[實用新型]多功能實驗用熱處理爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920246075.2
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN201593916U
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 張啟富;郝曉東;江社明
• 申請（專利權）人: 中國鋼研科技集團有限公司;新冶高科技集團有限公司
• 主分類號: F27B17/02
• 分類號: F27B17/02
• 代理公司: 北京中安信知識產(chǎn)權代理事務所 11248
• 代理人: 張小娟

技術領域

本實用新型屬于熱處理爐技術領域，特別涉及到一種多功能實驗用熱處理爐。

背景技術

近年來，隨著新材料、新工藝的研發(fā)與應用，各個科研機構對于進行不同材料的熱處理研究，提出了更加苛刻的工作條件要求。不同工作氣氛、不同壓力條件、不同真空條件等成為進行材料熱處理實驗研究的必要因素。國內(nèi)外現(xiàn)有的實驗室用熱處理爐，設備大多數(shù)都是只用于單一工作條件，實驗用途僅是針對一種退火環(huán)境類型，無法進行多種環(huán)境條件下的自由切換。

針對目前實驗室內(nèi)進行不同環(huán)境下熱處理實驗的設備空白現(xiàn)狀，本實用新型立足于研究材料退火狀態(tài)下，材料表面與不同氣氛配比、氣氛壓力的關系研究，設計了一種可以在不同工作氣氛、不同壓力條件、不同真空條件使用的實驗室用熱處理爐，實現(xiàn)金屬材料或非金屬材料的在不同工作氣氛中、在不同壓力(低于2×10⁵Pa)條件下、不同的真空度(高于1×10^-2Pa)條件下的熱處理實驗。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種實驗用熱處理爐及系統(tǒng)，實現(xiàn)材料在不同工作氣氛中、不同壓力(低于2×10⁵Pa)條件下、不同真空度(高于1×10^-2Pa)條件下的熱處理實驗。

為了達到上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：

一種多功能實驗用熱處理爐，它包括：樣品驅動裝置1、電磁感應加熱裝置2、紅外加熱裝置3和冷卻間4自上向下依次連接，樣品驅動裝置1的光杠8可在電磁感應加熱裝置2至冷卻間4之間往復運動；其中，樣品驅動裝置1與電磁感應加熱裝置2之間為滑動密封，電磁感應加熱裝置2、紅外加熱裝置3和冷卻間4之間分別有真空氣動閘閥；冷卻間4的一個開口與可提供多種氣體的氣站6相連接，另一開口與真空泵站7相連接。

樣品驅動裝置1包括一個異步電機和一根驅動試樣的光杠，由異步電機驅動的絲杠通過一個滑動塊與該光杠聯(lián)動。

電磁感應加熱裝置2為銅線圈繞組。

紅外加熱裝置3包括一套石英法蘭和兩組紅外加熱模塊，紅外加熱裝置3的內(nèi)部鑲襯不銹鋼鍍金反射層。

冷卻間4內(nèi)部有可噴射不同冷卻介質的冷卻裝置5，所述冷卻介質為氣、水、油中的一種。

冷卻裝置5包括多種冷卻介質的噴嘴，通過管道與氣站6的不同氣體介質相連接。

冷卻間4中的冷卻裝置5與試樣的距離為可調(diào)節(jié)的。

氣站6包括匯流排和與之連接的不同氣體的氣瓶，所述的氣體是氫氣、氮氣或氬氣。

氣站6中匯流排的輸出端經(jīng)一個匯流管連接一個減壓器。

真空泵站7包括真空泵、導管、控制閥，該導管為無縫不銹鋼管。

一種實驗室用熱處理爐及系統(tǒng)，最上面為進料的驅動裝置1，驅動裝置1下面為電磁感應加熱裝置2，電磁感應加熱裝置2下面為紅外加熱裝置3，紅外加熱裝置3下面為冷卻間4，冷卻間4分別與氣站6和真空泵站7相連接。

驅動裝置1的運動精度可達1mm/s，位置精度可達2mm。采用滑動真空密封設計，可以保證驅動裝置1在上下運動過程中，熱處理爐的氣氛無泄露，真空度變化量低于5PaL/s。

電磁感應加熱裝置2采用銅線圈繞組的電磁感應加熱方式，升溫速度可以達到120℃/s，可以滿足特殊熱處理制度中的急速升溫要求，也可以降低設備成本和能耗，減少紅外加熱系統(tǒng)損耗。

紅外加熱裝置3采用短波紅外輻照加熱方式，內(nèi)部鑲襯316L不銹鋼鍍金反射層，最大限度地保證了輻射熱量集中到試樣上面。對于0.6mm試樣而言，最高加熱溫度可達到1000℃，最高升溫速度可達到45℃/s。

冷卻間4的功能包括三個方面：安裝熱處理試樣；作為不同氣氛的混氣腔體，調(diào)節(jié)熱處理爐的氣氛；連接真空泵站。

冷卻裝置5被置于冷卻間4內(nèi)，采用可調(diào)節(jié)距離設計，冷卻裝置5與試樣距離可以自由調(diào)節(jié)。冷卻裝置5可以噴射氣、水、油等多種介質，根據(jù)熱處理要求和試樣的表面狀態(tài)，調(diào)節(jié)不同的冷卻方式，可以實現(xiàn)0℃/s～120℃/s的冷卻控制。

氣站6主要包括匯流排和盛有不同氣體的氣瓶。匯流排將從單一鋼瓶中流出的氣體，通過與之相連的金屬軟管，輸送到一個共同的匯流管，并從該處開始經(jīng)過一個單一的減壓器，然后以設定的壓力穩(wěn)定地輸送到冷卻裝置5。通過控制冷卻裝置5中的氣體壓力和氣體流量，達到控制被處理試樣冷卻速度的目的。

真空泵站7主要包括真空泵、導管、控制閥，采用無縫不銹鋼管方式保證熱處理爐出口處的有效抽速。在30～40s內(nèi)，主機腔體內(nèi)部的真空度可達到1Pa。同時，真空泵站7整體泄漏率可控制在5PaL/s以下，完全可以滿足實驗要求。