[發(fā)明專利]沖片在退火爐中的退火氧化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910024688.6
• 申請(qǐng)日: 2009-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101492760A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 格溫·約翰斯頓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 騰普（常州）精機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): C21D1/26
• 分類號(hào): C21D1/26
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所
• 代理人: 何學(xué)成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種沖片的退火方法，特別涉及一種如電機(jī)或變壓器的沖片在退火爐中的退火氧化方法。

背景技術(shù)

電機(jī)、變壓器和其他的電子設(shè)備一般含有一個(gè)由鋼質(zhì)沖片疊加而成的磁極，通過(guò)這些鋼質(zhì)沖片疊加在一起的磁極形成的磁路來(lái)傳遞磁通量。為了得到良好的磁性能，通常需要將鋼質(zhì)沖片在帶有連續(xù)輥?zhàn)拥南涫綘t中經(jīng)過(guò)退火處理。

常用的退火爐包括加熱和冷卻區(qū)，隨后是一個(gè)凈化區(qū)和氧化區(qū)。在現(xiàn)有的沖片退火工藝中，是將成排的沖片裝載在托盤上通過(guò)帶連續(xù)輥?zhàn)拥南涫綘t來(lái)處理。但是，隨著沖片尺寸和形狀的不同和變化，需要特別的裝載方式作為操作和防范措施來(lái)保證退火操作過(guò)程中的熱處理的一致性。

眾所周知，現(xiàn)有的工藝有凈化或轉(zhuǎn)移通道來(lái)把受控的冷卻和高溫區(qū)的氣氛與四周的環(huán)境分開(kāi)。在冷卻區(qū)的氣氛包含除碳混合氣，它會(huì)與空氣混合后會(huì)點(diǎn)燃或爆炸。凈化或轉(zhuǎn)移通道的功能就是提供一種惰性的氣氛障礙，使沖片沖有潛在爆炸混合氣體中轉(zhuǎn)移而不接觸空氣。凈化或轉(zhuǎn)移通道的操作條件需要靜態(tài)壓力其值保持略微高與受控冷卻區(qū)的靜態(tài)壓力，這樣有潛在爆炸性氣體的泄露減少到最低。

在現(xiàn)有的工藝中，沖片在經(jīng)過(guò)冷卻區(qū)和凈化區(qū)后，在隨后的氧化區(qū)中，沖片受控于沖片表面產(chǎn)生或形成一層蘭/灰色層的氧化物(氧化物的成分是由Fe₂O₃和Fe₃O₄形成的混合物)，這層氧化物提供給每個(gè)沖片一種電絕緣層。

但是，經(jīng)過(guò)上述工藝處理的沖片含碳量相對(duì)來(lái)說(shuō)還很高，致使沖片的磁性還無(wú)法達(dá)到理想的效果，以及形成的氧化物的絕緣性也無(wú)法達(dá)到理想效果。另外，在爐中控制沖片外表均勻顏色很重要，現(xiàn)有的工藝也很難取得。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種沖片在退火爐中的退火氧化方法，本發(fā)明的方法能夠使鋼質(zhì)沖片脫碳，可提高沖片的磁性等級(jí)；以及生成優(yōu)質(zhì)的氧化物層以提高絕緣性。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

退火爐包含一個(gè)傳輸裝置來(lái)傳輸沖片的托盤，該傳輸裝置依次從穿過(guò)退火爐的預(yù)熱區(qū)、高溫區(qū)、冷卻區(qū)、凈化區(qū)、氧化區(qū)，通過(guò)以下步驟進(jìn)行退火氧化：

先將沖片輸送到375℃-425℃的溫度環(huán)境中進(jìn)行預(yù)熱，將沖片烘干和除油；將預(yù)熱除油后的沖片輸送到高溫區(qū)進(jìn)行退火，在高溫區(qū)的氣氛環(huán)境中通入氮?dú)狻錃夂蜕倭康目諝庠谠摳邷貐^(qū)中流動(dòng)，使沖片脫碳、回復(fù)再結(jié)晶以及去除內(nèi)應(yīng)力；將沖片輸送到冷卻區(qū)將沖片冷卻到600-1000°F的溫度范圍；輸送沖片到凈化區(qū)，通過(guò)凈化區(qū)將冷卻區(qū)與氧化區(qū)的氣氛隔離，再將沖片輸送到氧化區(qū)；在氧化區(qū)的氣氛環(huán)境中通入氮?dú)夂涂諝庠谠撗趸瘏^(qū)中流動(dòng)，氧化區(qū)中設(shè)置有若干個(gè)氣氛注射管，每個(gè)氣氛注射管有眾多的氣氛噴射裝置，氣氛噴射裝置緊靠著輸送裝置的托盤，氣氛噴射裝置使氧化氣氛形成紊流，用于打亂沖片的遲鈍氣氛的分界層，以及為沖片表面提供反應(yīng)成分，并補(bǔ)充在沖片間氧化所需反應(yīng)成分。

采用了上述方案，在高溫區(qū)的氣氛環(huán)境中通入氮?dú)夂蜌錃庠谠摳邷貐^(qū)中流動(dòng)，使沖片脫碳、回復(fù)再結(jié)晶以及去除內(nèi)應(yīng)力，通過(guò)這樣的處理可提高沖片的磁性等級(jí)。通過(guò)精確控制從冷卻區(qū)進(jìn)入凈化區(qū)的沖片的溫度，其中，氧化區(qū)內(nèi)的氣氛噴射裝置是為了能夠仍氧化物在沖片的表面擴(kuò)散，使得沖片表面形成藍(lán)/灰氧化物層。在氧化區(qū)中的改良受控的藍(lán)/灰氧化物層。通過(guò)提供進(jìn)入氧化區(qū)沖片的溫度(600到1000°F)，沖片外觀能夠得到改良。此外，氣氛噴射裝置提供氧化氣體紊流來(lái)打斷遲鈍分界的層和給噴口提供了額外成分，同時(shí)也提供額外冷卻，因此，給更高進(jìn)入氧化區(qū)溫度的補(bǔ)償，增強(qiáng)的過(guò)冷表面，從而提高生產(chǎn)效率。還由于氣氛噴射裝置安裝在傳輸輥?zhàn)娱g的，能夠在成疊的沖片和單個(gè)沖片間產(chǎn)生氧化氣氛紊流。這個(gè)紊流打亂在成疊沖片的遲鈍的分界層，這個(gè)過(guò)程提供氧化的氧化氣氛和額外的一致的冷卻是由于噴口之間靠近底部并和沖片托盤側(cè)面很靠近，最終使沖片間的氧化層的一致性和滲透性得到重大提升。

另外，氧化區(qū)內(nèi)設(shè)有帶葉片的循環(huán)風(fēng)扇來(lái)徹底混合和循環(huán)氧化性氣氛。通過(guò)循環(huán)風(fēng)扇速度變化來(lái)調(diào)節(jié)和氣氛噴射裝置速度變化導(dǎo)致托盤沖片(那里氣氛)的紊流來(lái)可以達(dá)到過(guò)程控制過(guò)程控制。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的退火爐凈化區(qū)和氧化區(qū)的部分側(cè)視圖；

圖2為沿圖1中的II-II線的剖視圖。