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上海皓越真空設備有限公司
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S2型放電等離子燒結系統(tǒng)
  • S2型放電等離子燒結系統(tǒng)
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貨物所在地:上海上海市

更新時間:2024-11-15 21:00:08

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S2型放電等離子燒結系統(tǒng)是當今世界上先進的燒 結系統(tǒng)之一,是在兩電極間施加脈沖電流和軸向壓力進行粉末燒結致密化的一種 新型快速燒結技術。


S2型放電等離子燒結系統(tǒng)

技術方案書

一、                      SPS簡介及主要特點

1.                      SPS簡介

S2型放電等離子燒結系統(tǒng)是當今世界上先進的 結系統(tǒng)之一,是在兩電極間施加脈沖電流和軸向壓力進行粉末燒結致密化的一 新型快速燒結技術。它具有升溫速度快、燒結時間短、組織結構可控、節(jié)能環(huán)保 鮮明特點,可用來制備金屬材料、陶瓷材料、復合材料,也可用來制備納米塊體 料、非晶塊體材料、梯度材料等。此外,SPS 設備也為非常特殊的新型材料的 造提供了可能,諸如可在晶粒無顯著長大的狀態(tài)下燒結出納米材料,功能梯 材料,復合材料,碳化鎢,氮化硅,碳化硅或其他硬質材料,結構陶瓷和功 陶瓷等。

2.                      SPS技術特點

SPS過程中施加直流脈沖電流產(chǎn)生放電效應而帶來的一些現(xiàn)象SPS技術具有以下幾個特點:

1)                      可以快速升溫,快速冷卻,大幅縮短生產(chǎn)時間,降低生產(chǎn)成本,升溫速率可200/min(根據(jù)材料特性或有些差);

2)                      燒結溫度低(與熱壓燒結相比,燒結溫度可進一步降低);

3)                      具有凈化、活化效應(消除粉末顆粒表面吸附氣體,擊穿氧化膜),輕松實現(xiàn)難燒結材料、多元素材料的燒結;

4)                      相比于傳統(tǒng)燒結工藝,可以在更短的時間內得到組織性質更均勻、更致密、晶粒尺寸更小的材料;

5)                      相比于傳統(tǒng)燒結工藝,可大幅節(jié)省電能。

6)                      無需粉末預成型,可以直接燒結成致密體。

img2

(設備圖示,以實際出貨為準)

二、                      設備特點

皓越科技公司此臺設備的主要特點如下:

1)                      該系列放電等離子燒結系統(tǒng),充分考量了燒結工藝的自動化和操控性,燒 溫度,加壓控制,電流控制等自動程控系統(tǒng)為設備的標準配置。

2)                      設備搭載了安全停機功能,當監(jiān)控或偵測到設備水溫異常、模具破損等突發(fā) 狀況時設備將自動停機。

3)                      配備數(shù)據(jù)采集解析系統(tǒng),可將決定燒結體產(chǎn)品品質的工藝參數(shù),如燒結電壓 電流、控制溫度、施加壓力、位移、真空度、位移變化率、實測溫度等物理量進行保存和調用,以對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝進行追蹤。

4)                      設備采用了自主開發(fā)的脈沖變 DC 電源,與傳統(tǒng)的同等級 SPS 相比, 電量大幅降低,可真正有效地實現(xiàn)節(jié)能降耗環(huán)保型高品位的燒結生產(chǎn)。

5)                      采用前置開門式水冷真空燒結腔,工件上下機臺、腔體內的施工作業(yè)、維 維修等輕松便捷。

6)                      采用大型液晶觸控操作面板,可隨時自行對位移數(shù)據(jù)以及聯(lián)動互鎖等狀態(tài) 顯示、報警顯示、報警履歷、加壓壓力設定值等進行診斷和確認。

7)                      為避免設備各操作按鈕或按鍵的誤操作,設備搭載了安全聯(lián)動互鎖功能, 使新手上機也可放心使用。

三、                      應用領域

1.       金屬Fe、Cu、Al、AuAg、Ni、CrMo、SnTi、W、Be;

2.       陶瓷氧化物Al2O3、Mulitex ZrO2Mg、SiO2TiO、HfO2;

3.       碳化物SiCB4C、TaC、WC, ZrC, VC;

4.       氮化物Si3N4、TaN、 TiN、 AIN、 ZrNVN;

5.       硼化物TiB2、HfB2、LaB6、ZrB2、VB2;

6.       氟化:LiF、CaF2MgF2;

7.       金屬陶瓷Si3N4+Ni、Al2O3+Ni、ZrO2+Ni、Al2O3+Ti、SUS+WC/Co、BN+Fe、WC+Co +Fe ;

8.       金屬化合物TiAlMoSi2、Si3Zr5、NiAl、NbCoNbAl   Sm2Co17。

四、                      設備型號

本設備為臥式周期SPS,具體型號VHPsp-10/35-2400S2),具體代碼含義如下圖所示:

img3

五、                      主要技術參數(shù)

1.       設備裝料方式:                側開門裝料

2.       加熱功率:                        100KW±10%(以實際為準)

3.       最高溫度:                        2400(設計溫度)

4.       工作溫度:                        2300(驗收溫度)(溫度和升溫速度與樣品、模具大小決定)

5.       最快升溫速率:                200/minΦ50 mm樣品)

6.       控溫精度:                        ±3

7.       樣品直徑:                        Φ50mm

8.       壓頭開放高度    300mm

9.       壓頭行程        100mm

10.       加熱電壓V    10V

11.       加熱電流        0-10000A

12.       電極材料導電率IACS95%(提供第三方檢測報告)

13.       最大壓力        20T(可根據(jù)要求定)

14.       加壓方式       單向加壓,下加壓(由下往上加壓)

15.       壓力控制       伺服液壓

16.       壓頭材質       銅合金(水冷)

17.       壓力精度       ±3FSFS 是全量程壓力)

18.       位移精度:                        ±0.005mm

19.       極限真空度:                6.7x10-3Pa(空爐,冷態(tài),經(jīng)凈化)

20.       真空抽速:                        從大氣壓力抽5 Pa20min

21.       壓升率:                         2Pa/h(空爐,冷態(tài),經(jīng)凈化)

22.       測溫方式:                        頂部紅外測溫,側面熱電偶測溫

23.       紅外測溫儀:                (測溫范600-2800

24.       控溫及測溫方式  HMI+PLC+PID程序控溫

<800K型熱電偶插入模具接觸式測溫

>800時雙色紅外儀側部非接觸式測溫

25.       氣氛系統(tǒng)       高純氬氣或高純氮氣一路氣氛

26.       充氣壓力       0.02MPa(絕對壓力,可調)

27.       通訊接口:                        設備配RJ45"網(wǎng)絡接口,支PROFINET"MODBUS        TCP"協(xié)議

28.       冷卻水要求:                水質GB10067.1-88標準,壓0.2~0.4MPa,PH7.08.5,懸浮物固體100mg/L,總硬CaO10mg/L,溶解性固體30mg/L,電導率500μS/cm

29.       設備外形尺寸     1560mmWX1500mmDX2300mmH)(以實際產(chǎn)品尺寸為準)

30.       設備重量         2.3t

六、                      結構組成

皓越科技SPSS2)設備主要由爐體、爐架、真空系統(tǒng)、充氣裝置、測溫系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、脈沖直流電源、氣動裝置、電氣控制系統(tǒng)等組成。

七、                      設備結構特征

1.                      爐體

爐體采用全不銹鋼材料,雙層水冷結構,內、外壁均304且經(jīng)精密拋光處理,內外壁之間通水冷卻,確保爐壁溫度低55。爐體為臥式側開門結構,便于物料裝卸,爐門上設有觀察窗、真空壓力表、手動放氣閥等。爐體下壓頭的密封采用可靠的金屬波紋管密封。

2.                      

爐架為支撐爐體及承受壓力的結構件,由上下平臺及支架構成,上下平臺焊 后經(jīng)消除應力后,經(jīng)過嚴格加工使上下加壓平臺的中心安裝孔具備良好的同心度。

3.                      真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)由直聯(lián)泵、擴散泵,氣動高真空閥、真空變送器、真空壓力表、真空放氣閥、真空管路等組成,并留有充氣接口。為減少爐體振動,真空管道與泵的連接采用金屬波紋管,真空度由真空變送器測量。

真空閥門設掉電保護和安全聯(lián)鎖,如設備突然斷電,真空系統(tǒng)的各系統(tǒng)閥門自動調整為關閉狀態(tài),保護真空室。

所有真空管路均采用不銹鋼或碳鋼電鍍制造。管路連接處采用金屬波紋管連接,以隔絕直聯(lián)泵的震動,防止將震動傳遞至真空加熱室系統(tǒng)。

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4.                      充氣裝置

充氣裝置(不含氣體干燥、氣體過濾及尾氣處理系統(tǒng))主要由充氣閥、浮子流量計、充氣管道等組成,用于工藝所需充氮氣、氬氣的一路氣氛要求,最大充氣壓0.02MPa(微正壓、表壓)。

1)       所有氣路管道均采SUS304材質

2)       進氣管道采用浮子流量計控制。

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5.                      測溫系統(tǒng)

測溫元件采K型熱電偶和雙色紅外測溫儀進行測溫:當溫<800,K型熱電偶插入模具接觸式測溫;溫>800時,雙色紅外測溫儀頂部非接觸式測溫。配合溫度控制儀進行溫度閉環(huán)控制,測溫元件測量溫度并供給溫度控制器控制信號,從而調整功率調控器的輸出,從而控制變壓器的輸出大小,以滿足系統(tǒng)的控溫需求。

6.                      加壓系統(tǒng)

加壓系統(tǒng)為液壓單向下加壓,加壓壓力為最20T(可調),加壓行程100mm。

壓機由四立柱及上下橫梁組成,單向下加壓,加壓油缸固定在橫梁上,爐體支撐在爐架上,并與下橫梁進行固定,橫梁經(jīng)過嚴格機械加工,保證下壓頭的加壓精度。壓頭的密封采用焊接波紋管密封,密封可靠、使用壽命長。壓頭位移由位移傳感器測得,采用光柵尺測距,測量誤差±0.005mm,加壓壓力由載荷傳感器測量。

下壓頭全部采用特殊水冷結構形式,材料為銅合金,具有水冷效果好,反復加壓工作不變形、使用壽命長、移動過程泄漏小等優(yōu)點。

加壓系統(tǒng)由伺服液壓站、加壓油缸、載荷傳感器、加壓位移傳感器等組成,并由電磁閥通過控制系統(tǒng)進行控制,位移傳感器采用光柵尺??赏ㄟ^手動調節(jié)加壓壓力,也可自動調節(jié)加壓壓力,進而實現(xiàn)穩(wěn)壓、保壓。

7.                      水冷系統(tǒng)

系統(tǒng)由集成式進水組件(不銹鋼管)、集成式回水組件(不銹鋼管)、球閥、優(yōu)質橡膠管及接頭等組成?;厮绞讲捎梅忾]式,在關鍵回路如電極上設置了水溫水流量傳感器,水溫過高或水流量不足時及時報警并停止加熱。

進水主管路上設有電接點壓力表,當水壓不足時提供信號給控制系統(tǒng),然后由控制系統(tǒng)判斷報警,啟動備用水源系統(tǒng)或切斷電源。

水路特點:

1)                      所有水路管道均采用耐高溫、高壓軟管材質,確保不生銹;其他輔助水路管道采用高壓防爆管道。確保水路安全;

2)                      關鍵管路設置有水流量傳感器和水溫傳感器和報警裝置,水流量過低報警,水超溫報警,及時發(fā)現(xiàn)安全隱患。進水路欠水壓與加PLC互鎖,水壓低時,報警并停止加熱。

3)                      使用方須做好備用水源UPS電源。主電路停電可立即切換UPS電源,給水泵供電,冷卻水源循環(huán),確保爐體安全。

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8.                      脈沖直流電源

脈沖直流電源:采IGBT為數(shù)字功率模塊,超微晶軟磁合金材料為變壓器鐵芯,配有電壓、電流自動反饋,系統(tǒng)故障診斷保護功能。

1)                      采用高頻率大功率IGBT模塊,使電流瞬間增加到幾千或者上萬安培,保證粉末快速燒結致密。

2)                      技術保證大電流在連續(xù)輸出的過程中穩(wěn)定,紋波電1%

3)                      毫秒級別的通斷時間可顯著抑制晶粒粗化,使被加工件能同時保證達到納米尺寸的晶粒和致密的要求。

4)                      重要器件選用進口品牌,在使用壽命及輸出穩(wěn)定性達到工業(yè)級水準。

9.                      氣動裝置(需選配空壓機

由氣動三聯(lián)件(除水器、壓力表、油霧器)、電磁換向閥,管道和產(chǎn)氣量0.6m3/min的空壓機(可選配)等組成??蓪鈩訄?zhí)行元件(如氣缸、充氣閥、真空閥門等)提供潔凈的壓縮空氣,確保氣動原件運行穩(wěn)定可靠,管路走向整潔美觀。

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10.                      電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng):全自 PLC+觸摸屏系統(tǒng),可以手動、自動切換。

電源控制系統(tǒng)軟件介紹 有以下特點:

1)       源控制具有手動和自動兩種控制方式,手動和自動都可以在觸摸屏上控制,操作方便、系統(tǒng)穩(wěn)定,具有誤操作提示報警功能。

2)       溫控系統(tǒng):全自 PLC+觸摸屏系統(tǒng),可以手動、自動切換,采用熱電偶和控溫儀表控制電源的輸出從而控制模具的溫度,觸摸電腦自動記錄燒結過程及歷史曲線。配 PLC 控制器(西門/歐姆龍),具 PID 及超溫報警功能,能儲存和輸出記錄,清晰反應爐子工作狀況。

3)       控制系統(tǒng)軟件由我公司自行開發(fā),人機界面操作系統(tǒng),畫面友好,操作簡單,響應速度快,可對爐內工況進行實時監(jiān)測,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

4)       本設備可自動采集溫度曲線、真空度曲線和燒結時間等曲線,對各個工藝參數(shù)(溫度、真空度)實現(xiàn)動態(tài)顯示,方便用戶根據(jù)歷史曲線分析燒結工藝。

5)       通訊接口豐富, RS485、LAN、USB 等,易于和其它設 組網(wǎng)應用。軟件控制界面形象化,能夠動態(tài)顯示工作流程,方便直觀。

6)       控制系統(tǒng)上設有過流、超溫及斷水等分類報警功能,電器元件采用施耐德、 LG等品牌,產(chǎn)品品質有保證。電控柜按照西門子標準制作,所有的儀表及控制元件集中到一個電控柜內。

7)       軟件免費升級。

溫度的控制也可通過數(shù)顯溫度程序控制儀根據(jù)用戶設定的工藝曲線,實行自動控制溫度,并具PID自整定功能,也可根據(jù)用戶需要手動控制溫度。

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八、                      安全保護系統(tǒng)

1.                      電氣聯(lián)鎖保護系統(tǒng);

2.                      保險絲;

3.                      電熱過電流保護裝置。

九、                      整機要求

1.                      電力需求:                        380V,110KVA,50Hz

2.                      起重設備:                        3

3.                      水源:

1)                      循環(huán)水量:                10m3/h

2)                      水壓:                        0.15~0.3Mpa

3)                      進水水溫:                25

4.                      壓縮空氣氣源

1)                      耗量:                        ~3L/s

2)                      壓力:                0.6Mpa

十、                      安裝、調試及驗收

1.                      甲方負責地基、氣源、乙方電控柜的進線電纜。進回水接到乙方冷卻水箱的總進回水口處。在所有準備工作完成后,通知乙方進行安裝、調試。設備以賣方組織,買方配合的方式在買方現(xiàn)場安裝、調試并達到買方正常使用的要求;

2.                      驗收工作完成后,由雙方共同簽署設備最終驗收報告。

十一、                      培訓

1.                      設備安裝調試過程中,賣方同時對買方設備使用人員進行必要的操作和維護保養(yǎng)的培訓。經(jīng)培訓,用戶技術人員能夠達到獨立正確操作設備并能判斷故障及簡單維修。

2.                      培訓計劃和內容:

序號

培訓計劃

培訓時間(天)

培訓人員

地點

1

操作培訓

2

工程1

驗收現(xiàn)場

2

維護保養(yǎng)培訓

驗收現(xiàn)場

3

故障判斷及簡單維修培訓

驗收現(xiàn)場







十二、                      保固期

機器全系統(tǒng)保固壹年。

十三、                      售后

保固期內,若設備發(fā)生故障(易損件加熱元件、熱電偶除外),我公司2小時內給予回復,并72小時內派員到達現(xiàn)場,組織維修。

長期優(yōu)惠提供備品備件。

十四、                      隨機資料

1.                      操作說明書。

2.                      出廠檢驗報告。

3.                      安裝調試必需的圖紙。

十五、                      選配配件

1.                      冷水HCA-10      1

2.                      水路管道及法蘭   1

3.                      空壓HA-1        1

4.                      脫模HD-1        1

5.                      分子泵/DM/OD1

SPS/DCS放電等離子燒結系統(tǒng)

編號

產(chǎn)品型號

加熱元件

樣品直徑(mm

壓力(噸)

電壓(V

電流(A

加熱功率
KW

真空度(Pa

外形尺寸(mm)

最高溫度

適用工藝

Smini

VHPsp-6/18-2400

脈沖直流電源

Φ15~20

5

10

3000

30

6.7X10-4

1290×1360×1800

2400

SPS燒結

S1

VHPsp-10/35-2400

脈沖直流電源

Φ30~40

10

10

6000

60

6.7X10-3

1560×1690×1850

不含電源尺寸

2400

SPS燒結

S2

VHPsp-10/35-2400

脈沖直流電源

Φ50~60

20

10

10000

100

6.7X10-3

1560×1690×1850

不含電源尺寸

2400

SPS燒結

S3

VHPsp-10/35-2200

脈沖直流電源

Φ80~100

30

10

16000

160

6.7X10-3

1560×1690×1850

不含電源尺寸

2200

SPS燒結





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