烧结炉的工作原理

烧结炉的工作原理

烧结炉是指使粉末压坯通过烧结获得所需的物理、力学性能以及微观结构的专用设备。烧结炉用于烘干硅片上的浆料、去除浆料中的有机成分、完成铝背场及栅线烧结。

要求

为了保证粉末压坯在烧结过程中的脱蜡（润滑剂或成形剂）、还原、合金化、组织转变等顺利进行，烧结时需要对烧结温度、保护气氛、压坯传送方式、加热和冷却速度等进行精确的控制。 因此，烧结炉在结构上应满足以下要求： (1)具有完善的润滑剂烧除装置（俗称脱蜡带）。 (2)具有气密性，即能隔绝炉外空气并保证炉内保护气氛畅通。 (3)炉内的各段温度可控，烧结气氛可调。 (4)具有快速冷却装置，可将烧结零件快速冷却到出炉温度而不会氧化。

类型

一般可按压坯移动方式不同把烧结炉分为两大类：连续式烧结炉和间歇式烧结炉。

使用

1、烧结炉使用的注意事项

(1)当使用氢气或分解氨时，要先通入氮气，在确保炉中的空气完全被排出时，才能通电升温，以防止打鸣和爆炸。

(2)对钼丝作加热元件的烧结炉，在通电前炉体中应通入保护气体，以防止钼丝氧化而脆断。

(3)炉门及气体排出口应点明火烧除，以防止氧气进入或氢气排出而发生爆炸危险和煤气中毒危险。

(4)若电热元件为铁铬铝电阻丝，在升温至1100℃时应停留一段时间（30min左右）再升温，以防止电阻丝表面温度过高而损坏。

(5)在升温前和操作中应不时检查气流、水流是否符合要求，以及检查设备、电和炉温的控制仪表是否正常。

(6)停炉前应先断电，在炉温降到200℃以下时再停气和停水。

(7)除了因维修必须停炉外，要避免频繁停炉。烧结炉的频繁开停，会造成加热元件易于老化，耐火材料易于碎裂，炉内气氛不纯，炉温容易波动等弊端。

2、烧结气氛输送管配置和冷却水降温装置 当粉末冶金零件的生产超过一定的规模后，为了确保烧结零件的质量和炉子的使用寿命，烧结炉应有烧结气氛输送管配置和冷却水降温装置。一般每台烧结炉都可配有两种气源的管道，以备一种气体的管道出现故障时，另一种气体可代用，避免因停气造成烧结质量问题和炉子损坏。

3、烧舟的合理使用和整修 在步进梁式炉、推杆式炉及间歇式炉中烧结，必须使用烧舟。烧舟在高温中反复使用，不可避免地会翘曲变形。对于变形烧舟必须及时检出进行整修，方可投入使用，以免变形的烧舟在炉内产生卡舟事故，既影响烧结零件质量又严重降低烧结炉的使用寿命。因此，在烧结工段应备一台整舟用液压机及整舟模具，对变形的烧舟及时整修。 此外，网带式烧结炉虽然多半不使用烧舟，但有时为了减少工件（特别是薄型、细长件等）变形，也采用烧舟，即将压坯装在烧舟中，然后再排放在网带上。对于形状特殊的零件，烧结时需要做专用工装。装舟形式主要有以下几种。 ①薄的烧结零件，应选用底面平整的石墨舟，烧结中不变形。对网带式烧结炉考虑到网带使用寿命，常用陶瓷板作为烧舟。 ②舟底部平整，烧结厚壁及外形较小的压坯，可直接装舟。 ③旧舟底部不平，烧结薄壁及外形较大的压坯时，烧舟底部需填上薄层A120，等填料，并加盖。 ④特殊要求、需严防氧化的烧结零件，烧结舟上部可放上3mm厚的钢板盒覆顶，盒外再放置填料。