[發(fā)明專利]一種金屬材料真空快速熱處理設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010798219.6
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN112094995B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏明許;曾龍;魚佳;馬和平
• 申請（專利權(quán)）人: 共慧冶金設(shè)備科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: C21D1/773
• 分類號: C21D1/773;C21D1/40;C21D11/00;G01K7/02;G05B11/42
• 代理公司: 蘇州市小巨人知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 32415
• 代理人: 凌立

本發(fā)明公開了一種金屬材料真空快速熱處理設(shè)備，包括具有與真空系統(tǒng)連通的真空腔體以及用于金屬材料加熱的快速加熱系統(tǒng)，所述真空系統(tǒng)和快速加熱系統(tǒng)采用控制系統(tǒng)控制運行；其中，所述快速加熱系統(tǒng)包括正電極和負電極，以及固定在兩個電極之間待快速加熱的金屬材料；同時所述真空腔體分別連接有氣體冷卻通道和放氣閥，所述氣體冷卻通道用于對完成快速加熱后的金屬材料進行快速冷卻；本發(fā)明具有對金屬材料的快速精確加熱和冷卻效果，提高了對金屬材料的熱處理技術(shù)水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料熱處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬材料真空快速熱處理設(shè)備。

背景技術(shù)

熱處理是指將材料加熱到預設(shè)溫度，保溫一定時間后，以固定的速率冷卻到室溫的一種熱加工工藝，其中，加熱速率、保溫時間和冷卻速率是熱處理工藝中非常重要的三個工藝參數(shù)。熱處理是材料研發(fā)和制備過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)，通過調(diào)整工藝參數(shù)可以改變材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改善其工藝性能和使用性能，充分挖掘材料的潛力，延長零件的使用壽命。研究證明，通過對材料進行快速熱處理(快速加熱或者快速冷卻)，可以獲得普通加熱和冷卻速率條件下不會出現(xiàn)的非平衡相，使得材料獲得一些特殊的組織或者呈現(xiàn)某些優(yōu)異的性能。例如，碳鋼在普通淬火得到大量的馬氏體并呈現(xiàn)出良好的硬度，經(jīng)過超快速淬火后得到細小的奧氏體組織呈現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能。又如，磁性功能材料釹鐵硼在快速熱處理條件下晶粒容易長大從而影響其性能，快速熱處理后的釹鐵硼保留了細小的組織呈現(xiàn)出良好的綜合性能。

傳統(tǒng)的熱處理設(shè)備主要是管式爐、馬弗爐、箱式爐等，它們的優(yōu)點是保溫溫度比較穩(wěn)定，缺點是能源消耗較大，且加熱和冷卻速度較慢，無法滿足快速熱處理的工藝要求。高頻感應加熱、激光加熱和電流加熱是近年來發(fā)展起來的快速加熱新技術(shù)，由于其直接通過磁場、電場和光波直接作用于材料本體，因此能源消耗小，加熱速度較快，獲得了迅速的推廣。公開號為CN104498677A的發(fā)明專利通過激光加熱和紅外測溫的方式對金屬材料進行加熱，加熱效率非常高，但是由于紅外測溫過程中材料的發(fā)射率是隨著溫度變化的，因此準確性難以保證。

為此，本申請人希望尋求技術(shù)方案對以上技術(shù)問題進行改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種金屬材料真空快速熱處理設(shè)備，具有對金屬材料的快速精確加熱和冷卻效果，提高了對金屬材料的熱處理技術(shù)水平。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種金屬材料真空快速熱處理設(shè)備，包括具有與真空系統(tǒng)連通的真空腔體以及用于金屬材料加熱的快速加熱系統(tǒng)，所述真空系統(tǒng)和快速加熱系統(tǒng)采用控制系統(tǒng)控制運行；其中，所述快速加熱系統(tǒng)包括正電極和負電極，以及固定在兩個電極之間待快速加熱的金屬材料；同時所述真空腔體分別連接有氣體冷卻通道和放氣閥，所述氣體冷卻通道用于對完成快速加熱后的金屬材料進行快速冷卻。

優(yōu)選地，所述正電極和負電極分別采用水冷電極，其下端分別設(shè)有冷卻水進口和冷卻水出口，用于防止金屬材料在加熱過程中由于電極過熱影響真空密封效果。

優(yōu)選地，所述正電極和負電極分別通過電極接口與所述真空腔體密封安裝，且所述正電極和負電極通過電極接線與外部電源通電連接。

優(yōu)選地，所述金屬材料通過固定螺栓分別固定安裝在所述正電極和負電極上，所述金屬材料上設(shè)有用于溫度檢測的熱電偶。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)采用PLC自動編程進行運行控制，通過PID溫控調(diào)節(jié)實現(xiàn)對金屬樣品加熱和冷卻速率的精確控制。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)包括由框架和鈑金件安裝為一體的安裝架，所述安裝架設(shè)有用于地面位移的移動滾輪，同時所述安裝架上設(shè)有散熱孔以及控制操作顯示界面。

優(yōu)選地，所述真空系統(tǒng)采用真空泵以及與控制系統(tǒng)控制連接的電磁閥，所述電磁閥通過真空接口與所述真空腔體連接；同時所述氣體冷卻通道通過電磁閥門控制通斷，通過PID溫控調(diào)節(jié)實現(xiàn)對金屬材料的冷卻精確控制。