一種可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置的製造方法
2024-04-02 06:38:05 1
一種可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，加熱容器內設置有加熱裝置和保溫裝置，所述保溫裝置包裹在加熱裝置外；處理容器用於放置試驗用金屬並固定在加熱容器內，加熱容器放置在磁場發生裝置發生的磁場內；加熱裝置還連接溫度控制裝置，溫度控制裝置用於對加熱溫度進行控制；主支架上設置有橫向傳送機構，所述橫向傳送機構上設置有縱向旋轉機構。本實用新型可實現金屬熔體在磁場內的多種運動方式，實用性強，可用來進行擴散實驗、粘度測量、製備金屬以及金屬熱處理等；且使用方便，結構簡單，拆裝方便、安全；且外形小巧，便於搬運，成本低。
【專利說明】
一種可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及在磁場下實現金屬的熱處理、擴散、粘度(凝固)測量的設備，具體涉及一種可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置。
【背景技術】
[0002]在擴散過程中對液態金屬施加一定的穩恆磁場能有效消除對流對擴散的影響，可近似看成微重力場而獲得較精確的擴散係數值，而在磁場中切割磁力線運動則減弱了對流對擴散的影響。在製備金屬的過程中，在磁場中運動可以看作是一個攪拌的過程，從而減小偏析的影響使成分均勻。在金屬粘度測試過程中，通過在不同溫度時粘度的變化，可以在一定的程度上了解熔融態時金屬的液固轉變。因此，在液態金屬擴散、製備、粘度測試中引入穩恆磁場和切割磁力線的運動具有重大的研究價值。
[0003]目前測量金屬材料在熔融狀態或者液固狀態時擴散以及液態粘度(金屬定向凝固)的設備較多，但是由於在靜磁場下金屬的切割磁力線的運動方式會在很大的程度上影響金屬的物理性能，進而改變金屬材料凝固微觀結構及成分均勾性，這就使得能夠在磁場中實現多種運動方式的測量設備變得迫切需要。液態金屬在靜磁場中切割磁力線運動會產生一系列的磁效應，如霍爾效應，感應電流等，擴大磁場對金屬恪體性質及凝固的影響。在磁場中勻速轉動可以改變高溫金屬的粘度從而改變金屬的潤溼性;垂直於磁力線方向上做勻速水平往復運動，可以在擴散過程中有效消除對流對擴散的影響;兩種運動可以在一定程度上阻止金屬的偏析，使金屬的成分變得更均勻，改善金屬的性能。金屬合金元素的密度、電導率不同，其對應的磁場下受力情況也發生改變，因此設計一種可以實現多位一體運動的磁處理設備是實現增大磁場對金屬物理性質及凝固組織影響的關鍵。
[0004]目前測量磁場下實現多種運動的設備鮮有人做，這與磁場狹小空間，以及如何設計運動構件有關。本實用新型就涉及一種磁場下實現金屬多種運動方式，該設備可以實現金屬的三種運動:勻速旋轉運動、水平往復勻速運動和旋轉運動和往復運動的複合運動，從而達到金屬製備、改性等目的。同時而且整個設備構造簡單，可拆卸性強，便於操作，具有實驗安全性尚等優點。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置。
[0006]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:
[0007]—種可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，包括主支架、橫向傳送機構、縱向旋轉機構、處理容器、加熱容器和磁場發生裝置；
[0008]所述加熱容器內設置有加熱裝置和保溫裝置，所述保溫裝置包裹在加熱裝置外；
[0009]將實驗用金屬放置在玻璃坩禍內，再對玻璃坩禍進行抽真空處理後放入處理容器內，所述處理容器固定在加熱容器內，也可不對玻璃坩禍進行抽真空處理，在加密封蓋後，再對加熱容器5進行抽真空，再充入保護氣體；
[0010]所述加熱容器放置在磁場發生裝置發生的磁場內；
[0011]所述加熱裝置還連接溫度控制裝置，所述溫度控制裝置用於檢測處理容器內的溫度並對加熱溫度進行控制；
[0012]所述主支架上設置有橫向傳送機構，所述橫向傳送機構上設置有縱向旋轉機構，所述縱向旋轉機構下端和加熱容器固定，所述縱向旋轉機構可帶動加熱容器進行旋轉；
[0013]所述橫向傳送機構和縱向旋轉機構固定連接;所述橫向傳送機構可帶動縱向旋轉機構進行水平方向的往復運動，所述縱向旋轉機構可帶動加熱容器在磁場發生裝置發生的磁場內進行旋轉運動。
[0014]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。
[0015]進一步的，所述橫向傳送機構包括第一電機和絲槓，所述第一電機固定在主支架上並和絲槓的一端連接，用於控制絲槓的運動，絲槓帶動縱向旋轉機構進行水平方向的往復運動。
[0016]進一步的，所述縱向旋轉機構包括第二電機和圓杆，所述第二電機固定在絲槓上，所述第二電機用於控制圓杆繞中心軸旋轉，且圓杆下端和加熱容器固定。
[0017]進一步的，還包括設置在磁場發生裝置內的水循環降溫裝置，所述水循環降溫裝置設置在加熱容器下，用於對加熱容器進行降溫。
[0018]進一步的，所述水循環降溫裝置上還設置有水溫報警裝置。
[0019]進一步的，所述加熱裝置為電阻絲、矽鉬棒或矽碳棒。
[0020]進一步的，所述第一電機還連接第一電機調速器，所述第一電機調速器用於對第一電機進行控制和調速。
[0021]進一步的，所述第二電機連接第二電機調速器，所述第二電機調速器用於對第二電機進行控制和調速。
[0022]進一步的，所述加熱容器為密閉式容器，所述加熱容器上設置有密閉蓋，所述密閉蓋中心位置設置有可和圓杆配合的螺孔，所述圓杆下端設置有可和螺孔配合的螺紋。
[0023]所述溫度控制裝置可使用溫控儀和熱電偶，熱電偶設置在處理容器內，熱電偶電源線穿過密閉蓋，熱電偶線孔和抽真空的進氣孔和出氣孔都用矽膠密封。
[0024]進一步的，所述處理容器使用奧氏體不鏽鋼材料或剛玉材料製作。
[0025]本實用新型的有益效果是:1、本實用新型可實現金屬熔體在磁場內的多種運動方式，實用性強，可用來進行擴散實驗、粘度測量、製備金屬以及金屬熱處理等;2、本實用新型使用方便，結構簡單，拆裝方便、安全。3、本實用新型外形小巧，便於搬運，成本低。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型立體示意圖；
[0027]圖2為本實用新型加熱容器截面圖。
[0028]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0029 ] 1、主支架;2、橫向傳送機構;3、縱向旋轉機構;4、處理容器;5、加熱容器;6、磁場發生裝置;21、第一電機;22、絲槓;31、第二電機;32、圓杆;7、水循環降溫裝置;51、加熱裝置；52、保溫裝置;53、密閉蓋。
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。
[0031]如圖1所示，將實驗用金屬放置在玻璃坩禍內，再對玻璃坩禍進行抽真空處理後放入處理容器4內，所述處理容器4固定在加熱容器5內，也可不對玻璃坩禍進行抽真空處理，在加密封蓋53後，再對加熱容器5進行抽真空，再充入保護氣體，本實施例使用奧氏體不鏽鋼製作處理容器4，加熱容器5內還設置有保溫裝置52，本實施例使用耐火棉作為保溫裝置；
[0032]所述加熱容器5放置在磁場發生裝置發生的磁場內；
[0033]並將加熱容器5蓋上帶有螺紋孔的密封蓋53，通過密封蓋53上的螺紋孔將密封蓋53與圓杆32固定，使加熱容器5密封，如圖2所示為安裝好的本實用新型加熱容器截面圖。
[0034]所述縱向旋轉機構3包括第二電機31和圓杆32，所述第二電機31固定在絲槓22上，所述第二電機31用於控制圓杆32繞中心軸旋轉，且圓杆32下端和加熱容器5固定。
[0035]實驗時最高溫度低於900 °C時，使用電阻絲作為加熱裝置51，最高溫度高於900 °C時，使用矽鉬棒或矽碳棒作為加熱裝置51。
[0036]啟動加熱裝置51，並利用溫度控制裝置進行控溫，本實施例使用控溫儀、熱電偶、調壓器作為溫度控制裝置，熱電偶放置在處理容器4內並連接控溫儀，通過控溫儀對加熱溫度進行控制，打開水循環降溫裝置7，升溫加熱至一定溫度後進行保溫，本實施例的水循環降溫裝置7所使用的是定製的與磁場切合的小水箱，利用其本身的U型結構直接安裝在磁場的內部。水循環裝置上的水溫報警裝置包括熱電偶和報警器，在水溫超過預設溫度時進行報警。
[0037]磁場發生裝置6可使用永恆磁場或磁場可調的可變磁場，若使用可變磁場，需預先設定磁場強度，再開始進行樣品在磁場內的運動試驗；
[0038]在保溫期間，如圖1所示，利用橫向傳送機構2和縱向旋轉機構3間的配合，以及步進電機和電機調速器實現實驗需要的在磁場中的運動方式。
[0039]運動方式的實現包括以下幾種方式:
[0040]a)啟動第一電機21和第一電機調速器，設置運動軌跡和運動速度，絲槓22帶動第二電機31和圓杆32，圓杆32帶動加熱容器5，實現加熱容器5內的金屬樣品在磁場內進行水平往復運動；
[0041]b)啟動第二電機31和第二電機調速器，設置運動速度，圓杆32帶動加熱容器5，實現加熱容器5內的金屬樣品在磁場內進行旋轉運動；
[0042]c)同時啟動第一電機21和第一電機調速器、第二電機31和第二電機調速器，並設置第一電機21的運動軌跡和運動速度，絲槓22帶動圓杆32，圓杆32帶動加熱容器5，同時圓杆32進行旋轉，實現加熱容器5內的金屬樣品在磁場內進行旋轉運動和水平運動的複合運動。
[0043]試驗結束後，利用溫度控制裝置將處理容器內的溫度降至室溫，關閉水循環降溫裝置，拿出樣品，最後根據實驗要求處理樣品。
[0044]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，包括主支架(I)、橫向傳送機構(2)、縱向旋轉機構(3)、處理容器(4)、加熱容器(5)和磁場發生裝置(6); 所述加熱容器(5)內設置有加熱裝置(51)和保溫裝置(52)，所述保溫裝置(52)包裹在加熱裝置(51)外； 所述處理容器(4)固定在加熱容器(5)內，所述加熱容器(5)放置在磁場發生裝置(6)發生的磁場內； 所述加熱裝置(51)還連接溫度控制裝置，所述溫度控制裝置用於檢測處理容器(4)內的溫度並對加熱溫度進行控制； 所述主支架(I)上設置有橫向傳送機構(2)，所述橫向傳送機構(2)上設置有縱向旋轉機構(3)，所述縱向旋轉機構(3)下端和加熱容器(5)固定，所述縱向旋轉機構(3)可帶動加熱容器(5)在磁場發生裝置(6)發生的磁場內進行旋轉； 所述橫向傳送機構(2)和縱向旋轉機構(3)固定連接;所述橫向傳送機構(2)可帶動縱向旋轉機構(3)進行水平方向的往復運動，所述縱向旋轉機構(3)可帶動加熱容器(5)在磁場發生裝置(6)發生的磁場內進行旋轉運動。2.根據權利要求1所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，所述橫向傳送機構(2)包括第一電機(21)和絲槓(22)，所述第一電機(21)和主支架(I)固定，且和絲槓(22)的一端連接，用於控制絲槓(22)的啟停，絲槓(22)可帶動縱向旋轉機構(3)進行水平方向的往復運動。3.根據權利要求2所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，所述縱向旋轉機構(3)包括第二電機(31)和圓杆(32)，所述第二電機(31)固定在絲槓(22)上，所述第二電機(31)用於控制圓杆(32)繞中心軸旋轉，且圓杆(32)下端和加熱容器(5)固定。4.根據權利要求1所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，還包括設置在磁場發生裝置內的水循環降溫裝置(7)，所述水循環降溫裝置(7)設置在加熱容器(5)下，用於對加熱容器(5)進行降溫。5.根據權利要求4所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，所述水循環降溫裝置(7)上還設置有水溫報警裝置。6.根據權利要求1所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，所述加熱裝置(51)為電阻絲、矽鉬棒或矽碳棒。7.根據權利要求2所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，所述第一電機(21)還連接第一電機調速器，所述第一電機調速器用於對第一電機(21)進行控制和調速。8.根據權利要求3所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，所述第二電機(31)連接第二電機調速器，所述第二電機調速器用於對第二電機(31)進行控制和調速。9.根據權利要求3所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，所述加熱容器(5)為密閉式容器，所述加熱容器(5)上設置有密閉蓋(53)，所述密閉蓋(53)中心位置設置有可和圓杆(32)配合的螺孔，所述圓杆下端設置有可和螺孔配合的螺紋。10.根據權利要求1所述的可實現金屬在磁場內的多種運動方式的處理裝置，其特徵在於，所述處理容器(4)使用奧氏體不鏽鋼材料或剛玉材料製作。
【文檔編號】G01N11/00GK205719862SQ201620483330
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】武玉琴, 徐星, 李雪蓮, 李金
【申請人】武漢紡織大學