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因此,燒結(jié)爐在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足以下要求：

1、具有完善的潤滑劑燒除裝置（俗稱脫蠟帶）。

2、具有氣密性,即能隔絕爐外空氣并保證爐內(nèi)保護氣氛暢通。

3、爐內(nèi)的各段溫度可控,燒結(jié)氣氛可調(diào)。

4、具有快速冷卻裝置,可將燒結(jié)零件快速冷卻到出爐溫度而不會氧化。

連續(xù)式燒結(jié)爐

壓坯以一定的速度通過爐子的預熱段、高溫段及冷卻段的爐膛。這種爐子具有生產(chǎn)量大、產(chǎn)品質(zhì)量均勻、熱效率高、操作方便、筑爐材料和發(fā)熱元件費用低且壽命長、峰值電力小、燒結(jié)費用節(jié)省等優(yōu)點。在粉末冶金機械零件生產(chǎn)中,常用的連續(xù)式燒結(jié)爐有網(wǎng)帶爐、步進梁爐和推桿爐等。

一、網(wǎng)帶爐

1、網(wǎng)帶爐的特點

(1)通常條件下,不必使用燒舟,燒結(jié)件加熱均勻、變形較小。

(2)操作簡單,自動化程度高。

(3)可以使用快速燒除（RBO）機構(gòu)加速潤滑劑的燒除,以及碳補償保證爐內(nèi)碳勢。

(4)具有驅(qū)動、傳動裝置,進料、出料穩(wěn)定并連續(xù)地進行。傳送帶的速度可以在1.4~14m/h之間進行調(diào)節(jié),以適應(yīng)各種壓坯燒結(jié)時間不同的要求。

(5)有各種安全裝置。為了確保運轉(zhuǎn)安全,采用能應(yīng)用的所有警報系統(tǒng)和相應(yīng)措施。例如氣體低壓報警,冷卻水斷流報警,溫度異常報警等。

(6)設(shè)有輔助部分。每個燒結(jié)加熱帶的溫度、緩冷區(qū)的溫度都有自動控制裝置,并有自動記錄燒結(jié)氣氛純度的裝置、氣體壓力與流量的自動控制裝置。

2、網(wǎng)帶爐的結(jié)構(gòu)

網(wǎng)帶爐由驅(qū)動裝置,燒除區(qū),燒結(jié)區(qū),冷卻區(qū)（水套冷卻式）,進、卸料裝置,加熱裝置,各種配管及電氣、測試裝置組成。

(1)預燒區(qū)。

為了使蒸發(fā)的潤滑劑順利排除出爐外,加有氣流流動系統(tǒng),便于部分未能排出的潤滑劑沉渣的清除,在爐底下部設(shè)有收集口,很容易從爐外清掃。

預燒區(qū)的爐蓋以及與燒結(jié)區(qū)的法蘭連接,均使用螺栓,所以檢測簡單。

(2)燒結(jié)區(qū)。

燒結(jié)區(qū)爐管采用耐熱鑄鋼制的馬弗爐爐管,且爐管留有充分的長度,可使保護氣氛穩(wěn)定,能保證傳送帶上的橫向溫差控制在±2℃以內(nèi)。

為了不使在預燒區(qū)脫潤滑劑時污濁了的保護氣體流入燒結(jié)區(qū),在預燒區(qū)和燒結(jié)區(qū)之間設(shè)有擋板,以阻止這部分氣體流入。

爐管的隔熱材料除承受爐管的重力外,全部采用陶瓷纖維,因此熱經(jīng)濟性好,隔熱效果好,從而使爐體表面溫度控制在60℃以下。

用SiC加熱元件間接式加熱。可以從外部更換。另外加熱器的各個端子采用的是耐熱材料。

(3)緩冷區(qū)。

緩冷區(qū)采用的是自然冷卻（空氣）。備有充分的長度（1200mm）,用隔熱材料保溫,具有恢復碳含量的作用。該區(qū)與燒結(jié)區(qū)是用同一耐熱鑄鋼一體加工而成。

(4)冷卻區(qū)。

冷卻區(qū)分為三段。第一段底部加工成船形,這種設(shè)計是為了加快水的流速。以防止水垢等黏附堵塞水流,造成底部高溫而引起燒結(jié)零件開裂。為便于水垢等的清掃,各區(qū)均設(shè)有清掃口。

3、使用注意事項

(1)必須嚴格限制使用溫度,控制在1120～1150℃范圍內(nèi),否則網(wǎng)帶壽命將大大縮短。

(2)網(wǎng)帶失效的主要形式是：變形拉長,超過允許伸長10%～20%的范圍；網(wǎng)帶絲的材料因氧化、滲碳及疲勞,截面縮小,產(chǎn)生疲勞裂紋,甚至斷裂。網(wǎng)帶使用壽命較短（約為6～9個月）,網(wǎng)帶費用高。[1]

(3)爐門始終是敞開的,留出的間隙以讓壓坯剛剛通過為好,這種爐子需要大量的保護氣氛。

二、推桿式燒結(jié)爐

這種爐子是將壓坯裝于燒舟中或墊塊上,用機械（或手動）傳動,推進爐內(nèi)進行燒結(jié)。根據(jù)推舟是連續(xù)的還是間歇的,這種爐子又分為連續(xù)推進式和間歇推進式兩種。

1、爐子結(jié)構(gòu)

這種爐子適用于合金化要求高的粉末冶金機械零件的生產(chǎn),一般燒結(jié)溫度在1200～1250℃范圍。

推桿式燒結(jié)爐是由推進裝置和預熱帶、高溫帶、冷卻帶等組成。各段溫度均自動控制。為了盡可能降低推進力,除高溫燒結(jié)帶外,在預熱帶和冷卻帶中鋪設(shè)了輥道。預熱帶加熱元件為Ni-Cr合金。燒結(jié)爐進、出料時,要先關(guān)閉中間門,在燒結(jié)爐進出口形成火簾后再進、出料。燒舟材料,用于1150℃以下時,可采用耐熱合金鋼；用于高于1150℃時,可采用陶瓷、石墨等耐高溫材料。燒結(jié)帶加熱元件為SiC棒或鉬。燒結(jié)氣氛可采用吸熱性氣氛及分解氨等。

2、注意事項

(1)高溫段如使用鉬作為加熱元件時,預燒段可選擇如下保護氣氛：

240℃以下：大氣或氮氣

240~720℃：氮氣

720℃以上：氮氣混合氣體（氫氣20%）

(2)進、出料。

進料時,置換室入口側(cè)門自動開啟,由汽缸將燒舟推入置換室內(nèi)；然后,入口側(cè)門自動關(guān)閉,室內(nèi)充氮氣進行清洗。

然后打開預熱帶的爐門,燒舟被送入馬弗爐內(nèi),門關(guān)閉。燒舟進爐以這樣的方式不斷循環(huán)反復。出料機構(gòu)與操作與進料類似。

燒舟的運送可以進行定時設(shè)計。

置換室由氮氣清洗,以防止混入空氣,保證產(chǎn)品燒結(jié)質(zhì)量和保護加熱器。

(3)鉬加熱元件是掛在耐火側(cè)墻上。既要防止鉬的氧化,也要防止鉬的碳化。

(4)與爐體結(jié)合的法蘭盤要用硅酮膠密封。要定期進行泄漏檢查。

(5)冷卻裝置上設(shè)有爆發(fā)口,以防止打爆。運轉(zhuǎn)時抬起搖柄使用。停爐和檢查,向爐內(nèi)加壓時,放下?lián)u柄,進行完全的密封。

間歇式燒結(jié)爐

這種爐子是按一定時間間隔,進行開爐、壓坯進爐、燒結(jié)及燒結(jié)零件出爐的工作循環(huán)。其優(yōu)點是可以進行各種各樣的特殊燒結(jié)、用氣量小、可達到連續(xù)式燒結(jié)爐不可能達到的高溫,易應(yīng)用真空等。因此它適合于摩擦片、高速鋼、不銹鋼等特殊的粉末冶金零件燒結(jié)。常用的間歇式燒結(jié)爐有鐘罩爐和真空爐等。

1、鐘罩式加壓燒結(jié)爐

這是用于生產(chǎn)粉末冶金摩擦片的專用燒結(jié)爐。在燒結(jié)中可施加壓力,以使摩擦片快速、有效地與基板粘結(jié)。

爐子的工作室由耐火陶瓷塊與砂封組成。氣管及熱電偶都是從爐子的下方通過底座引入工作室的。[1]

裝爐時,將需要燒結(jié)的摩擦片以一摞或幾摞放置在底座上,將傳遞壓力的平盤放置在摩擦片上,然后罩上加熱用的鐘罩。罩的底部是銳邊的,它們在自重的作用下,沉入砂封中。這樣形成一個密閉的工作空間。一般用分解氨氣體作為保護氣氛。壓縮空氣通入使摩擦片上平盤受壓,即可對摩擦片進行加壓燒結(jié)。

2、真空燒結(jié)爐

真空燒結(jié)爐也具有潤滑劑燒除、預燒結(jié)及高溫燒結(jié)的功能。潤滑劑含量多的壓坯可先在一般爐中燒除,然后再在真空爐內(nèi)燒結(jié)。

真空燒結(jié)爐內(nèi)部通常是由加熱部分和隔熱保溫兩部分組成的燒結(jié)區(qū)。加熱形式有電熱元件（如碳管、碳棒）加熱、中頻感應(yīng)加熱兩種。爐子的冷卻采用水夾套冷卻。為了加速冷卻,可向爐內(nèi)通入氫、氮、氬等氣體。

溫度控制采用智能型溫度儀,可實行升溫、控溫、降溫的自動控制功能,并具有儲存多條不同燒結(jié)工藝曲線的功能,還具有升降溫速度可調(diào)及準確報時功能以及顯示實際溫度和設(shè)定溫度等多種參數(shù)的功能。粉末冶金零件燒結(jié)使用的燒結(jié)爐型號多種多樣,結(jié)構(gòu)不同,其使用的方法也就不同。但就粉末冶金燒結(jié)工藝特性來分析,燒結(jié)爐使用與維護應(yīng)注意如下事項。

(1)當使用氫氣或分解氨時,要先通入氮氣,在確保爐中的空氣完全被排出時,才能通電升溫,以防止打鳴和爆炸。

(2)對鉬絲作加熱元件的燒結(jié)爐,在通電前爐體中應(yīng)通入保護氣體,以防止鉬絲氧化而脆斷。

(3)爐門及氣體排出口應(yīng)點明火燒除,以防止氧氣進入或氫氣排出而發(fā)生爆炸危險和煤氣中毒危險。

(4)若電熱元件為鐵鉻鋁電阻絲,在升溫至1100℃時應(yīng)停留一段時間（30min左右）再升溫,以防止電阻絲表面溫度過高而損壞。

(5)在升溫前和操作中應(yīng)不時檢查氣流、水流是否符合要求,以及檢查設(shè)備、電和爐溫的控制儀表是否正常。

(6)停爐前應(yīng)先斷電,在爐溫降到200℃以下時再停氣和停水。

(7)除了因維修必須停爐外,要避免頻繁停爐。燒結(jié)爐的頻繁開停,會造成加熱元件易于老化,耐火材料易于碎裂,爐內(nèi)氣氛不純,爐溫容易波動等弊端。

2、燒結(jié)氣氛輸送管配置和冷卻水降溫裝置

當粉末冶金零件的生產(chǎn)超過一定的規(guī)模后,為了確保燒結(jié)零件的質(zhì)量和爐子的使用壽命,燒結(jié)爐應(yīng)有燒結(jié)氣氛輸送管配置和冷卻水降溫裝置。一般每臺燒結(jié)爐都可配有兩種氣源的管道,以備一種氣體的管道出現(xiàn)故障時,另一種氣體可代用,避免因停氣造成燒結(jié)質(zhì)量問題和爐子損壞。

3、燒舟的合理使用和整修

在步進梁式爐、推桿式爐及間歇式爐中燒結(jié),必須使用燒舟。燒舟在高溫中反復使用,不可避免地會翹曲變形。對于變形燒舟必須及時檢出進行整修,方可投入使用,以免變形的燒舟在爐內(nèi)產(chǎn)生卡舟事故,既影響燒結(jié)零件質(zhì)量又嚴重降低燒結(jié)爐的使用壽命。因此,在燒結(jié)工段應(yīng)備一臺整舟用液壓機及整舟模具,對變形的燒舟及時整修。

此外,網(wǎng)帶式燒結(jié)爐雖然多半不使用燒舟,但有時為了減少工件（特別是薄型、細長件等）變形,也采用燒舟,即將壓坯裝在燒舟中,然后再排放在網(wǎng)帶上。對于形狀特殊的零件,燒結(jié)時需要做專用工裝。裝舟形式主要有以下幾種。

(1)薄的燒結(jié)零件,應(yīng)選用底面平整的石墨舟,燒結(jié)中不變形。對網(wǎng)帶式燒結(jié)爐考慮到網(wǎng)帶使用壽命,常用陶瓷板作為燒舟。

(2)舟底部平整,燒結(jié)厚壁及外形較小的壓坯,可直接裝舟。

(3)舊舟底部不平,燒結(jié)薄壁及外形較大的壓坯時,燒舟底部需填上薄層A120,等填料,并加蓋。

(4)特殊要求、需嚴防氧化的燒結(jié)零件,燒結(jié)舟上部可放上3mm厚的鋼板盒覆頂,盒外再放置填料。

20～100℃：8h

100~2000℃：16h

200~4000℃：8h

400～700℃：10h

700~1000℃：6h

若是網(wǎng)帶爐,在爐溫升至400℃時應(yīng)運轉(zhuǎn)一段時間,以進行預氧化處理,提高網(wǎng)帶的壽命。

2、壓坯中的低熔點雜質(zhì)（硫、鉛、鋅等）對爐膛材料和加熱元件均會產(chǎn)生侵蝕作用,為了提高爐子的使用壽命,應(yīng)定期凈化爐膛,尤其是預燒區(qū)。在粉末冶金配料中盡量避免添加硫等元素,以免污染爐膛和發(fā)熱元件。

3、爐子要定期清理。在使用一氧化碳或其他含碳氣體時,有可能會從碳氫化合物中分解出碳,這部分碳會沉積在爐壁和加熱元件上,這樣會污染爐子、侵蝕耐火材料和損壞電熱元件。

4、保持爐體清潔,定期清理爐內(nèi)的氧化鐵皮、碎石墨、氧化鋅等雜物。

5、檢查電熱元件和導線的連接情況,防止接觸不良打弧。

6、因爐內(nèi)需要在低露點下進行作業(yè),所以對用螺栓封閉的法蘭盤部位要定期進行泄漏檢測。

7、勿將附有油污的燒舟送入爐內(nèi)。油污進入爐內(nèi)會使露點急劇增加,影響正常運轉(zhuǎn)。

8、嚴禁超溫運行。