[發明專利]一種能精準控制退火工藝參量的應力退火方法及裝置

有效

• 申請號: 201610104166.7
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105695683B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 方允樟;葉慧群;鄭金菊;吳鋒民;陳明;肖飛;孟繁雪
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: C21D1/26
• 分類號: C21D1/26;C21D1/74;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及非晶軟磁合金材料技術領域，特別是一種能精準控制退火工藝參量的應力退火方法及裝置。

背景技術

非晶軟磁合金是繼鐵氧體和硅鋼片之后，最受重視的新型磁性材料。被命名為“Metglas”的FeSiB非晶態合金于1982年被發明，將其用作變壓器鐵芯,與取向硅鋼片相比,鐵損可下降1/3～1/5。1988年,Yoshizawa等將非晶合金進行退火熱處理的方法制備成了納米晶軟磁材料，發明了以Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉為典型成分的“Finemet”合金。Finemet合金具有高磁導率、低矯頑力、高電阻率和低損耗等優異的綜合軟磁性能，相比傳統硅鋼材料，具有顯著的節能和磁性能優勢，具有廣闊的應用前景。但是新型的非晶軟磁材料，對應力十分敏感，尤其是在熱處理過程中應力對磁結構具有靈敏的調控作用。然而，在現有熱處理技術通常采用粗放式工藝，即將被退火材料盤繞成盤狀靜置于退火爐膛內進行退火。這種粗放式退火方式，雖然能夠在一定程度上改善材料性能，但是由于爐膛的溫度梯度和材料自身熱脹冷縮等因素，難以精準控制應力和溫度等退火工藝參量，無法精準控制材料的退火狀態，無法保證整盤材料在同等條件下退火，難以保證材料性能的一致性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應力退火方法及裝置，旨在解決爐膛的溫度梯度和材料自身熱脹冷縮等因素，難以精準控制應力和溫度等退火工藝參量，無法精準控制材料的退火狀態，無法保證整盤材料在同等條件下退火，難以保證材料性能的一致性的問題。

本發明是這樣實現的，一種能精準控制退火工藝參量的應力退火方法，在退火過程中使非晶合金材料自動勻速通過退火腔，并在線自動精確調控張應力、退火溫度和傳送速度。

進一步，退火腔為通道式退火腔，通道式退火腔在良導熱塊橫截面中心部位沿軸向設裝，在良導熱塊的側面設裝有加熱片，由控溫儀根據設裝在退火腔中的測溫探頭反饋信號調節設裝在良導熱塊側面的加熱片的加熱功率，對通道式退火腔溫度精準控制。

進一步，在通道式退火腔的中部設裝有通氣孔，由通氣孔流入經導熱塊加熱的氣體對腔內的被退火材料進行加熱，同時隔離被退火材料與空氣接觸。

進一步，被退火材料在退火腔中移動通過，然后緊接著進入冷卻腔，以同樣速度通過冷卻腔被冷卻。

進一步，冷卻腔為通道式冷卻腔，通道式冷卻腔在良導熱塊橫截面中心部位沿軸向設裝，在通道式冷卻腔的中部設裝有通氣孔，由通氣孔流入保護氣體對腔內的被退火材料進行冷卻，同時隔離被退火材料與空氣接觸，防止被退火材料被氧化。

本發明另一目的在于提供一種能精準控制退火工藝參量的應力退火裝置，包括：送料盤、應力調節制動片、被退火材料、保護氣體進氣管、通道式退火腔、加熱片、通道式冷卻器、轉速傳感器、冷卻壓輥、收集輪、驅動軸、冷卻氣體進氣管、通道式退火腔導熱塊、溫度傳感器、應力傳感器、緩沖彈簧、滑輪組；

應力調節制動片的外部安裝有送料盤，送料盤上纏繞有被退火材料，被退火材料依次通過滑輪組設置的三個滑輪，被退火材料上通過緩沖彈簧安裝有應力傳感器；根據應力傳感器的反饋信號調節應力調節制動片的制動力實現退火應力的精準控制；

被退火材料通過通道式退火腔導熱塊，被退火材料通過冷卻壓輥后纏繞在收集輪上，冷卻壓輥上安裝有轉速傳感器，收集輪安裝在驅動軸上；根據安裝在冷卻壓輥上的轉速傳感器反饋信號，調節收集輪的轉速，實現退火材料傳送速度的精準控制；

通道式退火腔導熱塊的上端安裝有加熱片，通道式退火腔導熱塊的前端安裝有通道式退火腔，通道式退火腔內安裝有保護氣體進氣管，通道式退火腔導熱塊的前端還安裝有溫度傳感器；通道式退火腔導熱塊的后端安裝有通道式冷卻器，通道式冷卻器內安裝有冷卻氣體進氣管。

進一步，所述的通道式退火腔導熱塊內部安裝有第一通氣管路，第一通氣管路的前端安裝有第一進氣口，第一通氣管路的后端安裝有通氣孔；

通道式退火腔導熱塊的前側壁中部安裝有通道式退火腔，通道式退火腔的上下兩端均勻安裝有若干第一通氣管路，第一通氣管路的兩側安裝有第一通氣管路。

進一步，所述的通道式冷卻器的上端安裝有冷卻腔進氣孔，冷卻腔進氣孔的下端連通第二通氣管路，第二通氣管路的末端安裝有冷卻氣進氣口。