1.一種放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),包括燒結(jié)爐和與之相連接的控制系統(tǒng),其特征在于:
所述控制系統(tǒng)包括位移/壓力控制系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)、真空控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng);
所述燒結(jié)爐包括加壓裝置和脈沖電流發(fā)生器,所述加壓裝置包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的上壓頭與下壓頭、分別設(shè)置在上壓頭與下壓頭的上下兩側(cè)的上電極與下電極、設(shè)置在上壓頭與下壓頭之間的燒結(jié)模具、以及設(shè)置在燒結(jié)模具外側(cè)的水冷真空室,所述脈沖電流發(fā)生器與上電極和下電極相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),其特征在于,所述加壓裝置上設(shè)置有脈沖壓力控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),其特征在于,所述脈沖壓力控制器發(fā)出的脈沖壓力大小為0~200kN,頻率為0~100Hz,所述脈沖壓力控制器與驅(qū)動(dòng)上壓頭或者下壓頭的驅(qū)動(dòng)元件相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),其特征在于,所述脈沖壓力控制器發(fā)出的脈沖電流大小為0~10000A,頻率為0~500Hz,所述脈沖壓力控制器與驅(qū)動(dòng)上壓頭和下壓頭的驅(qū)動(dòng)元件相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),其特征在于,所述位移控制系統(tǒng)包括依次相連接的傳感器、采集卡、上位機(jī)、PLC控制系統(tǒng)和伺服閥,所述伺服閥用以控制上壓頭和下壓頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),其特征在于,所述溫度控制系統(tǒng)包括依次連接的溫度傳感器、PLC控制系統(tǒng)和脈沖電流發(fā)生器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),其特征在于, 所述上壓頭端部設(shè)置有一個(gè)通孔,所述通孔的開口處設(shè)置有溫度傳感器,所述通孔延伸至燒結(jié)模具內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種放電等離子燒結(jié)系統(tǒng),其特征在于,所述傳感器包括力傳感器與位移傳感器,所述力傳感器設(shè)置在下壓頭處,所述位移傳感器設(shè)置在上壓頭處。
9.一種采用上述放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的燒結(jié)方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)將粉末體置入燒結(jié)模具中,對(duì)腔體抽真空至5Pa,對(duì)模具施加壓力,壓力大小為6~10kN,穩(wěn)壓1min,施加脈電流,電流大小為600~1000A,產(chǎn)生等離子體,對(duì)顆粒表面進(jìn)行活化,溫度穩(wěn)定在1100~1300℃;
(2)繼續(xù)施加壓力,采用脈沖式的加壓方式,壓力在10~20kN,頻率控制在10Hz,施加脈電流,電流大小為1000~1500A,加熱溫度至1300~1800℃;
(3)繼續(xù)施加壓力,采用加壓方式,壓力在20~25kN,頻率控制在30Hz,施加脈電流,電流大小為1500~3000A,加熱溫度至1800~2200℃;
(4)保持溫度在1800~2200℃之間,保持時(shí)間在5~10min,同時(shí)停止施加脈沖電流與壓力,待模具降至室溫后取出。
10.一種適用于上述放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的氣氛控制系統(tǒng),其特征在于,包括進(jìn)氣控制系統(tǒng)和排氣控制系統(tǒng);
所述進(jìn)氣控制系統(tǒng)包括一條快充氣線路和一條慢充氣線路,所述快充氣線路包括快充閥和流量計(jì),所述慢充氣線路包括慢充閥和流量計(jì),所述快充氣線路的流速在3~30L/mim,所述慢充氣線路的流速在1~10L/min;
所述排氣控制系統(tǒng)包括依次連接的氣氛壓力傳感器、真空計(jì)、排氣閥、手動(dòng)放氣閥和調(diào)節(jié)閥,所述調(diào)節(jié)閥可以改變閥口的大小,控制電流范圍在4~20mA之間,所述調(diào)節(jié)閥后連接有過(guò)濾器和旋片式直連泵。