一種高速重載剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置及其燒結(jié)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬材料中金屬粉末及復(fù)合材料的制備技術(shù)，一種高速重載剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置及其燒結(jié)工藝，該裝置包括用于控制的上位機(jī)、起到隔熱保溫作用的半開爐體，臺(tái)架車和矩形截面臥式長(zhǎng)桶形隧道狀的高溫合金爐管；該裝置可將多種金屬及合金粉末與石墨粉、氧化物或碳化物粉末經(jīng)預(yù)壓成型坯，加壓燒結(jié)（同時(shí)與鋼背基板焊接），可制成各種高速重載剎車制動(dòng)材料或部件。這種技術(shù)和裝置適用于飛機(jī)、鐵路高速列車和高檔轎車等高速行走機(jī)械的剎車制動(dòng)材料或部件的自動(dòng)化、連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。與鐘罩式爐相比，本發(fā)明裝置的自動(dòng)化水平高、能量消耗低、產(chǎn)品質(zhì)量高、性能均勻穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)環(huán)境大為改善。
【專利說明】一種高速重載剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置及其燒結(jié)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料中金屬粉末及復(fù)合材料的制備【技術(shù)領(lǐng)域】。特別是提供了一種能夠在連續(xù)推舟的過程中進(jìn)行加壓燒結(jié)的技術(shù)與裝置，提供了一種可將多種金屬及合金粉末與石墨粉、氧化物或碳化物顆粒狀粉末，經(jīng)混粉、預(yù)壓成型坯、(與剛背基板組合)加壓燒結(jié)，可制成各種高速重載剎車制動(dòng)材料或部件。這種剎車材料或部件適用于一般的高速行、飛機(jī)械的制動(dòng)材料，如:飛機(jī)、鐵路高速列車、高檔轎車等，也適用于船舶、大型風(fēng)力和水力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的制動(dòng)部件的工業(yè)化規(guī)?；a(chǎn)。
技術(shù)背景
[0002]近20年來的文獻(xiàn)檢索可知，隨著飛機(jī)、汽車和火車工業(yè)及其相關(guān)的配套技術(shù)和使用環(huán)境的不斷改善，這些行、飛機(jī)械的最大制動(dòng)速度已由50-80公里/小時(shí)，迅速提高到300-400公里/小時(shí)。其中飛機(jī)的制動(dòng)速度更高。對(duì)制動(dòng)材料來說，在行、飛機(jī)械重量不變的情況下，僅速度提高四倍時(shí)，其動(dòng)量(D=Hiv)將增加5倍，而運(yùn)動(dòng)機(jī)所具有的慣性運(yùn)動(dòng)動(dòng)能(E=l/2mv2)將會(huì)增加25倍。這些慣性能量必須要在很短的時(shí)間內(nèi)(實(shí)際要求愈短愈好)幾乎全部被制動(dòng)材料所吸收。顯然這是一件很苛刻的要求，為了滿足這一要求，世界各國(guó)的材料科學(xué)工作者，特別是粉末冶金和復(fù)合材料工作者，近60年來針對(duì)各種不同型號(hào)飛機(jī)、汽車、火車，進(jìn)行了長(zhǎng)期艱苦的研制和配套工作，基本上能夠同步的滿足了上述各種行、飛機(jī)械的要求。
[0003]目前，多數(shù)國(guó)家均用粉末冶金工藝制備高速重載剎車片，其主要工藝均為:1，混粉；2，預(yù)壓成型坯；3，加壓組合燒結(jié)。在上述工藝中影響產(chǎn)品性能的主要因素:1)是合金成分；2)是加壓組合燒結(jié)工藝及設(shè)備。當(dāng)合金成分確定后，整個(gè)加壓組合燒結(jié)工藝及設(shè)備將是決定產(chǎn)品質(zhì)量的最關(guān)鍵一環(huán)。
[0004]加壓組合燒結(jié)的目的:是將各種單純的不同性能的混合態(tài)金屬和非金屬粉末先預(yù)壓成型坯，再與鋼背基板加熱加壓燒結(jié)，形成新型的具有特定成分、特定性能的固態(tài)合金整體(摩擦層)，同時(shí)要將合金層與鋼背基板焊接成一個(gè)整體，最終形成為一個(gè)可實(shí)用的摩擦部件。上述過程中，合金層的形成過程與燒結(jié)溫度、壓力有關(guān)。在一定的溫度下，原有的單相的各種混合狀態(tài)粉末，在溫度作用下(升溫)會(huì)通過擴(kuò)散、互溶、相變、浸潤(rùn)、液相充填、包覆、顆粒重排等機(jī)制達(dá)到高溫平衡態(tài)合金狀態(tài)，并賦予合金一定的高溫性能(高溫相、密度、力學(xué)性能、膨脹系數(shù)等)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高溫下與鋼背基板的擴(kuò)散焊接。
[0005]在冷卻過程中，合金層內(nèi)仍要有新相析出、相變、相間不均勻收縮，固相顆粒二次析出，空隙球化等。更重要的是合金層的全程收縮曲線與鋼背基板的全程收縮曲線是否相容，這將會(huì)決定合金層與鋼背基板焊接層之間是否含有巨大的剪切破壞應(yīng)力。這點(diǎn)會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品使用的安全性。
[0006]由上可知加壓組合燒結(jié)中，每個(gè)剎車片上的溫度及其均勻性，壓力及其均勻性，對(duì)每片剎車片的性能將會(huì)有很大影響。但遺憾的是，我國(guó)及其他很多國(guó)家60多年來在加壓組合燒結(jié)工序中，均采用鐘罩·式加壓燒結(jié)爐。這種爐型的特點(diǎn)是上、下段溫度差較大，邊緣與中心溫差也較大。上、下層壓力和受壓面上的壓強(qiáng)分布很難均勻。在實(shí)際生產(chǎn)中，產(chǎn)品的疊放、堆碼時(shí)間長(zhǎng)，要求高，很不穩(wěn)定。升溫、降溫、均溫時(shí)間都很長(zhǎng)。加壓燒結(jié)工序完成后，為了快速冷卻(避免危險(xiǎn)區(qū))，在較高溫度下要將外爐體脫除，以便使紅熱的內(nèi)罩迅速冷卻。所以這種設(shè)備只能是裝一爐、燒一爐、涼一爐的間斷式生產(chǎn)方式，故生產(chǎn)效率低、廢品率高、環(huán)境溫度高、能量利用率低。為了解決這一難題，粉末冶金工作者曾做了很多設(shè)備上的改進(jìn)，盡管取得了不少成果，但設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和基本功能仍停留在鐘罩式加壓燒結(jié)爐的水平。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明從剎車片實(shí)際加壓組合燒結(jié)的工藝要求出發(fā)，采用完全嶄新的設(shè)計(jì)理念，將間斷式的燒結(jié)爐改為連續(xù)推舟式加壓燒結(jié)裝置。以實(shí)現(xiàn)將剎車片裝舟后連續(xù)不斷地從爐子一端自動(dòng)推入后，經(jīng)預(yù)熱、升溫、恒溫加壓、冷卻加壓、終冷后自動(dòng)出爐，完成全自動(dòng)的生產(chǎn)過程的高速重載剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置及其燒結(jié)工藝。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:高速重載剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置，該裝置包括用于控制的上位機(jī)、起到隔熱保溫作用的半開爐體，臺(tái)架車和矩形截面臥式長(zhǎng)桶形隧道狀的高溫合金爐管；
所述高溫合金爐沿長(zhǎng)度方向按功能依次由進(jìn)舟段A、預(yù)熱段B、恒溫加壓段C、冷卻加壓段D、終冷段E和出舟段F爐管組成；
所述臺(tái)架車由一段或多段臺(tái)架車單元組成，所述高溫合金爐管安裝在所述臺(tái)架車上，所述半開爐體安裝在所述高溫合金爐管的預(yù)熱段B、恒溫加壓段C、冷卻加壓段D爐管處；所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段D爐管的底部設(shè)有下爐承壓裝置和下部受力門框；
所述進(jìn)舟段A爐管一端的末端設(shè)有用于推舟的推進(jìn)氣缸，所述進(jìn)舟段A爐管上部設(shè)有排氣或點(diǎn)火裝置，所述進(jìn)舟段A爐管下部通過橫向進(jìn)舟爐管，所述橫向進(jìn)舟爐管的一側(cè)設(shè)有進(jìn)舟爐門，所述橫向進(jìn)舟爐管的底部設(shè)有進(jìn)舟輔助裝置；
所述預(yù)熱段B爐管外側(cè)設(shè)置用于預(yù)熱的加熱裝置；
所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段D爐管的上端分別設(shè)置第一垂直爐管和第二垂直爐管，所述恒溫加壓段C爐管與第一垂直爐管底端連通，所述冷卻加壓段D爐管與第二垂直爐管的底部聯(lián)通，第一加壓吊爐設(shè)置在所述恒溫加壓段C與第一垂直爐管的連接處，所述第二加壓吊爐設(shè)置在所述冷卻加壓段D爐管與第二垂直爐管的連接處，第一垂直爐管內(nèi)設(shè)置第一加壓沖頭，第二垂直爐管設(shè)置第二加壓沖頭，所述第一加壓沖頭通過第一加壓桿與第一垂直爐管上端的第一加壓油缸固接，所述第二加壓沖頭通過第二加壓桿與第二垂直爐管上端的第二加壓油缸固接，所述第一加壓油缸與固定在所述第一垂直爐管和第二垂直爐管上端的上部受力門框的橫梁上的第一快速提升機(jī)構(gòu)連接，所述第二加壓油缸與固定在所述第一垂直爐管和第二垂直爐管上端的上部受力門框的橫梁上的第二快速提升機(jī)構(gòu)連接，所述第一加壓油缸和第二加壓油缸通過管路與設(shè)置在所述臺(tái)架車上的微型油泵連接，所述第一加壓桿、第二加壓桿與所述第一垂直爐管和第二垂直爐管的連接處通過滑動(dòng)密封裝置密封，所述第一加壓油缸和第二加壓油缸上安裝壓力傳感器和位移傳感器，所述第一加壓沖頭的端部設(shè)有加熱爐板；
所述終冷段E爐管外側(cè)套接用于冷卻的水冷套；
所述出舟段F爐管的末端設(shè)有用于觀察的觀察窗，所述出舟段F爐管上部設(shè)有供氣裝置，所述出舟段F爐管下部設(shè)有橫向出舟爐管，所述橫向出舟爐管的一側(cè)設(shè)有出舟爐門，所述橫向出舟爐管的底部設(shè)有出舟輔助裝置；
所述上位機(jī)與所述供氣裝置、出舟輔助裝置、加熱爐板、推進(jìn)氣缸、加熱裝置和快速提升機(jī)構(gòu)控制連接，所述壓力傳感器和位移傳感器與所述上位機(jī)數(shù)據(jù)連接。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種使用上述的裝置的制備高速重載剎車片的工藝，具體包括以下步驟:
步驟1:啟動(dòng)上位機(jī)，打開橫向進(jìn)舟爐門將裝好的第一舟皿放在推進(jìn)氣缸的托盤平板上，關(guān)閉橫向進(jìn)舟爐門，所述上位機(jī)控制推進(jìn)氣缸將舟皿推入到預(yù)熱段B內(nèi)，同時(shí)上位機(jī)通過供氣裝置向高溫合金爐管通入還原氣氛；其中，所述推進(jìn)氣缸的推舟速度為I舟/60分；即每隔60分鐘推進(jìn)一舟，連續(xù)操作；
步驟2 ;舟皿進(jìn)入到預(yù)熱段B內(nèi)，上位機(jī)控制加熱裝置升溫至1050°C，保溫60分鐘后，打開橫向進(jìn)舟爐門將第二個(gè)裝好的舟皿放在所述推進(jìn)氣缸的托盤平板上，關(guān)閉橫向進(jìn)舟爐門，所述上位機(jī)控制推進(jìn)氣缸將舟皿推入到預(yù)熱段B內(nèi)，同時(shí)將預(yù)熱段B內(nèi)預(yù)熱后的舟皿從預(yù)熱段B推進(jìn)到恒溫加壓燒結(jié)段C ；
步驟3:預(yù)熱后的舟皿進(jìn)入到恒溫加壓段C后，置于恒溫加壓段C的第一加壓吊爐的垂直下方，啟動(dòng)第一加壓油缸通過第一加壓沖頭對(duì)準(zhǔn)舟皿內(nèi)的剎車片受壓表面加載2MPa壓力，同時(shí)通過加熱爐板在溫度為1050°C，保壓燒結(jié)60分鐘后，卸壓，上位機(jī)控制所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段爐管D內(nèi)的第一加壓沖頭和第二加壓沖頭同時(shí)提起，將燒結(jié)好的舟皿推到冷卻加壓段爐管D中，與此同時(shí)又有一個(gè)預(yù)熱后的舟皿將由預(yù)熱段B中進(jìn)入到恒溫加壓段C內(nèi)；
步驟4:將恒溫加壓燒結(jié)后的舟皿推入到冷卻加壓段D內(nèi)置于第二加壓吊爐的垂直下方，啟動(dòng)第二加壓油缸通過第二加壓沖頭對(duì)準(zhǔn)舟皿內(nèi)的剎車片受壓表面加載2MPa壓力，保壓60分鐘后，舟皿內(nèi)的剎車片降溫到150°C ?200°C后卸壓；與此同時(shí)又有一個(gè)燒結(jié)后的舟皿將由恒溫加壓段C中進(jìn)入到冷卻加壓段爐管D爐管內(nèi)；
步驟5:將降溫處理后舟皿推入終冷段E中，經(jīng)終冷段E的水冷套冷卻60分鐘后，所有產(chǎn)品的溫度均會(huì)低于35?40°C，將降溫后的舟皿推入出舟段F，得到成品，實(shí)現(xiàn)連續(xù)燒結(jié)。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
1.從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上增加了垂直加壓裝置，克服了沿舟皿運(yùn)動(dòng)方向的垂直加壓的難題。在連續(xù)推舟式加壓燒結(jié)裝置中，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)加壓燒結(jié)的功能。生產(chǎn)效率高。
[0011]2.舟皿中疊放的剎車片層數(shù)大大降低，各層溫度分布、壓力分布均勻，各段工藝參數(shù)易于精確控制，產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定。
[0012]3.熱能利用率高，升降溫速度快，操作方便，自動(dòng)化水平高，使用安全。
[0013]4.爐體上、下半開，并使用臺(tái)車及可拆結(jié)構(gòu)，維修十分方便。
[0014]5.環(huán)境溫度明顯降低，勞動(dòng)條件大為改善。
[0015]6.本設(shè)備對(duì)其他需要加壓燒結(jié)的產(chǎn)品，如地質(zhì)石油取芯鉆頭、新型巖石深孔鉆頭、電觸頭合金等大批量自動(dòng)化生產(chǎn)，均可適用。設(shè)備通用性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一種高速重載剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]附圖1:A、進(jìn)舟段；B、預(yù)熱段；C、恒溫加壓段；D、冷卻加壓段；E、終冷段；F、出舟段，
1、推進(jìn)氣缸；2、橫向進(jìn)舟端爐管；3、進(jìn)舟爐門；4、高溫合金爐管；5、第一加壓段吊爐；
6、第二加壓段吊爐；7、第一加壓沖頭；8、第二加壓沖頭；9、滑動(dòng)密封裝置；10、第一加壓油缸，11第二加壓油缸；12、第一快速提升機(jī)構(gòu)；13、第二快速提升機(jī)構(gòu)；14、上部受力門框；15、壓力傳感器；16、位移傳感器；17、下爐承壓板；18、下部受力門框；19、方形定位舟皿；20、卸舟氣缸；21、橫向出舟端爐管；22、出舟爐門，23臺(tái)架車；24、觀察窗；25、加熱裝置；26、水冷套；27、第一垂直爐管；28、第二垂直爐管、29、半開爐體；30、微型油泵站；31第一加壓桿；32第二加壓桿；33、供氣裝置；34、排氣點(diǎn)火裝置；35、加熱爐板。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明一種高速重載剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置，該裝置包括用于控制的上位機(jī)、起到隔熱保溫作用的半開爐體，臺(tái)架車和矩形截面臥式長(zhǎng)桶形隧道狀的高溫合金爐管；
所述高溫合金爐沿長(zhǎng)度方向按功能依次由進(jìn)舟段A、預(yù)熱段B、恒溫加壓段C、冷卻加壓段D、終冷段E和出舟段F爐管組成；
所述臺(tái)架車由一段或多段臺(tái)架車單元組成，所述高溫合金爐管安裝在所述臺(tái)架車上，所述半開爐體安裝在所述高溫合金爐管的預(yù)熱段B、恒溫加壓段C、冷卻加壓段D爐管處；所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段D爐管的底部設(shè)有下爐承壓裝置；
所述進(jìn)舟段A爐管一端的末端設(shè)有用于推舟的推進(jìn)氣缸，所述進(jìn)舟段A爐管上部設(shè)有排氣或點(diǎn)火裝置，所述進(jìn)舟段A爐管下部通過橫向進(jìn)舟爐管，所述橫向進(jìn)舟爐管的一側(cè)設(shè)有進(jìn)舟爐門，所述橫向進(jìn)舟爐管的底部設(shè)有進(jìn)舟輔助裝置；
所述預(yù)熱段B爐管外側(cè)設(shè)置用于預(yù)熱的加熱裝置；
所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段D爐管的上端分別設(shè)置第一垂直爐管和第二垂直爐管，所述恒溫加壓段C爐管與第一垂直爐管底端連通，所述冷卻加壓段D爐管與第二垂直爐管的底部聯(lián)通，第一加壓吊爐設(shè)置在所述恒溫加壓段C與第一垂直爐管的連接處，所述第二加壓吊爐設(shè)置在所述冷卻加壓段D爐管與第二垂直爐管的連接處，第一垂直爐管內(nèi)設(shè)置第一加壓沖頭，第二垂直爐管設(shè)置第二加壓沖頭，所述第一加壓沖頭通過第一加壓桿與第一垂直爐管上端的第一加壓油缸固接，所述第二加壓沖頭通過第二加壓桿與第二垂直爐管上端的第二加壓油缸固接，所述第一加壓油缸與固定在所述第一垂直爐管和第二垂直爐管上端的受力門框的橫梁上的第一快速提升機(jī)構(gòu)連接，所述第二加壓油缸與固定在所述第一垂直爐管和第二垂直爐管上端的受力門框的橫梁上的第二快速提升機(jī)構(gòu)連接，所述第一加壓油缸和第二加壓油缸通過管路與設(shè)置在所述臺(tái)架車上的微型油泵連接，所述第一加壓桿、第二加壓桿與所述第一垂直爐管和第二垂直爐管的連接處通過滑動(dòng)密封裝置密封，所述第一加壓油缸和第二加壓油缸上安裝壓力傳感器和位移傳感器，所述第一加壓沖頭的端部設(shè)有加熱爐板；
所述終冷段E爐管外側(cè)套接用于冷卻的水冷套；
所述出舟段F爐管的末端設(shè)有用于觀察的觀察窗，所述出舟段F爐管上部設(shè)有供氣裝置，所述出舟段F爐管下部設(shè)有橫向出舟爐管，所述橫向出舟爐管的一側(cè)設(shè)有出舟爐門，所述橫向出舟爐管的底部設(shè)有出舟輔助裝置；
所述上位機(jī)與所述供氣裝置、出舟輔助裝置、加熱爐板、推進(jìn)氣缸、加熱裝置和快速提升機(jī)構(gòu)控制連接，所述壓力傳感器和位移傳感器與所述上位機(jī)數(shù)據(jù)連接。
[0020]一種使用所述的裝置的制備高速重載剎車片的工藝，具體包括以下步驟:
步驟1:啟動(dòng)上位機(jī)設(shè)置工藝參數(shù)，打開橫向進(jìn)舟爐門將裝好的舟皿放在推進(jìn)氣缸的托盤平板上，關(guān)閉橫向進(jìn)舟爐門，所述上位機(jī)控制推進(jìn)氣缸將舟皿推入到預(yù)熱段B內(nèi)，同時(shí)通過供氣裝置向高溫合金爐管通入還原氣氛；其中，所述推進(jìn)氣缸的推舟速度為I舟/60分；即每隔60分鐘推進(jìn)一舟，連續(xù)操作；
步驟2 ;舟皿進(jìn)入到預(yù)熱段B通過加熱爐升溫至1050°C，保溫60分鐘后，打開橫向進(jìn)舟爐門將第二片裝好的舟皿放在所述推進(jìn)氣缸的托盤平板上，關(guān)閉橫向進(jìn)舟爐門，所述上位機(jī)控制推進(jìn)氣缸將舟皿推入到預(yù)熱段B內(nèi)，同時(shí)將預(yù)熱段B內(nèi)預(yù)熱后舟皿從預(yù)熱段B推進(jìn)到恒溫加壓燒結(jié)段C ；
步驟3:預(yù)熱后的舟皿進(jìn)入到恒溫加壓段C后，置于恒溫加壓段C的第一加壓吊爐的垂直下方，啟動(dòng)第一加壓油缸通過第一加壓沖頭對(duì)準(zhǔn)舟皿內(nèi)的剎車片受壓表面加載2MPa壓力，同時(shí)通過加熱爐板在溫度為1050°C，保壓燒結(jié)60分鐘后，卸壓，上位機(jī)控制所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段爐管D內(nèi)的第一加壓沖頭和第二加壓沖頭同時(shí)提起，將燒結(jié)好的完成舟皿推到冷卻加壓段爐管D中，與此同時(shí)又有一個(gè)預(yù)熱后舟皿將由預(yù)熱段B中進(jìn)入到恒溫加壓段C內(nèi)；
步驟4:將恒溫加壓燒結(jié)后的舟皿推入到冷卻加壓段D內(nèi)置于恒溫加壓段C的第二加壓吊爐的垂直下方，啟動(dòng)第二加壓油缸通過第二加壓沖頭對(duì)準(zhǔn)舟皿內(nèi)的剎車片受壓表面加載2MPa壓力，保壓60分鐘后，舟皿內(nèi)的剎車片降到卸壓150°C ^200°C ;與此同時(shí)又有一個(gè)燒結(jié)后的舟皿將由恒溫加壓段C中進(jìn)入到冷卻加壓段爐管D爐管內(nèi)；
步驟5:將降溫處理后舟皿推入終冷段E中，經(jīng)終冷段E的水冷套冷卻60分鐘后，所有產(chǎn)品的溫度均會(huì)低于35lO°C，將降溫后的舟皿推入出舟段F，得到成品，實(shí)現(xiàn)連續(xù)燒結(jié)。
[0021]實(shí)施例1
制備一臺(tái)年產(chǎn)17萬套(G-300型)鐵路高速列車剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置及配套生
產(chǎn)工藝。
[0022]( I )用戶的技術(shù)參數(shù)要求(按用戶要求):
(1-a)剎車片尺寸及重量:
摩擦層厚10mm，寬40mm，長(zhǎng)60mm。摩擦層每5片與同一鋼背基板燒結(jié)。摩擦層受壓總面積120cm2。預(yù)壓型還每塊重1=184.8g。鋼背基板尺寸(用戶提供)厚5mmX寬80mmX長(zhǎng)294mm，重 917 克 / 塊。
[0023](I -b)產(chǎn)量要求。
[0024]每年300日(工作日)，年產(chǎn)量17萬套/300日(注:每套剎車片為5片摩擦片共同焊接在一塊鋼背基板上組成為一套)。
[0025]I連續(xù)推舟式加壓燒結(jié)裝置的主體部件設(shè)計(jì)如下:
1.1基本參數(shù)計(jì)算
1.1.1每舟內(nèi)疊放方式為每層平放鋼背基板三件，每件鋼背基板上放5片預(yù)壓型坯(稱為一套)，每片預(yù)壓型坯高11mm，共放8層。每個(gè)舟皿共放預(yù)壓型坯數(shù)5 X 3 X 8=120片/舟。
[0026]1.1.2每層(3套)預(yù)壓型坯總面積S總=l20cm2X3=360cm2。
[0027]1.1.3 8層了頁(yè)壓型還及8層鋼1?基板置放聞度H8=132mm。
[0028]舟皿尺寸設(shè)計(jì)
1.2.1舟皿內(nèi)腔尺寸為240mm，舟皿外形最大尺寸為262 mmX316 mmX 170mm，空舟最終重量4.76kg。
[0029]1.2.2 預(yù)成型坯所需總壓力:P 總=360cm2 X 20kg/cm2=7200kg。
[0030]上述壓力即為恒溫加壓段吊爐及冷卻段加壓吊爐施加的總壓力:P總=7200kg，吊爐頂端截面尺寸=寬X長(zhǎng)=235mmX289mm。
[0031]主爐管尺寸設(shè)計(jì)
1.3.1主爐管的橫截面尺寸即是舟皿的(寬X高)各加大些尺寸即主爐管截面積=268mm (寬)X 220mm (高)。[0032]1.3.2主爐管總長(zhǎng)=進(jìn)舟段長(zhǎng)(I舟)+預(yù)熱段長(zhǎng)(2舟)+恒溫加壓段長(zhǎng)(I舟)+冷卻加壓段長(zhǎng)(I舟)+終冷段長(zhǎng)(2舟)+出舟段長(zhǎng)(I舟)+100mm=316mm +316mmX2+316mm+316mm+316mmX2+316mm+100mm=2628mm。以下均見附圖1。
[0033](A)進(jìn)舟段長(zhǎng)=316mm+50mm =366mm。
[0034](B)主爐管預(yù)熱段長(zhǎng)=316mmX 2=632mm。
[0035](C)恒溫加壓段爐管長(zhǎng)316mm,垂直段爐管截面尺寸264mmX 318mm,高350mm。
[0036](D)冷卻加壓段爐管長(zhǎng)與恒溫加壓段爐管長(zhǎng)相同(316_)。垂直段爐管截面尺寸為 264 mmX318 mmX350mm。
[0037](E)出舟段長(zhǎng)為 316mm+50mm=366mm。
[0038]爐子加熱功率。
[0039]預(yù)熱段20kW，恒溫加壓段12kW。
[0040]進(jìn)舟端爐管及爐門設(shè)計(jì) 1.5.1進(jìn)舟端爐管及爐門設(shè)計(jì)
由于舟皿裝滿產(chǎn)品后重量很大(49kg/舟)，故裝舟時(shí)在輥道臺(tái)架上裝舟，裝滿后輥道臺(tái)架自動(dòng)的將舟皿送入到橫向進(jìn)舟端爐門(見附圖1中3)外，待3打開后立即將舟皿推入到橫向進(jìn)舟段爐管(見附圖1中2)內(nèi)，由垂直氣缸推桿(見附圖1)升高到預(yù)定位置，待進(jìn)舟爐門關(guān)閉后水平氣缸活塞(見附圖1)推桿即可將舟皿推進(jìn)爐管，實(shí)現(xiàn)連續(xù)定時(shí)推舟。為此，在爐管進(jìn)舟端的下部垂直方向上設(shè)計(jì)了一個(gè)截面尺寸為(326mmX 220mm)、長(zhǎng)(262mm+100mm)的進(jìn)舟爐管，并與主爐管采用法蘭聯(lián)接。
[0041]1.5.2進(jìn)舟端爐門設(shè)計(jì)
在進(jìn)舟爐管的進(jìn)口端部裝有一個(gè)可自動(dòng)全開啟的爐門(有密封墊圈防止漏氫氣)和自動(dòng)點(diǎn)火裝置。
[0042]1.5.3出舟端爐門設(shè)計(jì)
出舟端爐門與進(jìn)舟端爐門完全相同(見附圖1-22)。同樣有自動(dòng)開啟機(jī)構(gòu)及自動(dòng)點(diǎn)火裝置并設(shè)有出舟輥道臺(tái)架車，以保證舟皿出爐后直接由輥道車運(yùn)走、送檢、歸倉(cāng)。
[0043]2 G-300型剎車片的生產(chǎn)工藝: 應(yīng)按下列技術(shù)參數(shù)及工藝步驟進(jìn)行:
2.1裝舟要求；
裝載量24套/舟，總重49kg/舟。
[0044]2.2推舟制度；
打開爐門(見附圖1中3)，將裝好的舟皿放在輔助進(jìn)舟氣缸的托盤平板上，開動(dòng)進(jìn)舟氣缸(上行)，使托盤平板表面與預(yù)熱段爐管的底面對(duì)齊，然后開動(dòng)推進(jìn)氣缸(見附圖1中1)，即可將舟皿推入到預(yù)熱段(B)內(nèi)。推舟速度(I舟/60分)；即每隔60分鐘推進(jìn)一舟，連續(xù)操作。
[0045]2.3預(yù)熱參數(shù)；
預(yù)熱段溫度1050°C，要求在120分鐘后(即舟皿離開預(yù)熱段時(shí))，可使舟皿內(nèi)所有被加熱的元件的溫度最終達(dá)到1050°C。
[0046]2.4恒溫加壓燒結(jié)制度及參數(shù)；(1050°C，20kg/cm2,60min)
當(dāng)舟皿從爐管的預(yù)熱段(B)推進(jìn)到恒溫加壓燒結(jié)段(C)時(shí)，加壓吊爐(附圖1中5、6)從垂直上方，對(duì)準(zhǔn)所有剎車片受壓表面。在計(jì)算機(jī)程序控制下加載7200kg總壓力。溫度保持在1050°C保壓60分鐘后，卸壓，并將兩段(含冷卻加壓段)的加壓吊爐(見附圖1中5、6)提起，同時(shí)將燒結(jié)好的舟皿推到冷卻加壓段爐管(D)中，與此同時(shí)又有一個(gè)舟皿將由預(yù)熱段爐管中進(jìn)入到恒溫加壓燒結(jié)段(C)爐管內(nèi)，如此反復(fù)。
[0047]2.5冷卻加壓段工藝制度；
將恒溫加壓燒結(jié)后的舟皿推入到冷卻加壓段的加壓吊爐(見附圖1中6)下方，立即通過程控系統(tǒng)，施加7200kg壓力，保壓60分鐘。由于冷卻加壓段爐管外不設(shè)加熱元件，故元件只在壓力下自然冷卻，以消除層間剪切應(yīng)力。
[0048]2.6終冷段工藝制度；
舟皿從冷卻加壓段(D)推出后，仍有150°C?200°C，應(yīng)立即推入終冷段(E)中，經(jīng)終冷段主爐管(見附圖1中15)外的水冷套冷卻60分鐘后，所有元件的溫度均會(huì)低于35?40°C。
[0049]2.7出舟制度；
在規(guī)定的出舟時(shí)間內(nèi)(I舟/60分鐘)，先將輔助卸舟汽缸的托盤表面向上舉起，并與終冷段主爐管(E)的底面對(duì)齊，隨后將終冷段(E)推出的舟皿，直接推到輔助氣缸的托盤上，再開動(dòng)卸舟氣缸(下行)，將舟皿降至爐門口水平高度，立即打開爐門，取出舟皿。即完成出舟任務(wù)。每個(gè)舟皿在主爐管內(nèi)累計(jì)停留時(shí)間為60分X6=360分。實(shí)際操作時(shí)即按每小時(shí)進(jìn)一舟，出一舟。
【權(quán)利要求】
1.一種高速重載剎車片用的連續(xù)推舟式加壓燒結(jié)裝置，其特征在于，該高速重載剎車片的連續(xù)加壓燒結(jié)裝置，該裝置包括用于控制的上位機(jī)、起到隔熱保溫作用的半開爐體，臺(tái)架車和矩形截面臥式長(zhǎng)桶形隧道狀的高溫合金爐管； 所述高溫合金爐沿長(zhǎng)度方向按功能依次由進(jìn)舟段A、預(yù)熱段B、恒溫加壓段C、冷卻加壓段D、終冷段E和出舟段F爐管組成； 所述臺(tái)架車由一段或多段臺(tái)架車單元組成，所述高溫合金爐管安裝在所述臺(tái)架車上，所述半開爐體安裝在所述高溫合金爐管的預(yù)熱段B、恒溫加壓段C、冷卻加壓段D爐管處；所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段D爐管的底部設(shè)有下爐承壓裝置； 所述進(jìn)舟段A爐管一端的末端設(shè)有用于推舟的推進(jìn)氣缸，所述進(jìn)舟段A爐管上部設(shè)有排氣或點(diǎn)火裝置，所述進(jìn)舟段A爐管下部通過橫向進(jìn)舟爐管，所述橫向進(jìn)舟爐管的一側(cè)設(shè)有進(jìn)舟爐門，所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段D爐管的底部設(shè)有下爐承壓裝置和下部受力門框； 所述預(yù)熱段B爐管外側(cè)設(shè)置用于預(yù)熱的加熱裝置； 所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段D爐管的上端分別設(shè)置第一垂直爐管和第二垂直爐管，所述恒溫加壓段C爐管與第一垂直爐管底端連通，所述冷卻加壓段D爐管與第二垂直爐管的底部聯(lián)通，第一加壓吊爐設(shè)置在所述恒溫加壓段C與第一垂直爐管的連接處，所述第二加壓吊爐設(shè)置在所述冷卻加壓段D爐管與第二垂直爐管的連接處，第一垂直爐管內(nèi)設(shè)置第一加壓沖頭，第二垂直爐管設(shè)置第二加壓沖頭，所述第一加壓沖頭通過第一加壓桿與第一垂直爐管上端的第一加壓油缸固接，所述第二加壓沖頭通過第二加壓桿與第二垂直爐管上端的第二加壓油缸固接，所述第一加壓油缸與固定在所述第一垂直爐管和第二垂直爐管上端的受力門框的橫梁上的第一快速提升機(jī)構(gòu)連接，所述第二加壓油缸與固定在所述第一垂直爐管和第二垂直爐管上端的受力門框的橫梁上的第二快速提升機(jī)構(gòu)連接，所述第一加壓油缸和第二加壓油 缸通過管路與設(shè)置在所述臺(tái)架車上的微型油泵連接，所述第一加壓桿、第二加壓桿與所述第一垂直爐管和第二垂直爐管的連接處通過滑動(dòng)密封裝置密封，所述第一加壓油缸和第二加壓油缸上安裝壓力傳感器和位移傳感器，所述第一加壓沖頭的端部設(shè)有加熱爐板； 所述終冷段E爐管外側(cè)套接用于冷卻的水冷套； 所述出舟段F爐管的末端設(shè)有用于觀察的觀察窗，所述出舟段F爐管上部設(shè)有供氣裝置，所述出舟段F爐管下部設(shè)有橫向出舟爐管，所述橫向出舟爐管的一側(cè)設(shè)有出舟爐門，所述橫向出舟爐管的底部設(shè)有出舟輔助裝置； 所述上位機(jī)與所述供氣裝置、出舟輔助裝置、加熱爐板、推進(jìn)氣缸、加熱裝置和快速提升機(jī)構(gòu)控制連接，所述壓力傳感器和位移傳感器與所述上位機(jī)數(shù)據(jù)連接。
2.一種使用如權(quán)利要求1所述的裝置的制備高速重載剎車片的工藝，其特正在于，具體包括以下步驟: 步驟1:啟動(dòng)上位機(jī)，打開橫向進(jìn)舟爐門將裝好第一舟皿放在推進(jìn)氣缸的托盤平板上，關(guān)閉橫向進(jìn)舟爐門，所述上位機(jī)控制推進(jìn)氣缸將舟皿推入到預(yù)熱段B內(nèi)，同時(shí)上位機(jī)通過供氣裝置向高溫合金爐管通入還原氣氛；其中，所述推進(jìn)氣缸的推舟速度為I舟/60分；SP每隔60分鐘推進(jìn)一舟，連續(xù)操作； 步驟2 ;舟皿進(jìn)入到預(yù)熱段B內(nèi)，上位機(jī)控制加熱裝置升溫至1050°C，保溫60分鐘后，打開橫向進(jìn)舟爐門將第二個(gè)裝好的舟皿放在所述推進(jìn)氣缸的托盤平板上，關(guān)閉橫向進(jìn)舟爐門，所述上位機(jī)控制推進(jìn)氣缸將舟皿推入到預(yù)熱段B內(nèi)，同時(shí)將預(yù)熱段B內(nèi)預(yù)熱后舟皿從預(yù)熱段B推進(jìn)到恒溫加壓燒結(jié)段C ； 步驟3:預(yù)熱后的舟皿進(jìn)入到恒溫加壓段C后，置于恒溫加壓段C的第一加壓吊爐的垂直下方，啟動(dòng)第一加壓油缸通過第一加壓沖頭對(duì)準(zhǔn)舟皿內(nèi)的剎車片受壓表面加載2MPa壓力，同時(shí)通過加熱爐板在溫度為1050°C，保壓燒結(jié)60分鐘后，卸壓，上位機(jī)控制所述恒溫加壓段C和冷卻加壓段爐管D內(nèi)的第一加壓沖頭和第二加壓沖頭同時(shí)提起，將燒結(jié)好的舟皿推到冷卻加壓段爐管D中，與此同時(shí)又有一個(gè)預(yù)熱后舟皿將由預(yù)熱段B中進(jìn)入到恒溫加壓段C內(nèi)； 步驟4:將恒溫加壓燒結(jié)后的舟皿推入到冷卻加壓段D內(nèi)置于第二加壓吊爐的垂直下方，啟動(dòng)第二加壓油缸通過第二加壓沖頭對(duì)準(zhǔn)舟皿內(nèi)的剎車片受壓表面加載2MPa壓力，保壓60分鐘后，舟皿內(nèi)的剎車片降溫到150°C ~200°C后卸壓；與此同時(shí)又有一個(gè)燒結(jié)后的舟皿將由恒溫加壓段C中進(jìn)入到冷卻加壓段爐管D爐管內(nèi)； 步驟5:將降溫處理后舟皿推入終冷段E中，經(jīng)終冷段E的水冷套冷卻60分鐘后，所有產(chǎn)品的溫度均會(huì)低于35~40°C`，將降溫后的舟皿推入出舟段F，得到成品，實(shí)現(xiàn)連續(xù)燒結(jié)。
【文檔編號(hào)】F27B21/00GK103673612SQ201310713563
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】吳成義, 郭志猛, 于瀟, 趙翔, 彭坤, 郝俊杰, 孫鵬, 劉桂香, 張曉冬 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)