一種粉末冶金放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及粉末冶金裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種粉末冶金放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]放電等離子燒結(jié)(SPS)是近年來發(fā)展起來的一種新型的快速燒結(jié)技術(shù)，由于等離子活化燒結(jié)技術(shù)融等離子活化、熱化、電阻加熱為一體，因而具有升溫快速、燒結(jié)時間短、晶粒均勻、有利于控制燒結(jié)體的細微結(jié)構(gòu)等特點，其利用脈沖能、放電脈沖壓力和焦耳熱產(chǎn)生的瞬時高溫場來實現(xiàn)燒結(jié)過程，對于實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效、低耗能低成本的材料制備具有重要意義。
[0003]然而，現(xiàn)有的放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置的不甚合理，尤其是脈沖發(fā)生裝置的電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計缺陷，導(dǎo)致系統(tǒng)的燒結(jié)溫度、脈沖電流可調(diào)性較差等問題，嚴重影響了放電等離子燒結(jié)裝置的推廣使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)性強、控制方便的粉末冶金放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種粉末冶金放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)，它包括依次連接的中央集控裝置、SPS控制裝置、SPS加壓裝置、脈沖電流發(fā)生器、上沖壓模和下沖壓模，所述SPS控制裝置與中央集控裝置電性連接并受控于中央集控裝置，所述SPS控制裝置控制SPS加壓裝置同時帶動上沖壓模和下沖壓模作相對運動或相背運動，所述SPS控制裝置還通過脈沖電流發(fā)生器分別向上沖壓模和下沖壓模施加脈沖電流；
[0007]所述脈沖電流發(fā)生器包括用于輸出脈沖電流的主電路單元、用于調(diào)節(jié)脈沖電流的幅值的控制電路單元和用于進行強弱電隔離的光耦隔離電路單元，所述主電路單元同時與SPS控制裝置、上沖壓模和下沖壓模電性連接，所述控制電路單元通過光耦隔離電路單元與主電路單元連接。
[0008]優(yōu)選地，所述主電路單元包括整流橋、儲能電容和開關(guān)管，所述整流橋的輸入端與SPS控制裝置電性連接、輸出端通過光敏電阻連接于儲能電容的兩端，所述儲能電容的兩端并聯(lián)有安規(guī)電容和放電電阻，所述儲能電容的一端與開關(guān)管的發(fā)射極連接、另一端連接于上沖壓模的一端或下沖壓模的一端，所述上沖壓模的另一端或下沖壓模的另一端與開關(guān)管的集電極連接，所述開關(guān)管的基極與光耦隔離電路單元的輸出端相連。
[0009]優(yōu)選地，所述光耦隔離電路單元包括A3120型光耦，所述光耦的3號引腳通過第一電阻與控制電路單元的輸出端相連、6號引腳和7號引腳均通過第一電阻組連接于開光管的基極。
[0010]優(yōu)選地，所述光耦的2號引腳與3號引腳之間連接有第一開關(guān)。
[0011]優(yōu)選地，所述控制電路單元包括7555型定時器，所述定時器的7號引腳與6號引腳之間依次連接有第四電阻和電位器，所述定時器的7號引腳通過依次串聯(lián)的第三電阻和第二電阻連接8號引腳，所述定時器的3號引腳與第一電阻連接、2號引腳與I號引腳之間連接有第三電容，所述第三電容的兩端并聯(lián)有第四電容。
[0012]優(yōu)選地，所述第四電容通過第二開關(guān)并聯(lián)于第三電容的兩端。
[0013]優(yōu)選地，所述上沖壓模包括上電極和上壓頭，所述上壓頭通過上電極與脈沖電流發(fā)生器和SPS加壓裝置連接；所述下沖壓模包括下電極和下壓頭，所述下壓頭通過下電極與脈沖電流發(fā)生器和SPS加壓裝置連接。
[0014]由于采用了上述方案，本實用新型利用控制電路單元來實現(xiàn)主電路單元的脈沖電流的調(diào)整，使其保持方向相同、峰值固定等，進而使上沖壓模和下沖壓模對粉末晶粒進行脈沖電流加熱和垂直單向施壓，有利于加速燒結(jié)致密化過程，得到高質(zhì)量的燒結(jié)體；其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)性強，具有很強的實用性。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例的系統(tǒng)原理示意圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例的脈沖電流發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0018]如圖1和圖2所示，本實施例的粉末冶金放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)，它包括依次連接的中央集控裝置1、SPS控制裝置2、SPS加壓裝置3、脈沖電流發(fā)生器、上沖壓模和下沖壓模；其中，中央集控裝置I可集成位移測量、氣氛控制、水冷、溫度測量等組件，SPS控制裝置2與中央集控裝置I電性連接并受控于中央集控裝置1，SPS控制裝置2控制SPS加壓裝置3同時帶動上沖壓模和下沖壓模作相對運動或相背運動，SPS控制裝置2還通過脈沖電流發(fā)生器分別向上沖壓模和下沖壓模施加脈沖電流；而脈沖電流發(fā)生器則包括用于向上沖壓模和下沖壓模輸出脈沖電流的主電路單元4、用于調(diào)節(jié)脈沖電流的幅值的控制電路單元5和用于進行強弱電隔離的光耦隔離電路單元6，主電路單元4同時與SPS控制裝置2、上沖壓模和下沖壓模電性連接，控制電路單元5通過光親隔離電路單元6與主電路單元4連接。如此，利用控制電路單元5來實現(xiàn)主電路單元4的脈沖電流的調(diào)整，使其保持方向相同、峰值固定等，進而使上沖壓模和下沖壓模對粉末晶粒進行脈沖電流加熱和垂直單向施壓，有利于加速燒結(jié)致密化過程，得到高質(zhì)量的燒結(jié)體。
[0019]進一步地，本實施例的主電路單元4包括整流橋、儲能電容Cl和開關(guān)管Tl，整流橋的輸入端與SPS控制裝置2電性連接、輸出端通過光敏電阻ZE連接于儲能電容Cl的兩端，儲能電容Cl的兩端并聯(lián)有安規(guī)電容C2 (即Y電容)和放電電阻R1，儲能電容Cl的一端與開關(guān)管Tl的發(fā)射極連接、另一端連接于上沖壓模的一端或下沖壓模的一端，上沖壓模的另一端或下沖壓模的另一端與開關(guān)管Tl的集電極連接，開關(guān)管Tl的基極與光耦隔離電路單元6的輸出端相連。如此，熱敏電阻ZE可抑制上電浪涌電流，安規(guī)電容C2可防止開關(guān)管Tl