其上端面引出的导线73和放置于卡环72的上端面以对热电偶测温杆71施加向下压力的砝码74，砝码74的中部开设有供导线73由之穿过的穿线孔。导线73包括耐高温绝缘保护管（例如陶瓷纤维套管）。卡环72的直径大于热电偶测温杆71的直径以为砝码74提供稳定支撑。
在上压头3的中部开设有供热电偶测温杆71的测温端伸入的测温盲孔31，测温盲孔31的孔底与上压头3的下端面之间的距离较小而使得测温盲孔31孔底处的温度与磨料块5的中心区域的温度相同。在上石墨压头1的中部开设有沿上下方向延伸以供热电偶测温杆71穿过的通孔12，在上石墨压头1的上端面上开设用于引出导线73的导线槽13，为利于对热电偶测温杆71的安装定位，通孔12为包括上段的大孔段121与下段的小孔段122的台阶孔，小孔段122的孔径小于卡环72的直径以供卡环72吊挂在小孔段122的上端面上。
对模具中心温度进行测量的方法如下：第一，将粉料置于模套2内上压头3与下压头4之间的空腔内，并将模具置于烧结设备中的上石墨压头1与下石墨压头之间；第二，将测量装置7中热电偶测温杆71下端的测温端由上方穿过通孔12并伸入上压头3上的测温盲孔31的孔底，将导线73的自由端引出；第三，为烧结设备设定控制温度并启动烧结设备，此时上压头3与下压头4通过石墨压头导电而可对磨料块5加热烧结。
在对模具中心温度进行测量的过程中，沿上下方向垂直放置的热电偶测温杆71只需要竖直放置在测温孔31及通孔12中，热电偶测温杆71即可在自重的作用下定位放置，无需另外设置用于将其固定于模具上的固定装置。同时，通过在热电偶测温杆71上端设置砝码1的方式实现了热电偶测温杆71的测温端与测温孔31的孔底之间接触压力的恒压力控制，保证了测得温度的稳定。
需要注意的是，大孔段121的直径大于砝码74的直径以使砝码74能置于其中，但大孔段 121的孔壁与砝码之间的间隙会较小而可阻碍磨料块5中心区域的热量经由测温盲孔31及通孔12向外损耗。这样就使得测温孔31内形成了几乎封闭的空间，大大降低了周围环境对测温孔31内温度的影响；同时由于测温孔31内的温度接近模具的具体温度，所以热电偶测温杆71的测温端所测得的温度值更加接近磨料块的真实温度，使实际烧结工艺同设备设定烧结工艺更加一致。
在其他实施例中，小孔段还可以做成与大孔段直径一致的孔段，此时通孔为直孔而非阶梯孔；还可以选用规格更小的热电偶测温杆或是其他的占用体积更小的红外等其他测温元件，此时可将导线槽设置于上压头的上端面上或是同时设置于上压头与上石墨压头上对应的两端面上，并使导线槽与测温孔的孔口连通，在这种情况下上石墨压头上的通孔即可省去；所述测温孔还可以沿上压头或下压头的周向延伸，只需要使测温孔与上压头的下端面或下压头的上端面之间的距离足够小即可，在这种情况下测温孔还可以加工成左右贯通上压头或下压头的通孔。
在其他实施例中，磨料块还可以是粉末冶金行业中需要使用热压烧结工序进行加工制造的其他烧结件，此时使用上述设备及方法即可实现对烧结件中心区域温度的测量。
模具中心温度测量方法的具体实施例：本发明中模具中心温度测量方法与本发明的热压烧结设备的实施例中模具中心温度的测量方法相同，具体可参考图1至图3，在此不再详述。
在模具中心温度测量方法的其他实施例中，砝码还可省去而是使热电偶测温杆的测温端在自重的作用下压在测温孔的孔底。

Claims (2)

1.模具中心温度测量方法，其特征在于：将热测量元件的测温端由经过模具中心区域的测温孔伸至模具中心区域，所述测温孔为盲孔，盲孔的孔底位于模具的中心区域，所述盲孔沿上下方向延伸且其开口向上，在热测量元件的上端设置用于向下顶压热测量元件的砝码，模具包括沿上下方向间隔布置的上压头***与下压头***，上压头***或下压头***上开设有经过模具中心区域以供热测量元件的测温端伸入的测温孔，上压头***包括上石墨压头及设置于上石墨压头下方的上压头，所述测温孔包括开设于上压头中部的沿上下方向延伸的盲孔，上石墨压头上还设有与所述盲孔连通以供热测量元件中导线引出的导线槽，上石墨压头上开设有与所述盲孔连通以容纳热测量元件的通孔，所述导线槽开设于上石墨压头的上端面上，所述通孔包括上部的大孔段及下部的与所述大孔段同轴设置的小孔段，小孔段的孔径小于热测量元件的周向尺寸，大孔段的直径大于砝码的直径以使砝码能置于其中，但大孔段的孔壁与砝码之间的间隙较小而可阻碍磨料块中心区域的热量经由测温盲孔及通孔向外损耗。
2.热压烧结设备，包括模具，模具包括沿上下方向间隔布置的上压头***与下压头***，其特征在于：上压头***或下压头***上开设有经过模具中心区域以供热测量元件的测温端伸入的测温孔，上压头***包括上石墨压头及设置于上石墨压头下方的上压头，所述测温孔包括开设于上压头中部的沿上下方向延伸的盲孔，上石墨压头上还设有与所述盲孔连通以供热测量元件中导线引出的导线槽，上石墨压头上开设有与所述盲孔连通以容纳热测量元件的通孔，所述导线槽开设于上石墨压头的上端面上，所述通孔包括上部的大孔段及下部的与所述大孔段同轴设置的小孔段，小孔段的孔径小于热测量元件的周向尺寸，在热测量元件的上端设置用于向下顶压热测量元件的砝码，大孔段的直径大于砝码的直径以使砝码能置于其中，但大孔段的孔壁与砝码之间的间隙较小而可阻碍磨料块中心区域的热量经由测温盲孔及通孔向外损耗。
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