[發明專利]一種熱處理試樣快速冷卻裝置

有效

• 申請號: 202110009936.0
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112831628B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李根;張家泉;劉華松;唐海燕;何濤
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21D1/00
• 分類號: C21D1/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明涉及一種熱處理試樣快速冷卻裝置，屬于金屬熱處理技術領域。裝置由不銹鋼法蘭盤、底托、冷卻室和冷卻氣道組成，其中不銹鋼法蘭盤上設有用于連通加熱爐內外氣體管路的進氣通道、出氣通道，底托安裝在不銹鋼法蘭盤上，冷卻室固定在底托表面。冷卻時冷卻氣體通過冷卻室內壁對稱設置的氣體噴頭對試樣各表面進行均勻冷卻，并可通過調節氬氣流量的方式，調控冷卻強度滿足不同試樣、不同熱處理工藝的實驗需求。本發明所采用的快速冷卻裝置冷卻效率可調，便于改裝維護，安全性較高，可應用于不同型號加熱爐設備，無需對設備進行額外改造，大大改善了實驗效率與可操作性。

技術領域：

本發明涉及金屬熱處理技術領域，尤其是一種熱處理試樣快速冷卻裝置。

背景技術：

設計并制定合理的冷卻制度是熱處理工藝研究中重要的一環。但受加熱爐耐火材料及加熱體的抗熱震性能限制，現有設備冷卻時往往只能被動選擇隨爐緩冷、空冷、淬火等方式中的一種或幾種，無法對冷卻速率進行較精確的控制。此外，空冷及淬火等冷卻方式需要將試樣由加熱區轉移至冷卻區再進行降溫，轉移過程造成的溫降及氧化風險降低了試驗結果的準確性。為解決這一問題，有研究者選擇盡可能縮短這一轉移過程的距離及其在空氣中的暴露時間，如中國專利CN 208346224U公開的一種高溫下快開式淬火爐，及中國專利CN 202066356U公開的立式開啟式管式爐，但并未從根本上解決加熱區/淬火區獨立設置的問題。

相較于液淬及空冷等冷卻方式，氣冷的冷卻效率更高，并可以通過改變氣體流量、溫度的方式調節試樣冷卻強度。中國專利CN 209162140 U公開了一種基于多爐氣體管道的熱處理退火爐，通過在退火爐頂部設置氣體噴口，可對放置于銅網上的試樣進行快速冷卻。然而氣冷的缺點在于，沿冷卻氣體射流方向，試樣不同區域冷卻強度分布并不均勻，會對最終實驗結果造成不利影響。

發明內容：

為解決上述技術及設備存在的問題，本發明提供了一種安全高效的熱處理試樣快速冷卻裝置，具體技術方案如下：

本發明設計的裝置為：包括不銹鋼法蘭盤、底托、冷卻室與冷卻氣道；

所述不銹鋼法蘭盤上設有用于連通加熱爐內外氣體管路的進氣通道、出氣通道；所述底托固定在所述不銹鋼法蘭盤上，所述冷卻室固定在底托表面。

進一步地，所述不銹鋼法蘭盤通過螺紋或卡勾連接固定在加熱爐表面，加熱過程中可保持爐體內部氣密性良好。

進一步地，所述進氣通道在加熱爐外側設有氣體流量調節閥，通過閥門與氬氣源相連；所述出氣通道在加熱爐外側設有氣體流量調節閥與真空閥，分別與大氣、真空泵相連。

進一步地，所述冷卻氣道與所述進氣通道間為螺紋連接。

進一步地，所述冷卻室內、外壁間設有氣體通道，冷卻氣體經冷卻氣道進入冷卻室后，通過對稱設置在冷卻室內壁的氣體噴頭對試樣進行冷卻。

進一步地，所述底托材質為耐熱石英或耐高溫不銹鋼，所述冷卻室、冷卻氣道材質為耐高溫不銹鋼。

本發明提供的熱處理試樣快速冷卻裝置具有以下有益效果：

(1)本發明設備簡單，操作方便，易于維護，可應用于不同型號加熱爐設備，且無需對爐體進行大規模改造；氣冷時冷卻室內對稱設置的氣體噴頭具有促進冷卻氣體與試樣、加熱爐內氣氛間換熱的效果，限制了冷卻氣的流動，使其不會產生指向加熱爐內壁的氣體射流，安全性較高，

(2)本發明氣冷過程無樣品氧化風險，且試樣各表面冷卻速率均勻。通過調節冷卻氣體流量，可對冷卻強度進行調節，滿足不同材料、不同熱處理實驗工藝的需要。

附圖說明：

下面結合附圖和具體實施例對本專利作進一步描述。

附圖1為本發明一種熱處理試樣快速冷卻裝置的結構示意圖。