Was sind im Vergleich zu gewöhnlichen Sinteröfen die Vor- und Nachteile von Vakuum-heißen Drücken von Sinteröfen?

Vakuum-heiße Sinteröfen und herkömmliche Sinteröfen (z. B. Sinteröfen, Kastenöfen usw.) haben erhebliche Unterschiede in den Prozessprinzipien, der Leistung und den anwendbaren Szenarien. Ihre Vor- und Nachteile können aus Abmessungen wie Prozesskapazität, Materialleistung, Kosteneffizienz und Anwendungsbereich verglichen und analysiert werden.

I. Vorteile des Vakuum-Heißpress-Sinterofens

Im Vergleich zu gewöhnlichen Sinteröfen beruht der Kernvorteil von Vakuum-Sinteröfen aus den doppelten Auswirkungen der 'Vakuumumgebung' und 'Druckkoordination':

Die Dichte und Leistung des Materials wurde erheblich verbessert

1. Gewöhnliche Sinteröfen verbinden Pulverpartikel nur durch hohe Temperaturen, die leicht zur Bildung von Poren aufgrund von Restgasen führen können, und ihre Dichte ist normalerweise relativ niedrig (z. B. beträgt die Dichte der Keramik häufig weniger als 90%). Der Vakuum-Heißpressofen kann die Materialdichte auf über 95% (sogar in der Nähe der theoretischen Dichte) durch druckgezwungene Verdichtung erhöhen und die mechanischen Eigenschaften (wie Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit) und funktionelle Eigenschaften (z. B. elektrische Leitfähigkeit und Lichttransanzung) erheblich verbessern.

Beispielsweise beträgt die Biegefestigkeit der Siliziumnitridkeramik in einem gemeinsamen Sinterofen ungefähr 600 MPa und kann nach dem Vakuum -Heißpress über 1200 MPa erreichen.

2. Vermeiden Sie effektiv materielle Kontamination und Oxidation

1. Gewöhnliche Sinteröfen arbeiten hauptsächlich in einer Luft- oder Inertgasatmosphäre, die leicht zur Oxidation leicht oxidierter Materialien (wie Titan, Niob und Keramik) bei hohen Temperaturen (zum Beispiel erzeugen Metalle erzeugen Oxidverunreinigungen und Keramik -Form -Phasen). Die hohe Vakuumumgebung (10⁻³ bis 10 ° C) kann aktive Gase wie Sauerstoff und Stickstoff isolieren, die Einführung von Verunreinigungen verringern und ist besonders für die Herstellung von Materialien mit hoher Purity (z. B. Einzelkristallkeramik und refraktärer Metalle) geeignet.

3. Reduzieren Sie die Sintertemperatur und die Zeit

1. herkömmliche Sinteröfen müssen die Verdichtung fördern, indem die Temperatur (normalerweise 10 bis 30% höher als die theoretische Sintertemperatur) oder die Zeit verlängert werden, was leicht zu groben Körnern führen kann (beeinflussen die Leistung). In einem Vakuum-Heizdruckofen kann der Druck die Partikeldiffusion und den plastischen Fluss fördern, wodurch die Sintertemperatur um 100 bis 300 Grad Celsius verringert wird, die Zeit um mehr als 50%verkürzt und übermäßiges Kornwachstum hemmt (z. B. in der Herstellung von Nanokeramik).

4. Der Bereich der anwendbaren Materialien ist breiter

Gewöhnliche Sinteröfen sind schwer zu handhaben, die anfällig für Oxidation, Verflüchtigung sind oder aus Gasen isoliert werden müssen (z. B. intermetallische Verbindungen und Seltenerdkeramik). Der Vakuum -Heißpressofen kann verarbeiten:

Feuerfeste Metalle (Wolfram, Molybdän, Tantal) und ihre Legierungen;

2. Aktives Metall (Titan, Zirkonium) -basierte Verbundwerkstoffe;

3.. Materialien mit niedrigen Melchpunktkomponenten (um eine Volatilisationsverlust des Komponenten zu vermeiden).

2. Es kann zusammengesetzte und Verbindungsprozesse erzielt werden

Gewöhnliche Sinteröfen können nur eine einzige Art des Sinterns vervollständigen. Der Vakuum-Heißpressofen kann gleichzeitig eine heiße Presseform, Diffusionsschweißung und unterschiedliche Materialverbund (z. B. Metall-Keramik-Anschluss und mehrschichtige Verbundmaterialvorbereitung) erreichen, wodurch die Flexibilität der Materialvorbereitung erweitert wird.

Ii. Nachteile von Vakuum-Heißpress-Sinteröfen

1. Die Ausrüstungskosten sind hoch und die Wartung ist komplex

Der Vakuum -Heißpressofen muss mit einem Vakuumsystem (Vakuumpumpe, Ventil), Druckvorrichtung (mechanischer Komponenten des hydraulischen/mechanischen Drucks) und präzisen Temperatursteuerung ausgestattet sein. Die anfängliche Investition beträgt das 5- bis 10 -fache eines gemeinsamen Sinterofens.

2. Vakuumdichtungen (wie O-Ringe) und Heizelemente (Graphit, Molybdän) sind anfällig für Verschleiß, und die Ersatzkosten sind hoch. Darüber hinaus muss das Vakuumsystem regelmäßig aufrechterhalten werden, und die betriebliche Komplexität ist höher als die der normalen Öfen.

2. Niedrige Produktionseffizienz und begrenzte Chargenproduktion

1. Gewöhnliche Sinteröfen können eine große Anzahl von Proben gleichzeitig laden (z. B. Mehrschichtregale in Boxöfen), und es besteht kein komplexes Vakuumpumpen- und Druckregelschritt mit kurzem Zeitverbrauch pro Stück.

2. Vakuum-Heißpressöfen haben aufgrund der Notwendigkeit von Staubsaugen und Schritt-für-Schritt-Druck einen langen Einzelofenzyklus (normalerweise 2 bis 10 Stunden) und werden durch Druckvorrichtungen (wie die Größe des Pressekopfes) mit einer kleinen Einzelverarbeitungskapazität eingeschränkt. Sie eignen sich besser für die Produktion oder Forschung und Entwicklung von Kleinwaren, aber es sind schwierig, die Anforderungen einer großflächigen Industrialisierung zu erfüllen.

3. Die Form und Größe der Probe sind eingeschränkt

1. Der gemeinsame Sinterofen hat keine besonderen Anforderungen für die Form der Probe (Block, Pulver und komplexe Strukturteile sind alle akzeptabel).

2. Aufgrund der Notwendigkeit, Druck in Vakuum-Heizdrucköfen auszuüben, sind die Proben normalerweise von einfachen Formen (wie Scheiben, Stäben und Platten) und ihre Abmessungen werden durch die Ofenkammer und den Pressekopf eingeschränkt (große und komplexe Teile sind schwer zu verarbeiten). Eine sekundäre Verarbeitung kann anschließend erforderlich sein.

4. Hochenergieverbrauch

Abgesehen vom Verbrauch des Heizungsensens erfordern das Vakuumsystem (Vakuumpumpe) und die Druckvorrichtung (Hydraulikpumpe) einen kontinuierlichen Energieverbrauch, und der Gesamtenergieverbrauch ist 30% bis 50% höher als der eines gemeinsamen Sinterofens.

III. Zusammenfassung: Vergleich der anwendbaren Szenarien

Dimensionales Vakuum heißdruckender Sinterofen, gewöhnlicher Sinterofen

Kernvorteile: hohe Dichte, niedrige Verschmutzung, hervorragende Materialleistung, niedrige Kosten, hohe Effizienz, einfache Betrieb und große Chargengröße

Anwendbare Materialien: Leichte oxidierte Materialien, Hochleistungskeramik, feuerfeste Metalle und andere Antioxidationsmaterialien (wie gemeinsame Keramik, einige Metalle)

Typische Anwendungen: High-End-Teile (Keramikschneidwerkzeuge, Luftfahrtkomponenten), allgemeine F & E-Teile (Architekturkeramik, gemeinsame Pulvermetallurgie-Teile)

Hohe wirtschaftliche Input und hohe Kosten, geeignet für Produkte mit hohem Wert; Niedrige Kosten, geeignet für Massenmarkt, Produkte mit niedrigem Wert

Zusammenfassend ist der Vakuum-Heizdruck-Sinterofen ein 'Präzisionswerkzeug' zur Vorbereitung von leistungsstarken und hohen Materialien, die jedoch durch Kosten und Effizienz begrenzt sind. Der gemeinsame Sinterofen ist ein 'effizientes Gerät' für die Herstellung beliebter Materialien. Die beiden ergänzen sich und sind jeweils für verschiedene Anwendungsszenarien geeignet.