超低溫深冷處理設備的製作方法

2024-03-30 09:16:05

專利名稱：超低溫深冷處理設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可對材料進行該性處理的裝置，尤其是涉及一種在室溫 _ 196°C 範圍下對金屬材料進行改性處理的設備。
背景技術：
目前，現有已經成型金屬材料、工模具、配件的改性強化處理主流技術是塗層。塗層技 術的弊端是表面改性，成本較高，交貨周期長，技術複雜，投資大；且對非標件、異型件， 大工件無能為力。
深冷加工技術是近年來興起的一種改善金屬工件性能的新工藝技術，是目前最有效、最 經濟的技術手段。它可以彌補塗層技術的不局。
深冷處理技術的機理是利用冷媒作為冷卻介質，將淬火後的金屬材料的冷卻過程繼續 下去，達到遠低於室溫的某一溫度(-196°C)，從而達到改善金屬材料性能的目的。在深冷 處理過程中，金屬中大量殘留奧氏體轉變為馬氏體，特別是過飽和的亞穩定馬氏體在從 -1961:至室溫過程中會降低飽和度，析出彌散，微觀應力降低，而細小彌散的碳化物在材料 塑性變形時可以阻礙位錯運動，從而強化基體組織。同時由於超微細碳化物顆粒析出後，均 勻分布在馬氏體基體上，減弱了晶界偏聚程度，又發揮了晶界強化作用，從而改善了工模具 的性能，使硬度、抗衝擊韌性和耐磨性都顯著提高。
對硬質合金深冷處理，可以將硬質合金的內部應力逆向調整，即是減少鈷中的拉伸應力 ，甚至調整適當的壓縮應力，增加微裂紋產生的阻力，因此可以減少微裂紋的產生，提高抗 疲勞強度，提高韌性，並增加鈷對碳化鎢的結合性，減少碳化鎢剝離，提高耐磨能力。深冷 技術的改進效果不限於工件表面，它滲入工件內部，體現的是整體效應，所以可對工件進行 重磨，反覆使用，而且對工件還有減少淬火應力和增強尺寸穩定性的作用。
現有的深冷處理一般是將金屬工件直接浸泡在盛裝液氮的容器中進行處理，或者是將液 氮噴淋在金屬工件的表面，這樣容易造成工件因熱衝擊力大而起微裂紋，表面鏽蝕，且無法 對金屬工件的溫度變化進行控制，造成對工件組織結構的破壞。另外現有的深冷處理設備大 多數沒有解決處理過程能耗高，成本大的問題。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種在室溫 _ 196。C範圍內對金屬材料進行改
性處理的超低溫深冷處理設備，可精確控制被處理工件的降溫、升溫、溫變速率。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是超低溫深冷處理設備，包括通過輸送 管路連通的真空杜瓦處理室與液氮罐，以及設置在真空杜瓦處理室內的載物內膽，真空杜瓦 處理室上設置有頂蓋，在載物內膽內設置有至少一個測溫傳感器。
作為上述技術方案的優選方案，所述測溫傳感器為兩個。
進一步的是，所述頂蓋採用絕熱材料製作。
進一步的是，真空杜瓦處理室的殼體採用絕熱材料製作。
進一步的是，在頂蓋上設置有冒氣口。
進一步的是，在真空杜瓦處理室的旁側設置有控制箱，在控制箱中設置有控制器，所述 控制器分別與液氮罐、測溫傳感器電連接。
進一步的是，在控制箱的頂部設置有顯示屏，顯示屏與測溫傳感器、控制器電連接。
本實用新型的有益效果是通過在載物內膽內設置有兩個測溫傳感器，可通過測溫傳感 器對載物內膽內的被處理工件進行溫度監控，從而可對被處理工件的溫度及溫變速率隨時進 行控制，以達到改善被處理工件性能的目的，尤其適合需要通過深冷改善金屬材料性能的企 業及科研機構使用。


圖l是本實用新型的結構示意圖。
圖中標記為真空杜瓦處理室l、載物內膽2、測溫傳感器3、液氮罐4、頂蓋5、冒氣口 6、控制箱7、控制器8、顯示屏9。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
如圖1所示，本實用新型的超低溫深冷處理設備，包括通過輸送管路連通的真空杜瓦處
理室1與液氮罐4，以及設置在真空杜瓦處理室1內的載物內膽2，真空杜瓦處理室l上設置有 頂蓋5，在載物內膽2內設置有至少一個測溫傳感器3。被處理工件放入載物內膽2內，從液氮 罐4輸送液氮到真空杜瓦處理室1內，從而對被處理工件進行冷卻；而通過設置的測溫傳感器 3，可對整個冷卻過程進行溫度監控，從而方便進行控制，以達到按照設定的程序對被處理 工件進行改性處理；其中，測溫傳感器3最好在載物內膽2內與被處理工件接觸，以達到準確 控制被處理工件的溫度的目的。
作為上述實施方式的優選方式，所述測溫傳感器3為兩個。從而可更準確的測試被處理 工件在冷卻過程中的溫度，當然，測溫傳感器3也可以設置為多個。
為了能更好地控制被處理工件的溫度，所述頂蓋5採用絕熱材料製作。這樣在採用液氮 對被處理工件進行深冷處理時，可避免外部的熱氣進入載物內膽2內，不利於對溫度進行準 確的控制，也可有效降低液氮的使用量，即在採用少許液氮的情況下，即可將被處理工件降 到設定的溫度。同樣地，真空杜瓦處理室l的殼體也最好採用絕熱材料製作。
在載物內膽2內的被處理工件進行冷卻的過程中，真空杜瓦處理室l內的液氮在冷卻被處 理工件的同時，液氮蒸發，為了能將蒸發的氮氣排出，在頂蓋5上設置有冒氣口6。從而氮氣 從冒氣口6中出去，以避免在真空杜瓦處理室l造成過高的壓力，損壞設備。
為了能達到自動控制的目的，在真空杜瓦處理室1的旁側設置有控制箱7，在控制箱7中 設置有控制器8，所述控制器8分別與液氮罐4、測溫傳感器3電連接。這樣，在被處理工件冷 卻的過程中，測溫傳感器3測試到的溫度信號傳遞到控制器8，從而通過控制器8對液氮罐4中 的輸氮量進行控制，達到自動控制的目的，提高控制精度。
為了能直觀地看出溫度的變化，在控制箱7的頂部設置有顯示屏9，顯示屏9可採用液晶 顯示屏，顯示屏9與測溫傳感器3、控制器8電連接。測溫傳感器3測試到的溫度傳到顯示屏9 ，而控制器8對液氮罐4的控制結果也傳送到顯示屏9上，以方便操作人員了解被處理工件的 冷卻過程，從而方便控制。
權利要求1.超低溫深冷處理設備，包括通過輸送管路連通的真空杜瓦處理室(1)與液氮罐(4)，以及設置在真空杜瓦處理室(1)內的載物內膽(2)，真空杜瓦處理室(1)上設置有頂蓋(5)，其特徵是在載物內膽(2)內設置有至少一個測溫傳感器(3)。
2.如權利要求l所述的超低溫深冷處理設備，其特徵是所述測溫傳 感器(3)為兩個。
3.如權利要求l所述的超低溫深冷處理設備，其特徵是所述頂蓋( 5)採用絕熱材料製作。
4.如權利要求l所述的超低溫深冷處理設備，其特徵是真空杜瓦處理室(1)的殼體採用絕熱材料製作。
5.根據權利要求1 4中任意一項權利要求所述的超低溫深冷處理設 備，其特徵是在頂蓋(5)上設置有冒氣口 (6)。
6.如權利要求l所述的超低溫深冷處理設備，其特徵是在真空杜瓦 處理室(1)的旁側設置有控制箱(7)，在控制箱(7)中設置有控制器(8)，所述控制器 (8)分別與液氮罐(4)、測溫傳感器(3)電連接。
7.如權利要求6所述的超低溫深冷處理設備，其特徵是在控制箱( 7)的頂部設置有顯示屏(9)，顯示屏(9)與測溫傳感器(3)、控制器(8)電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種在室溫～-196℃範圍下對金屬材料進行改性處理的超低溫深冷處理設備，可精確控制被處理工件的降溫、升溫、溫變速率。該超低溫深冷處理設備包括通過輸送管路連通的真空杜瓦處理室與液氮罐，以及設置在真空杜瓦處理室內的載物內膽，真空杜瓦處理室上設置有頂蓋，在載物內膽內設置有至少一個測溫傳感器。通過在載物內膽內設置有至少一個測溫傳感器，可通過測溫傳感器對載物內膽內的被處理工件進行溫度監控，從而可對被處理工件的溫度隨時進行控制，以達到改善被處理工件性能的目的，尤其適合在需要通過超低溫改善金屬材料、高分子材料、工具、模具性能的行業推廣使用。
文檔編號C21D6/04GK201183810SQ20082030044
公開日2009年1月21日 申請日期2008年3月27日 優先權日2008年2月15日
發明者李玉春, 王慈航, 王紹鋼 申請人:王紹鋼;王慈航;李玉春