本發(fā)明涉及一種模具中心溫度測量方法及熱壓燒結設備。

背景技術：

在采用熱壓燒結方法對磨料塊進行制造的過程中，需要對燒結設備內溫度進行監(jiān)控以避免模具內溫度偏離設定溫度而影響制備的磨料塊的性能?，F(xiàn)有技術中通常采用沿模具的周向布置的熱電偶對模具的周向溫度進行測量。燒結設備設定好溫度后燒結時，由于水平布置的磨料塊在水平面內的溫差梯度較大，單純將周向某一點設定為溫度測量點并不能精確監(jiān)測燒結溫度。在燒結過程中，當測溫點處于模具水平方向溫度較低點時，磨料塊的實際燒結溫度遠遠高于設定溫度；當測溫點處于模具水平方向溫度較高點時，磨料塊實際燒結溫度遠遠低于設定溫度。在實際操作過程中，由于模具制作精度、磨損程度及燒結設備本身精度等原因，這種水平溫差梯度方向并不固定，所以現(xiàn)有測溫方法不利于工人對燒結工藝的控制，不利于產品質量的穩(wěn)定控制。

同時，熱電偶沿周向布置時，熱電偶測溫端與模具接觸點的壓力及周圍環(huán)境溫度也會造成測量數值的波動，而周向布置的熱電偶測溫端與模具接觸點之間的接觸壓力難以定量控制。目前已經有在熱電偶上加裝彈性裝置或重力轉換裝置進行壓緊測溫的方式，但是彈性裝置僅能壓緊，而不能提供恒定壓力；重力轉換裝置雖然可以實現(xiàn)恒壓測溫，但是對于需要頻繁更換模具尺寸的單件小批量生產的磨料磨具行業(yè)并不實用。因此提供一種結構簡單、易實現(xiàn)、測溫真實穩(wěn)定的模具中心位置測溫方法，是當前磨具制造行業(yè)迫切需求的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠測量模具中心位置的溫度的方法；本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠實施上述測量模具中心位置溫度方法的熱壓燒結設備。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明模具中心溫度測量方法的技術方案是：

模具中心溫度測量方法，將熱測量元件的測溫端由經過模具中心區(qū)域的測溫孔伸至模具中心區(qū)域。

所述測溫孔為盲孔，盲孔的孔底位于模具的中心區(qū)域。

所述盲孔沿上下方向延伸且其開口向上。

在熱測量元件的上端設置用于向下頂壓熱測量元件的砝碼。

本發(fā)明的熱壓燒結設備的技術方案是：

熱壓燒結設備，包括模具，模具包括沿上下方向間隔布置的上壓頭系統(tǒng)與下壓頭系統(tǒng)，上壓頭系統(tǒng)或下壓頭系統(tǒng)上開設有經過模具中心區(qū)域以供熱測量元件的測溫端伸入的測溫孔。

上壓頭系統(tǒng)包括上石墨壓頭及設置于上石墨壓頭下方的上壓頭，所述測溫孔包括開設于上壓頭中部的沿上下方向延伸的盲孔，上壓頭和/或上石墨壓頭上還設有與所述盲孔連通以供熱測量元件中導線引出的導線槽。

上石墨壓頭上開設有與所述盲孔連通以容納熱測量元件的通孔，所述導線槽開設于上石墨壓頭的上端面上。

所述通孔包括上部的大孔段及下部的與所述大孔段同軸設置的小孔段，小孔段的孔徑小于熱測量元件的周向尺寸。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的熱壓燒結設備在上壓頭本體或下壓頭本體上開設有經過與待燒結加工工件的中心接近的中心區(qū)域的測溫孔，所以只需要將熱測量元件的測溫端經由測溫孔伸入中心區(qū)域中即可準確測量更為接近待燒結加工工件中心溫度的模具中心區(qū)域的溫度。

更進一步地，本發(fā)明的測溫孔為開口向上的、沿上下方向延伸的盲孔，所以只需要將熱測量元件裝入該孔中，熱測量元件即可在自重的作用下定位于盲孔中，無需對熱測量元件進行額外的固定。同時，熱測量元件下端的測溫端被盲孔的孔底所支撐，而盲孔的孔底為模具的中心區(qū)域，所以將熱測量元件放入盲孔中即可保證測溫端與盲孔的孔底接觸，間接保證了測溫端所測溫度值的真實性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的熱壓燒結設備的一個實施例中上石墨壓頭的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的熱壓燒結設備的一個實施例的使用狀態(tài)圖；

圖3為圖2中模具中心熱測量元件與上石墨壓頭連接處的局部放大圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。

本發(fā)明的熱壓燒結設備的實施例，如圖1至圖3所示，包括爐體及設置在爐體內的上壓頭系統(tǒng)、下壓頭系統(tǒng)、用于放置磨料的模套2及用于測量上、下壓頭系統(tǒng)之間的磨料塊5中心區(qū)域溫度的熱測量元件7，上壓頭系統(tǒng)包括上壓頭3及與上電極導電連接的上石墨壓頭1，下壓頭系統(tǒng)包括下壓頭4及與下電極導電連接的下石墨壓頭。

模具中心熱測量元件7包括沿上下方向延伸的熱電偶測溫桿71、固定設置在熱電偶測溫桿71上端的卡環(huán)72、與熱電偶測溫桿71導電連接并由其上端面引出的導線73和放置于卡環(huán)72的上端面以對熱電偶測溫桿71施加向下壓力的砝碼74，砝碼74的中部開設有供導線73由之穿過的穿線孔。導線73包括耐高溫絕緣保護管（例如陶瓷纖維套管）?？ōh(huán)72的直徑大于熱電偶測溫桿71的直徑以為砝碼74提供穩(wěn)定支撐。

在上壓頭3的中部開設有供熱電偶測溫桿71的測溫端伸入的測溫盲孔31，測溫盲孔31的孔底與上壓頭3的下端面之間的距離較小而使得測溫盲孔31孔底處的溫度與磨料塊5的中心區(qū)域的溫度相同。在上石墨壓頭1的中部開設有沿上下方向延伸以供熱電偶測溫桿71穿過的通孔12，在上石墨壓頭1的上端面上開設用于引出導線73的導線槽13，為利于對熱電偶測溫桿71的安裝定位，通孔12為包括上段的大孔段121與下段的小孔段122的臺階孔，小孔段122的孔徑小于卡環(huán)72的直徑以供卡環(huán)72吊掛在小孔段122的上端面上。

對模具中心溫度進行測量的方法如下：第一，將粉料置于模套2內上壓頭3與下壓頭4之間的空腔內，并將模具置于燒結設備中的上石墨壓頭1與下石墨壓頭之間；第二，將測量裝置7中熱電偶測溫桿71下端的測溫端由上方穿過通孔12并伸入上壓頭3上的測溫盲孔31的孔底，將導線73的自由端引出；第三，為燒結設備設定控制溫度并啟動燒結設備，此時上壓頭3與下壓頭4通過石墨壓頭導電而可對磨料塊5加熱燒結。

在對模具中心溫度進行測量的過程中，沿上下方向垂直放置的熱電偶測溫桿71只需要豎直放置在測溫孔31及通孔12中，熱電偶測溫桿71即可在自重的作用下定位放置，無需另外設置用于將其固定于模具上的固定裝置。同時，通過在熱電偶測溫桿71上端設置砝碼1的方式實現(xiàn)了熱電偶測溫桿71的測溫端與測溫孔31的孔底之間接觸壓力的恒壓力控制，保證了測得溫度的穩(wěn)定。

需要注意的是，大孔段121的直徑大于砝碼74的直徑以使砝碼74能置于其中，但大孔段 121的孔壁與砝碼之間的間隙會較小而可阻礙磨料塊5中心區(qū)域的熱量經由測溫盲孔31及通孔12向外損耗。這樣就使得測溫孔31內形成了幾乎封閉的空間，大大降低了周圍環(huán)境對測溫孔31內溫度的影響；同時由于測溫孔31內的溫度接近模具的具體溫度，所以熱電偶測溫桿71的測溫端所測得的溫度值更加接近磨料塊的真實溫度，使實際燒結工藝同設備設定燒結工藝更加一致。

在其他實施例中，小孔段還可以做成與大孔段直徑一致的孔段，此時通孔為直孔而非階梯孔；還可以選用規(guī)格更小的熱電偶測溫桿或是其他的占用體積更小的紅外等其他測溫元件，此時可將導線槽設置于上壓頭的上端面上或是同時設置于上壓頭與上石墨壓頭上對應的兩端面上，并使導線槽與測溫孔的孔口連通，在這種情況下上石墨壓頭上的通孔即可省去；所述測溫孔還可以沿上壓頭或下壓頭的周向延伸，只需要使測溫孔與上壓頭的下端面或下壓頭的上端面之間的距離足夠小即可，在這種情況下測溫孔還可以加工成左右貫通上壓頭或下壓頭的通孔。

在其他實施例中，磨料塊還可以是粉末冶金行業(yè)中需要使用熱壓燒結工序進行加工制造的其他燒結件，此時使用上述設備及方法即可實現(xiàn)對燒結件中心區(qū)域溫度的測量。

模具中心溫度測量方法的具體實施例：本發(fā)明中模具中心溫度測量方法與本發(fā)明的熱壓燒結設備的實施例中模具中心溫度的測量方法相同，具體可參考圖1至圖3，在此不再詳述。

在模具中心溫度測量方法的其他實施例中，砝碼還可省去而是使熱電偶測溫桿的測溫端在自重的作用下壓在測溫孔的孔底。