一种节能型真空热压烧结炉的制作方法

本发明涉及烧结炉领域，尤其涉及一种节能型真空热压烧结炉。

背景技术：

1、真空热压烧结炉是一种生产设备，它可以对粉体材料或者疏松、有气孔的材料进行热态加压，也就是先对原材料进行加热使其变软，软化后再进行加压，这样就使得原先的粉体材料或者疏松、有气孔的材料变成了致密的材料，使其具有很高的强度以及其他良好的性能，比如说良好的热导性能等。真空热压烧结炉广泛应用于半导体用陶瓷静电吸盘的烧结。比如申请号为cn202021497211.8的专利中公开了一种新型的真空热压烧结炉，该真空热压烧结炉没有设置保温结构，这样在加热的过程中就会出现大量热量的散失，从而加热到相同的温度需要消耗更多的电能，导致能源的浪费。申请号为cn202222273180.3一种真空感应热压烧结炉，该热压烧结炉中虽然设有石墨碳毡保温筒来进行保温隔热，但是该保温隔热的方式还存在着如下弊端：1）这样虽然能够对模具起到一定的保温作用，但是保温的效果不是很好，部分热量还是会通过石墨碳毡保温筒上的孔隙向外散失，并且被炉壳带走，会出现热量的损失，从而在加热的过程中会消耗更多的电能；2）当热压结束后，需要等待成品冷却后才能将成品取出，而模具中将近两千多度的成品隔着石墨碳毡保温筒自然降温的话是非常慢的，需要很长的时间，这就导致生产的效率十分低下；3）当需要对该烧结炉进行抽真空或者充气氛的时候，由于隔着石墨毡保温筒，往往需要较长的时间，导致效率低下，而且还存在抽真空不充分等问题，所以亟待一种保温节能效果更好、便于散热同时抽真空或者充气氛效率高的热压烧结炉。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种节能型真空热压烧结炉，解决了现有技术存在的问题，该节能型真空热压烧结炉在热压的过程中大大提升了对模具的保温效果，防止热量的损失，从而减少电能的消耗，起到节能的效果，当热压结束后，能够快速对模具及模具内的成品进行散热冷却，大大提升了生产效率，另外也大大提升了抽真空或者充气氛的效率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节能型真空热压烧结炉，包括机架，机架上固定有炉壳和压机，压机上设有油缸，油缸的活塞杆端部固定有不锈钢压头，不锈钢压头的端部固定有石墨压头，石墨压头的下方设有模具，模具的外侧设有加热体，加热体的外侧设有保温机构，保温机构的外侧设有炉壳，保温机构包括与炉壳固定连接的骨架，骨架的内壁上固定有石墨毡层，石墨毡层上设有保温-散热结构。

3、优选的，保温-散热结构包括气缸，气缸的伸缩杆的端部固定有连接板，连接板的内面上固定有若干插杆，骨架和石墨毡层上开设有与插杆相匹配的插孔。

4、优选的，石墨毡层包括固定在骨架内顶面和内底面上的第一石墨硬毡和第二石墨硬毡，第一石墨硬毡和第二石墨硬毡之间固定有矩形石墨硬毡，矩形石墨硬毡的左外侧壁与骨架的左内侧壁之间以及矩形石墨硬毡的右外侧壁与骨架的右内侧壁之间均设有若干层石墨软毡。

5、优选的，插杆包括固定在连接板内面上的杆体，杆体上开设有凹槽，凹槽的底面上固定有若干弹簧的一端，弹簧的另一端固定有活动块，相邻石墨软毡之间留有间隙，插孔包括设置在骨架上的第一插孔、设置在石墨软毡上的第二插孔以及设置在矩形石墨硬毡上的第三插孔，其中第三插孔的直径小于活动块的直径，第二插孔的直径等于或者略大于活动块的直径，第一插孔的直径等于杆体的外径。

6、优选的，杆体的内面上固定有若干针刺状凸起。

7、优选的，加热体包括设置在模具上方的一区加热体、设置在模具下方的二区加热体以及设置在模具外围的三区加热体。

8、优选的，一区加热体和二区加热体通过加热电极固定在炉壳上，且一区加热体和二区加热体设置为辐射状的。

9、优选的，不锈钢压头和石墨压头之间固定有一层99瓷。

10、优选的，油缸上设有位移传感器。

11、优选的，炉壳设置为双层水冷夹层结构，炉壳上连接有抽真空装置。

12、1.本发明通过保温机构的设置在加热体加热的过程中起到很好的保温作用，其中在石墨毡层上设置保温-散热结构，这样在热压的过程中大大提升了对模具的保温效果，防止热量的损失，从而减少电能的消耗，起到很好的节能的效果，当热压结束后，能够快速对模具及其内的成品进行散热冷却，大大提升了生产效率，另外也大大提升了抽真空或者充气氛的效率；

13、2.本发明通过将保温-散热结构设置为由气缸、伸缩杆、连接板、插杆以及插孔组成，该结构在需要加热的时候，插杆是插进插孔内将插孔填满的，这样整个的保温机构的密闭性是非常高的，相对于背景技术中用石墨碳毡保温筒来进行保温来说，大大提升了保温的效果，最大限度地减少了加热过程中热量的损失，进而减少了电能的消耗，最终起到了节省能源的效果，当热压结束后，气缸就会启动，使其伸缩杆收缩，使得插杆与插孔处于分离状态，由于插孔的设置使得石墨毡层内停止加热的加热体上的余热、模具以及模具内的成品上的热量通过插孔快速向外散逸，并且通过炉壳带走热量冷却，这样大大加快了成品的冷却，从而大大提升了生产的效率，当需要抽真空或者充气氛的时候，插杆和插孔是出于分离的状态，这样可以快速抽真空或者充气氛，大大提升了效率，而且抽真空或者充气氛更加充分，抽完真空或者充完气氛只需将插杆和插孔合上就可以了；

14、3.本发明通过在骨架的内顶面和内底面上固定第一石墨硬毡和第二石墨硬毡，一方面提升保温的效果，另一方面方便石墨软毡的固定，将石墨毡层设置成由第一石墨硬毡、第二石墨硬毡、矩形石墨硬毡和石墨软毡，通过该层层设置在大大提升了保温的性能的同时也提升了保温机构整体的稳定性，使其不容易出现变形；

15、4.本发明通过将插杆设置成由杆体、凹槽、弹簧、活动块组成，将插孔设置成由第一插孔、第二插孔、第三插孔组成，这样在插杆插接进插孔的过程中，当杆体的内端接触到第二插孔的外端的时候，由于杆体的直径是大于第二插孔的直径的，所以杆体可以穿过第三插孔但是不能穿过第二插孔，这时杆体的内端面就会将若干层石墨软毡向矩形石墨硬毡方向推，插杆上的活动块会依次经过第一插孔、第二插孔直至活动块的内端将第三插孔的外端封住为止，之后杆体会继续向内一段距离，直至将原本多层之间留有间隙的石墨软毡压紧在矩形石墨硬毡上为止，消除了原本存在的间隙，这样在热压的过程中起到更好的保温作用，当热压完成之后，插杆和插孔分离，这样多层石墨软毡之间又存在间隙了，而这些间隙的存在大大加快了热量的散失，一方面是大大方便了蓄积在被紧密挤压在一起的多层石墨软毡内的热量的快速散热，另一方面也大大加快了模具及其内的成品的热量的散失；

16、5.本发明将活动块的直径设置为小于凹槽的直径，这样活动块的外壁与凹槽的内壁之间就留有空间，再加上弹簧的作用，这样在插杆脱离插孔的过程中，活动块有一个上下晃动的过程，活动块上下活动的过程就会对第二插孔的边缘起到一个上下撞击的过程，这个撞击的过程一方面起到进一步加快散热的作用，另一方面起到将合并在一起的多层石墨软毡快速分散的作用，弹簧在没有被挤压的状态下活动块有一部分是伸入凹槽内的，该设置对活动块起到了很好的限位作用；

17、6.本发明通过一区加热体、二区加热体以及三区加热体的设置，减少不锈钢压头和石墨压头导出的热量，提高上下温度的均匀性，而且一区加热体、二区加热体和三区加热体是独立控温的，检测出哪一区的温度低就将哪一区的功率加大，直至实现三区恒温为止；

18、7.本发明通过在不锈钢压头和石墨压头之间固定有一层99瓷，起到了很好的绝热作用，很好地阻断了石墨压头对不锈钢压头的热传递，进一步减少热量的损失，从而最终起到节能的作用，另外99瓷还起到了很好的承压作用，增强牢固性和稳定性；

19、8.本发明通过位移传感器的设置对石墨压头上升和下降的距离进行精准地测量；

20、9.本发明通过将炉壳设置为双层水冷夹层结构，对不锈钢材质的炉壳进行了很好的冷却，一方面使得不锈钢炉壳不至于温度过高出现损毁的情况，另一方面起到防止工人不小心被炉壳烫伤的情况出现，另外该双层水冷夹层结构对热压完成的成品也起到了很好的散热冷却作用。