碳化硅制品生产用真空烧结炉的制作方法

1.本发明涉及真空烧结炉技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅制品生产用真空烧结炉。


背景技术：

2.目前，真空烧结炉是一种先进的热处理设备，可以进行金属材料和工件的真空加热、淬火、回火、退火、渗碳、渗氮、加压气淬等各种热处理，真空热处理过程能使被处理材料和工件性能显著提高，材料得到充分利用。
3.中国专利公开号cn203132325u，公开了一种高密封性真空烧结炉，它包括炉体、加热室和炉门，加热室设置在炉体内，炉门设置在加热室开口一端，加热室内设置有绝热保温层，加热室通过抽真空管与真空泵连通；其炉门在闭合时与炉体接触的部位上，均设置有密封圈。烧结之前将炉门的闭合，通过密封圈的作用，保证了炉门的密封闭合，进而保证了整个装置的密封性，使烧结过程能将陶瓷夹层内的空气抽走，并在真空条件下烧结，实现了夹层保温陶瓷的真空烧结。
4.中国专利公开号cn205702440u，具体公开了一种烧结炉炉门，属于烧结炉技术领域。其包括上门体和下门体，上门体和下门体后端通过铰接座铰接连接成一体，上门体和下门体之间设有密封圈，密封圈固定在下门体边缘；上门体和下门体的左右两侧设有锁紧臂，锁紧臂的上端设有螺母，锁紧臂的下端设有下锁紧块；螺母上通过螺纹连接锁紧螺杆。上述专利结构简单、紧凑、合理，成本较低；能够较为方便地进行开闭操作，提高了工作效率；提高了炉门的密封性。
5.在现有技术中，真空烧结炉的炉门结构涉及到整个装置的密封性，炉门可靠地开启和闭合关系到烧结材料的最终质量。而现有的真空烧结炉的炉门密封的方式大都是采用在炉门处设置密封圈的方式进行炉门与炉体之间的密封，而密封圈不仅无法长期在高温环境下使用，极易因自身疲劳导致密封效果失效，更进一步的，由于真空烧结炉为高压的真空环境，单纯的密封圈的设置方式并无法满足真空烧结炉的炉门密封需求，导致现有的真空烧结炉的炉门密封性较差。


技术实现要素：

6.鉴于此，本发明提出了一种碳化硅制品生产用真空烧结炉，旨在解决现有技术中，真空烧结炉的炉门密封性较差的问题。
7.一个方面，本发明提出了一种碳化硅制品生产用真空烧结炉，包括炉体、炉门和控制装置，所述炉体内设有腔体，所述炉体和炉门相铰接；所述炉门与所述炉体相接触的侧面的边缘设置有第一环形凸起，所述第一环形凸起与所述炉体相接触的侧面中部开设有环形凹槽，所述环形凹槽的内底面上嵌设有环形金属棒；所述炉体的开口端与所述炉门相接触的侧面上设置有第二环形凸起，所述第二环
形凸起与所述第一环形凸起相对设置，所述第二环形凸起与所述环形凹槽相插接，所述第二环形凸起与所述环形凹槽相接触的侧面上开设有环状弧形凹槽，所述环状弧形凹槽与所述环形金属棒相对设置，以使得所述第二环形凸起插设至所述环形凹槽内后，所述环形金属棒卡设在所述环状弧形凹槽内；所述环形金属棒内部设置有电热丝，所述电热丝与所述控制装置电连接；所述控制装置用于在所述环形金属棒卡设在所述环状弧形凹槽内后，控制所述电热丝工作，所述环形金属棒受热后膨胀，与所述环状弧形凹槽紧密接触。
8.进一步地，所述炉体的外侧壁上设置有压紧单元，所述压紧单元与所述炉门的上表面相卡接，所述压紧单元与所述控制装置电连接，其中，所述压紧单元用于在所述炉体和炉门相闭合后，与所述炉门的上表面相卡接，并向所述炉门施加压力，以使得所述炉体和炉门紧密的闭合在一起。
9.进一步地，所述压紧单元包括电缸，所述电缸的驱动端设置有卡接板，所述卡接板与所述电缸的驱动端可转动连接，所述卡接板用于与所述炉门的上表面相卡接。
10.进一步地，所述炉门的外侧壁上设置有定位板，所述定位板上开设有卡接槽，所述电缸的驱动端卡设在所述卡接槽内。
11.进一步地，所述环形凹槽内设置有温度传感器，所述温度传感器用于采集所述环形金属棒温度信息。
12.进一步地，所述控制装置包括：数据采集模块，用于采集所述环形金属棒的温度、炉体内部实时压力
△
p和炉体内部实时温度
△
t0；处理模块，用于根据所述炉体内部实时压力
△
p调节所述环形金属棒的工作温度，并根据所述炉体内部实时温度
△
t0对调节后的所述环形金属棒的工作温度进行修正；控制模块，用于控制所述环形金属棒的工作温度以及所述电缸的行程。
13.进一步地，所述处理模块还用于设定第一预设炉内压力p1、第二预设炉内压力p2、第三预设炉内压力p3和第四预设炉内压力p4，且p1＜p2＜p3＜p4；所述处理模块还用于设定第一预设工作温度t1、第二预设工作温度t2、第三预设工作温度t3和第四预设工作温度t4，且t1＜t2＜t3＜t4；所述处理模块还用于在根据所述炉体内部实时压力
△
p调节所述环形金属棒的工作温度时，根据所述炉体内部实时压力
△
p与各预设炉内压力之间的关系设定所述环形金属棒的工作温度：当
△
p＜p1时，则将所述环形金属棒的工作温度设定为所述第一预设工作温度t1；当p1≤
△
p＜p2时，则将所述环形金属棒的工作温度设定为所述第二预设工作温度t2；当p2≤
△
p＜p3时，则将所述环形金属棒的工作温度设定为所述第三预设工作温度t3；当p3≤
△
p＜p4时，则将所述环形金属棒的工作温度设定为所述第四预设工作温度t4。
14.进一步地，所述处理模块还用于设定第一预设炉内温度ta1、第二预设炉内温度ta2、第三预设炉内温度ta3和第四预设炉内温度ta4，且ta1＜ta2＜ta3＜ta4；所述处理模
块还用于设定第一预设温度修正系数a1、第二预设温度修正系数a2、第三预设温度修正系数a3和第四预设温度修正系数a4，且1＜a1＜a2＜a3＜a4＜1.5；所述处理模块还用于在将所述环形金属棒的工作温度设定为第i预设工作温度ti后，i=1，2，3，4，根据所述炉体内部实时温度
△
t0与各预设炉内温度之间的关系选定温度修正系数，以对设定的所述环形金属棒的工作温度进行修正：当
△
t0＜ta1时，则选定所述第一预设温度修正系数a1对设定的所述环形金属棒的工作温度ti进行修正，修正后的所述环形金属棒的工作温度为ti*a1；当ta1≤
△
t0＜ta2时，则选定所述第二预设温度修正系数a2对设定的所述环形金属棒的工作温度ti进行修正，修正后的所述环形金属棒的工作温度为ti*a2；当ta2≤
△
t0＜ta3时，则选定所述第三预设温度修正系数a3对设定的所述环形金属棒的工作温度ti进行修正，修正后的所述环形金属棒的工作温度为ti*a3；当ta3≤
△
t0＜ta4时，则选定所述第四预设温度修正系数a4对设定的所述环形金属棒的工作温度ti进行修正，修正后的所述环形金属棒的工作温度为ti*a4。
15.进一步地，所述处理模块还用于在选定所述第i预设温度修正系数ai对设定的所述环形金属棒的工作温度ti进行修正，i=1，2，3，4，并获取修正后的所述环形金属棒的工作温度ti*ai后，根据所述环形金属棒修正后的工作温度调节所述电缸的行程。
16.进一步地，所述处理模块还用于设定第一预设金属棒工作温度tb1、第二预设金属棒工作温度tb2、第二预设金属棒工作温度tb3和第二预设金属棒工作温度tb4，且tb1＜tb2＜tb3＜tb4；所述处理模块还用于设定第一预设行程调节系数c1、第二预设行程调节系数c2、第三预设行程调节系数c3和第四预设行程调节系数c4，且0.9＜c1＜c2＜c3＜c4＜1；所述处理模块还用于获取所述电缸的初始行程ho，所述初始行程ho为所述炉体和炉门闭合后，所述电缸驱动端的卡接板与所述炉门紧密贴合时的所述电缸的行程量；所述处理模块还用于根据修正后的所述环形金属棒的工作温度ti*ai与各预设金属棒工作温度之间的关系，选定行程调节系数，以对所述电缸的初始行程ho进行调节：当ti*ai＜tb1时，选定所述第一预设行程调节系数c1对所述电缸的初始行程ho进行调节，则调节后的所述电缸的行程为h0*c1；当tb1≤ti*ai＜tb2时，选定所述第二预设行程调节系数c2对所述电缸的初始行程ho进行调节，则调节后的所述电缸的行程为h0*c2；当tb2≤ti*ai＜tb3时，选定所述第三预设行程调节系数c3对所述电缸的初始行程ho进行调节，则调节后的所述电缸的行程为h0*c3；当tb3≤ti*ai＜tb4时，选定所述第四预设行程调节系数c4对所述电缸的初始行程ho进行调节，则调节后的所述电缸的行程为h0*c4。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在炉门设置第一环形凸起，第一环形凸起中部开设有环形凹槽，在环形凹槽的内底面嵌设环形金属棒，同时，在炉体的开口端上设置第二环形凸起，第二环形凸起与第一环形凸起相对设置，第二环形凸起与环形凹槽相插接，第二环形凸起与环形凹槽相接触的侧面上开设有环状弧形凹槽，环状弧形凹槽与环形金属棒相对设置，以使得第二环形凸起插设至所述环形凹槽内后，环形金属棒卡设在所述环状弧形凹槽内，并在环形金属棒内部设置电热丝，当炉体和炉门闭合后，通过控制电热丝工作，使得环形金属棒受热后膨胀，从而使得炉体和炉门的结合处的环形金属
棒与环状弧形凹槽紧密接触，能够有效地提高炉门的密封性。
18.进一步地，通过采用金属棒的方式在炉体和炉门结合处进行密封，利用金属材料热胀冷缩的原理，能够在金属棒受热膨胀后，有效地对炉体和炉门结合处进行密封。同时，基于金属棒的抗疲劳能力强，能够长时间使用，无需频繁更换，极大地降低了维护成本。
19.进一步地，通过在将所述环形金属棒的工作温度设定为第i预设工作温度ti后，根据所述炉体内部实时温度
△
t0与各预设炉内温度之间的关系选定温度修正系数，以对设定的所述环形金属棒的工作温度进行修正，能够有效地提高环形金属棒的工作温度设定的准确性，保证环形金属棒能够有效地进行工作，提高密封结构的可靠性。
20.进一步地，通过根据修正后的所述环形金属棒的工作温度ti*ai与各预设金属棒工作温度之间的关系，选定行程调节系数，以对所述电缸的初始行程ho进行调节，能够有效地根据金属棒的工作温度变化，调节电缸向炉门施加的压力，从而能够在环形金属棒的工作温度降低时，提高电缸向炉门施加的压力，以保证炉门的密封性。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本发明实施例提供的碳化硅制品生产用真空烧结炉的侧视图；图2为本发明实施例提供的碳化硅制品生产用真空烧结炉的炉门开启时的俯视图；图3为本发明实施例提供的碳化硅制品生产用真空烧结炉的炉门关闭时的俯视图；图4为本发明实施例提供的炉体和炉门的局部剖视图；图5为本发明实施例提供的控制装置的功能框图。
具体实施方式
22.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
23.参阅图1-4所示，本实施例提供了一种碳化硅制品生产用真空烧结炉1，包括炉体3、炉门2和控制装置，炉体3内设有腔体，炉体3和炉门2相铰接。炉体3和炉门2通过铰链5进行铰接。
24.具体而言，炉门2与炉体3相接触的侧面的边缘设置有第一环形凸起20，第一环形凸起20与炉体3相接触的侧面中部开设有环形凹槽21，环形凹槽21的内底面上嵌设有环形金属棒6。
25.具体而言，炉体3的开口端与炉门2相接触的侧面上设置有第二环形凸起31，第二环形凸起31与第一环形凸起20相对设置，第二环形凸起31与环形凹槽21相插接，第二环形
凸起31与环形凹槽21相接触的侧面上开设有环状弧形凹槽32，环状弧形凹槽32与环形金属棒6相对设置，以使得第二环形凸起31插设至环形凹槽21内后，环形金属棒6卡设在环状弧形凹槽32内。
26.具体而言，环形金属棒6内部设置有电热丝61，电热丝61与控制装置电连接。环形金属棒6内部设置的电热丝61可通过在环形金属棒6上开槽放置的方式进行安装。同时，电热丝61的连接导线穿过炉门2的上表面后与控制装置连接。
27.具体而言，控制装置用于在环形金属棒6卡设在环状弧形凹槽32内后，控制电热丝61工作，环形金属棒6受热后膨胀，与环状弧形凹槽32紧密接触。
28.具体而言，炉体3的外侧壁上设置有压紧单元，压紧单元与炉门2的上表面相卡接，压紧单元与控制装置电连接，压紧单元用于在炉体3和炉门2相闭合后，与炉门2的上表面相卡接，并向炉门2施加压力，以使得炉体3和炉门2紧密的闭合在一起。
29.具体而言，压紧单元可以设置若干个，可根据实际需求进行设置。在本实施例中，以设置三个压紧单元为例进行说明，三个压紧单元在设置时，均匀的排列在炉体3的外侧壁上。
30.具体而言，压紧单元包括电缸4，电缸4的驱动端40设置有卡接板41，卡接板41与电缸4的驱动端40可转动连接，卡接板41用于与炉门2的上表面相卡接。
31.具体而言，炉门2的外侧壁上设置有定位板22，定位板22上开设有卡接槽23，电缸4的驱动端40卡设在卡接槽23内。
32.具体而言，环形凹槽21内设置有温度传感器，温度传感器用于采集环形金属棒6温度信息。
33.具体而言，控制装置可以为真空烧结炉1的控制系统。
34.结合图5所示，控制装置包括：数据采集模块100，用于采集环形金属棒6的温度、炉体3内部实时压力
△
p和炉体3内部实时温度
△
t0；处理模块200，用于根据炉体3内部实时压力
△
p调节环形金属棒6的工作温度，并根据炉体3内部实时温度
△
t0对调节后的环形金属棒6的工作温度进行修正；控制模块300，用于控制环形金属棒6的工作温度以及电缸4的行程。
35.具体而言，处理模块200还用于设定第一预设炉内压力p1、第二预设炉内压力p2、第三预设炉内压力p3和第四预设炉内压力p4，且p1＜p2＜p3＜p4；处理模块200还用于设定第一预设工作温度t1、第二预设工作温度t2、第三预设工作温度t3和第四预设工作温度t4，且t1＜t2＜t3＜t4；处理模块200还用于在根据炉体3内部实时压力
△
p调节环形金属棒6的工作温度时，根据炉体3内部实时压力
△
p与各预设炉内压力之间的关系设定环形金属棒6的工作温度：当
△
p＜p1时，则将环形金属棒6的工作温度设定为第一预设工作温度t1；当p1≤
△
p＜p2时，则将环形金属棒6的工作温度设定为第二预设工作温度t2；当p2≤
△
p＜p3时，则将环形金属棒6的工作温度设定为第三预设工作温度t3；当p3≤
△
p＜p4时，则将环形金属棒6的工作温度设定为第四预设工作温度t4。
36.具体而言，处理模块200还用于设定第一预设炉内温度ta1、第二预设炉内温度
ta2、第三预设炉内温度ta3和第四预设炉内温度ta4，且ta1＜ta2＜ta3＜ta4；处理模块200还用于设定第一预设温度修正系数a1、第二预设温度修正系数a2、第三预设温度修正系数a3和第四预设温度修正系数a4，且1＜a1＜a2＜a3＜a4＜1.5；处理模块200还用于在将环形金属棒6的工作温度设定为第i预设工作温度ti后，i=1，2，3，4，根据炉体3内部实时温度
△
t0与各预设炉内温度之间的关系选定温度修正系数，以对设定的环形金属棒6的工作温度进行修正：当
△
t0＜ta1时，则选定第一预设温度修正系数a1对设定的环形金属棒6的工作温度ti进行修正，修正后的环形金属棒6的工作温度为ti*a1；当ta1≤
△
t0＜ta2时，则选定第二预设温度修正系数a2对设定的环形金属棒6的工作温度ti进行修正，修正后的环形金属棒6的工作温度为ti*a2；当ta2≤
△
t0＜ta3时，则选定第三预设温度修正系数a3对设定的环形金属棒6的工作温度ti进行修正，修正后的环形金属棒6的工作温度为ti*a3；当ta3≤
△
t0＜ta4时，则选定第四预设温度修正系数a4对设定的环形金属棒6的工作温度ti进行修正，修正后的环形金属棒6的工作温度为ti*a4。
37.可以看出，通过在将环形金属棒6的工作温度设定为第i预设工作温度ti后，根据炉体3内部实时温度
△
t0与各预设炉内温度之间的关系选定温度修正系数，以对设定的环形金属棒6的工作温度进行修正，能够有效地提高环形金属棒6的工作温度设定的准确性，保证环形金属棒6能够有效地进行工作，提高密封结构的可靠性。
38.具体而言，处理模块200还用于在选定第i预设温度修正系数ai对设定的环形金属棒6的工作温度ti进行修正，i=1，2，3，4，并获取修正后的环形金属棒6的工作温度ti*ai后，根据环形金属棒6修正后的工作温度调节电缸4的行程。
39.具体而言，处理模块200还用于设定第一预设金属棒工作温度tb1、第二预设金属棒工作温度tb2、第二预设金属棒工作温度tb3和第二预设金属棒工作温度tb4，且tb1＜tb2＜tb3＜tb4；处理模块200还用于设定第一预设行程调节系数c1、第二预设行程调节系数c2、第三预设行程调节系数c3和第四预设行程调节系数c4，且0.9＜c1＜c2＜c3＜c4＜1；处理模块200还用于获取电缸4的初始行程ho，初始行程ho为炉体3和炉门2闭合后，电缸4驱动端的卡接板41与炉门2紧密贴合时的电缸4的行程量；处理模块200还用于根据修正后的环形金属棒6的工作温度ti*ai与各预设金属棒工作温度之间的关系，选定行程调节系数，以对电缸4的初始行程ho进行调节：当ti*ai＜tb1时，选定第一预设行程调节系数c1对电缸4的初始行程ho进行调节，则调节后的电缸4的行程为h0*c1；当tb1≤ti*ai＜tb2时，选定第二预设行程调节系数c2对电缸4的初始行程ho进行调节，则调节后的电缸4的行程为h0*c2；当tb2≤ti*ai＜tb3时，选定第三预设行程调节系数c3对电缸4的初始行程ho进行调节，则调节后的电缸4的行程为h0*c3；当tb3≤ti*ai＜tb4时，选定第四预设行程调节系数c4对电缸4的初始行程ho进行调节，则调节后的电缸4的行程为h0*c4。
40.可以看出，通过根据修正后的环形金属棒6的工作温度ti*ai与各预设金属棒工作温度之间的关系，选定行程调节系数，以对电缸4的初始行程ho进行调节，能够有效地根据
金属棒的工作温度变化，调节电缸4向炉门2施加的压力，从而能够在环形金属棒6的工作温度降低时，提高电缸4向炉门2施加的压力，以保证炉门2的密封性。
41.上述实施例中，通过将环形金属棒6和电缸4相配合设置的方式对炉门2进行密封，不仅保证了炉门2的密封性，还极大地提高了结构的稳定性。
42.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
43.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
44.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
45.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
46.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。