一種保護氣氛冷卻裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種保護氣氛冷卻裝置，屬于金剛石工具的制造領域，用于將裝有金剛石刀頭的石墨模具置于保護氣氛的環境中進行冷卻。本實用新型包括一個冷卻箱，冷卻箱內貫穿設置有一個兩端分別安裝有密封蓋板和搭板的冷卻道，所述冷卻道的一端安裝有進氣管，所述冷卻道與冷卻箱的外壁相連并使冷卻道與冷卻箱的外壁之間形成一個供冷卻液流動的圍繞在冷卻道周圍的空腔，所述空腔連通有進水管和出水管。本裝置可以使金剛石刀頭以及石墨模具的冷卻過程始終處于保護氣氛的環境下進行，從而使金剛石刀頭的性能得到明顯提高，石墨模具的壽命顯著增加。本裝置同時還具有操作簡單、堅固耐用、冷卻速度快、安全可靠等優點。
【專利說明】
_種保護氣氛冷卻裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及金剛石工具制造領域，尤其涉及一種保護氣氛冷卻裝置，用于將裝有金剛石刀頭的石墨模具置于保護氣氛的環境中進行冷卻。
【背景技術】
[0002]金剛石是自然界中最硬的一種材料，因此金剛石被廣泛的應用在各類切割工具上，例如金剛石鋸片、金剛石鉆頭、陶瓷切割刀、玻璃刀等。金剛石刀頭是這些工具的主要工作部分，由于在切割過程中金剛石刀頭和物料直接接觸，所以金剛石刀頭的性能對于金剛石鋸片的質量有決定性的作用。想要提高金剛石刀頭的性能，首先要從它的生產工藝入手。
[0003]目前金剛石刀頭的生產工藝主要包括混料、壓制、燒結、冷卻四個步驟。由于石墨模具良好的導熱性以及在高溫下變形率低等優點，所以金剛石刀頭的燒結與冷卻工序都是石墨模具的參與下進行的。在燒結和冷卻的過程中，一方面由于金剛石刀頭本身的組成成分多為具有還原性的金屬及碳等物質，另一方面石墨模具本身也具有還原性，所以二者在燒結與冷卻的過程中都非常容易被氧化，進而影響金剛石刀頭的性能和石墨模具的壽命。目前本領域內，針對金剛石刀頭的燒結環節有專用的燒結機進行控制并保證其不受氧化，而針對冷卻環節卻沒有專用的裝置來保證金剛石刀頭和石墨模具不被氧化。
[0004]針對金剛石刀頭的冷卻環節，本領域內技術人員通常的做法是在空氣中或者沙土中將裝有金剛石刀頭的石墨模具進行冷卻。由于剛剛燒結的金剛石刀頭和石墨模具暴露在空氣中，在高溫的作用下，空氣中的氧氣會不斷的氧化金剛石刀頭和石墨模具。這樣的做法在很大程度上會降低金剛石刀頭的性能，也會影響石墨模具的壽命。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型想要解決的技術問題是提供一種可以使金剛石刀頭及石墨模具在保護氣氛的環境下進行冷卻的裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:
[0007]—種保護氣氛冷卻裝置，包括一個冷卻箱，冷卻箱內貫穿設置有一個兩端分別安裝有密封蓋板和搭板的冷卻道，所述冷卻道的一端安裝有向冷卻道內通入保護氣體的進氣管，所述冷卻道與冷卻箱的外壁相連并使冷卻道與冷卻箱的外壁之間形成一個供冷卻液流動的圍繞在冷卻道周圍的空腔，所述空腔連通有進水管和出水管。
[0008]進一步的，所述冷卻箱及冷卻道采用一端高另一端低的方式傾斜放置，所述進水管連接在空腔的低端，所述出水管連接在空腔的高端，所述進氣管亦安裝在冷卻道的高端。
[0009]進一步的，所述密封蓋板的下沿通過銷軸與冷卻道高端的下沿鉸接，所述密封蓋板的上沿安裝有一個可在密封蓋板閉合時使密封蓋板與冷卻道鎖緊的卡扣，所述密封蓋板與冷卻道配合的一面或冷卻道與密封蓋板配合的一端安裝有密封墊，所述搭板的上沿通過銷軸與冷卻道的低端的上沿鉸接，所述冷卻道的低端設置有一個在搭板閉合時與搭板接觸的平面。
[0010]進一步的，所述進氣管上安裝有調節閥，所述進氣管與氫氣發生裝置或氮氣發生裝置或氨分解氣發生裝置相連。
[0011]進一步的，所述出水管上安裝有連通外部的截止閥和放氣閥。
[0012]進一步的，冷卻箱低端還安裝有探測冷卻道內溫度的工業溫度計。
[0013]由于采用了上述技術方案，本實用新型取得的技術進步是:
[0014]本實用新型可以使金剛石刀頭以及石墨模具的整個冷卻過程始終處于保護氣氛的環境下進行。相對于傳統的將金剛石刀頭以及石墨模具放置于空氣中或者埋入沙土進行冷卻的做法，本實用新型可以保證金剛石刀頭在冷卻的過程中不被空氣所氧化，使金剛石刀頭的性能有顯著提升，同時，石墨模具的壽命也得到明顯的延長。本裝置同時還具有操作簡單、堅固耐用、冷卻速度快、安全可靠等優點。
[0015]本實用新型中的冷卻箱放置在地面上時與水平面呈一定的角度，一端高而另一端低，同時進氣管設計在高端。由于保護氣體的密度小于大氣密度，這樣的設計可以在保證裝入冷卻道內的石墨模具不產生滑動的同時可以使保護氣體自上而下地逐漸充滿整個冷卻道，從而保證了整個冷卻道內氣氛的純凈度。同時，冷卻水路設計成進水管低出水管高，可以使冷卻液從低向高逐漸充滿整個空腔，而高溫的石墨模具和保護氣體的流向與水流方向相反，有利于冷卻液更好的吸收熱量。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的主視圖；
[0017]圖2是本實用新型的A-A向剖視圖；
[0018]圖3是本實用新型的B部分的局部放大圖；
[0019]其中，I冷卻道、2空腔、3密封蓋板、4搭板、5進氣管、6出水管、7進水管、8截止閥、9放氣閥、1工業溫度計、11卡扣。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對本實用新型做進一步詳細說明:
[0021]如圖1至圖3所示，本實用新型包括一個長條形冷卻箱，其橫截面為“回”字型。冷卻箱內自頭至尾貫穿設置有一個長條形的冷卻道I，冷卻道I的一端鉸接有密封蓋板3，另一端鉸接有搭板4，冷卻道I的寬高和安裝有金剛石刀頭的石墨模具的尺寸相適應。冷卻道I的壁體和冷卻箱的外壁相連接并形成一個空腔2，冷卻道I的兩端和冷卻箱的兩端密封連接在一起，使該空腔2成為封閉型結構。在空腔2的兩端分別安裝有進水管7和出水管6，并且該空腔2包裹在冷卻道I內壁周圍。冷卻液從進水管7進入空腔2內，充滿整個空腔2后從出水管6流出，同時帶走冷卻道I內散發出的熱量。
[0022]在使用時，利用推桿等工具，將剛剛燒結完成的裝有金剛石刀具的石墨模具從冷卻道I的裝卸料端依次推入冷卻道I內進行冷卻。冷卻道I內可以依次排開若干個石墨模具同時進行冷卻。冷卻至指定溫度后，再利用夾子、扒勾等工具將石墨模具逐一取出。冷卻道I的密封端還安裝有進氣管5，進氣管5的另一端和保護氣體發生裝置相連，此處的保護氣體可以是氫氣、氮氣或者氨分解氣。考慮到設備使用時的安全性及經濟成本，優先選用氮氣作為保護氣體。
[0023]由于本實用新型中采用的保護氣體的密度均低于大氣密度，在初始階段將保護氣體充入冷卻道I內的時候，應該從冷卻道I內較高的一端通入冷卻道I內，這樣保護氣體才會自上而下地逐漸充滿冷卻道I，并且不會和冷卻道I內的空氣發生混合，保證冷卻道I內氣氛的純凈度。所以，本實用新型采用了一種傾斜的方式將冷卻箱放置在地面上，使冷卻道I和水平面呈一定的角度，其中較高的一端為冷卻道I的密封端，較低的一端是冷卻道I的裝卸料端。為了使冷卻箱傾斜的放置在地面上，本實用新型在冷卻箱的密封端安裝了兩個較長的支腿，裝卸料端安裝兩個較短的支腿。
[0024]密封蓋板3的下沿和冷卻道I密封端的下沿通過銷軸鉸接在一起，密封蓋板3可以繞銷軸轉動對冷卻道I的密封端進行開啟和關閉。密封蓋板3的上沿還安裝有一個卡扣裝置11，當密封蓋板3處于關閉狀態時，通過該卡扣裝置11可以將密封蓋板3和冷卻道I進行鎖緊，密封蓋板3上還安裝有密封墊，保證冷卻道I密封端的密封性，同時將進氣管5安裝在較高的密封端。這樣的設計可以達到使保護氣體自上而下地逐漸充滿整個冷卻道I的目的。
[0025]搭板4的上沿和冷卻道I裝卸料端的上沿通過一銷軸鉸接在一起，搭板4可以繞此銷軸進行轉動對冷卻道I的裝卸料端進行開啟和關閉。并且冷卻道I的裝卸料端設置有一平面，搭板4可以放在此平面上來關閉冷卻道I裝卸料端。當保護氣體充滿整個冷卻道I時還可以頂起搭板4，使搭板4和冷卻道I裝卸料端之間形成一個縫隙供保護氣體排出冷卻道I。并且，當需要采用還原性氣體作為保護氣體時，例如氫氣等可燃氣體，可以在搭板4處點燃溢出的氣體，并調節進氣管5的調節閥使縫隙處形成穩定燃燒的火焰，避免可燃氣體擴散到大氣中與氧氣混合后發生爆炸。
[0026]在冷卻道I的裝卸料端的外部還安裝有一個可供石墨模具放置的托架，石墨模具冷卻完成后可以用推桿將石墨模具從冷卻道I內推到此托架上，方便工人拿走石墨模具。
[0027]本實用新型中的進水管7安裝在空腔2較低的一端，出水管6安裝在空腔2較高的一端。這樣的設計可以使冷卻液自下而上逐漸充滿整個空腔2，并且方便使吸收熱量后的冷卻液沿空腔2向上運動并排出空腔2外。進水管7和出水管6都和外部水源相連，此處的外部水源包括相互連接的水栗、儲水槽、散熱片等裝置。水栗和進水管7相連，用于向水路內充入冷卻液;儲水槽和出水管6相連，用于收集水路內排出的冷卻液;散熱片用于降低冷卻液的溫度。
[0028]本實用新型的出水管6上安裝有連通外界空氣的截止閥8和放氣閥9，截止閥8和放氣閥9串聯安裝，截止閥8安裝在放氣閥9的上游，放氣閥9安裝在水路的最高點。安裝放氣閥9的作用有兩方面:其一是在初始階段往空腔2中通入冷卻液時方便將空腔2內的空氣排出；其二是在冷卻液的循環過程中將冷卻液由于受熱而產生的少量水蒸氣排出設備外。安裝截止閥8的作用是防止冷卻液從放氣閥9中溢出。同時，冷卻箱的低端還安裝有一個工業溫度計10，可以隨時監測冷卻道I內的溫度，確保所有石墨模具和金剛石刀頭都冷卻到指定溫度。
[0029]下面氮氣作為保護氣的情況為例，具體說明本實用新型的工作過程:
[0030]第一步，關閉截止閥8，鎖緊密封蓋板3，開啟外部水源電源，使冷卻液沿進水管7充入空腔2內部，觀測到出水管6內流出冷卻液以后證明整個空腔2已被充滿冷卻液；同時開啟進氣管5的調節閥，使氮氣充入冷卻道I內，然后用一個燃燒的小木棍放在搭板4和冷卻道I的縫隙處，當小木棍熄滅后證明冷卻道I內已經充滿氮氣。
[0031]第二步，打開搭板4，用夾子迅速地將裝有金剛石刀頭的石墨模具從燒結機內取出，放在冷卻道I裝卸料端的托架上，再用推桿將石墨模具由冷卻道I的裝卸料端推入冷卻道I內，然后關閉搭板4;重復上述過程直至冷卻道I內裝滿石墨模具。
[0032]第三步，觀測到工業溫度計10上顯示的溫度低于200°C后，關閉進氣管5上的調節閥，再等待10分鐘，打開搭板4和密封蓋板3，從冷卻道I的密封端伸入推桿，將石墨模具由裝卸料端推出冷卻道I，并碼放整齊等待拆模。
[0033]第四步，重復第二步和第三步，直至燒結機內所有燒結完成的石墨模具全部完成冷卻過程。
【主權項】
1.一種保護氣氛冷卻裝置，其特征在于:包括一個冷卻箱，冷卻箱內貫穿設置有一個兩端分別安裝有密封蓋板(3)和搭板(4)的冷卻道(1)，所述冷卻道(I)的一端安裝有向冷卻道(I)內通入保護氣體的進氣管(5)，所述冷卻道(I)與冷卻箱的外壁相連并使冷卻道(I)與冷卻箱的外壁之間形成一個供冷卻液流動的圍繞在冷卻道(I)周圍的空腔(2)，所述空腔(2)連通有進水管(7)和出水管(6)。2.根據權利要求1所述的一種基于保護氣氛冷卻裝置的金剛石刀頭生產工藝，其特征在于:所述冷卻箱及冷卻道(I)采用一端高另一端低的方式傾斜放置，所述進水管(7)連接在空腔(2)的低端，所述出水管(6)連接在空腔(2)的高端，所述進氣管(5)亦安裝在冷卻道(I)的尚端。3.根據權利要求2所述的一種基于保護氣氛冷卻裝置的金剛石刀頭生產工藝，其特征在于:所述密封蓋板(3)的下沿通過銷軸與冷卻道(I)高端的下沿鉸接，所述密封蓋板(3)的上沿安裝有一個可在密封蓋板(3)閉合時使密封蓋板(3)與冷卻道(I)鎖緊的卡扣(11)，所述密封蓋板(3)與冷卻道(I)配合的一面或冷卻道(I)與密封蓋板(3)配合的一端安裝有密封墊，所述搭板(4)的上沿通過銷軸與冷卻道(I)的低端的上沿鉸接，所述冷卻道(I)的低端設置有一個在搭板(4)閉合時與搭板(4)接觸的平面。4.根據權利要求1或3任一項所述的一種基于保護氣氛冷卻裝置的金剛石刀頭生產工藝，其特征在于:所述進氣管(5)上安裝有調節閥，所述進氣管(5)與氫氣發生裝置或氮氣發生裝置或氨分解氣發生裝置相連。5.根據權利要求4所述的一種基于保護氣氛冷卻裝置的金剛石刀頭生產工藝，其特征在于:所述出水管(6)上安裝有連通外部的截止閥(8)和放氣閥(9)。6.根據權利要求1或2任一項所述的一種基于保護氣氛冷卻裝置的金剛石刀頭生產工藝，其特征在于:冷卻箱低端還安裝有探測冷卻道(I)內溫度的工業溫度計(10)。
【文檔編號】F27D15/02GK205537152SQ201620366374
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】許文強
【申請人】石家莊藍海工具有限公司