随着高性能硬质合金产品生产规模的扩大,国内外企业和研究机构加大了对硬质合金烧结-热等静压炉的研制,长期研究表明:烧结炉的温度均匀性一直是影响高性能硬质合金产品质量的重要因素。因此深入研究烧结炉内传热过程的物理机理,建立一套完善的理论模型是十分必要的。从理论上分析研究温度场和流场,通过合理地布置炉内结构和组织炉内气体流动来改善炉内的温度均匀性,准确地指导生产,提高产量和质量,并为炉子的结构优化奠定基础。 论文中系统阐述了烧结-热等静压炉内的热工过程特点,分析了炉内气体的流动状态,进行了温度场的实验研究,分别采用热电偶和炉控片来测试炉内低温和高温温度场,利用线性回归方法建立矫顽磁力与最高烧结温度的回归方程。在此基础上,从传热微分方程入手,以计算流体力学软件FLUENT为辅助研究工具,建立了烧结炉内传热的三维非稳态数值仿真模型。同时,针对低温工况和实际生产工况对烧结炉内温度场和流场进行了计算,分析了影响炉内温度分布的主要因素。认为石墨筒内的温度场分布主要取决于发热体、烧结制品和石墨舟皿的布置位置以及气体的流动方式。要使炉内的温度分布均匀,可考虑在炉门侧加设发热体组,减少顶部的预留空间以防止出现漩涡。在相同的热工条件下,适当地调整石墨舟皿和烧结制品的布置位置,可以改善烧结制品表面的温度均匀性,这些改进措施对生产和炉子结构优化有一定的指导意义。