一種梯度熱處理裝置的製作方法

2023-09-10 14:21:45

專利名稱：一種梯度熱處理裝置的製作方法
技術領域：
一種梯度熱處理裝置技術領域[0001 ] 本實用新型涉及一種梯度熱處理裝置。
背景技術：
[0002]文獻「公開號CN101845541A的中國發明專利」公開了一種盤類件梯度熱處理裝置。該裝置由兩個半圓爐體構成，依靠電阻帶對盤緣進行輻射加熱；通過一個固定在爐體上端的冷卻箱，依靠冷卻水帶走盤心部位的熱量，進而獲得盤類件徑向溫度梯度。受到爐體結構和水冷裝置冷卻效率低的限制，此裝置不能再更高的溫度上獲得更大的溫度梯度。同時， 該裝置無法獲得軸向溫度梯度、無法對棒狀材料進行梯度熱處理。發明內容[0003]為了克服現有盤類件梯度熱處理裝置無法獲得軸向溫度梯度、不能對棒狀材料進行梯度熱處理的不足，本實用新型提供一種梯度熱處理裝置。該裝置上爐體是感應加熱系統，下爐體是冷卻系統，通過上爐體對棒狀材料上端進行感應加熱，通過下爐體對棒狀材料下端進行水冷導熱，可以獲得棒狀材料由上至下的軸向的溫度梯度。通過調整上爐體高度、 更換不同尺寸的密封蓋，可以實現對不同尺寸棒狀材料進行梯度熱處理的功能。[0004]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種梯度熱處理裝置，包括熱電偶5、萬向輪8、進水管10和水冷箱11，其特點是還包括熱電偶掛架2、支撐架3、感應加熱圈4、支撐螺母6、循環泵7、緊固螺栓12、密封蓋13和變壓器14。上爐體底板15將裝置分為 上爐體和下爐體，上爐體和下爐體的高度可以調整。下爐體底板9上從外到內依次固連有支撐架3、熱電偶掛架2和水冷箱11。所述支撐架3帶有螺紋，支撐螺母6與支撐架3螺紋配合，用於支撐螺母6用於支撐上爐體頂板I和上爐體底板15，上爐體頂板I與上爐體底板15之間固定感應加熱圈4，上爐體頂板I上固定有熱電偶5，熱電偶5位於感應加熱圈4 與棒狀材料之間。上爐體頂板I和上爐體底板15上有供熱電偶掛架2自由伸出的孔。上爐體底板15和水冷箱11頂部有孔，上爐體底板15的下面、水冷箱11的上面用緊固螺栓12 緊固密封蓋13，密封蓋13有供棒狀材料穿過的孔，密封蓋13上的孔與上爐體底板15和水冷箱11頂部的孔同圓心。密封蓋13可以更換。水冷箱11上連接有進水管10和循環泵7 後。所述下爐體底板9裝有萬向輪8。所述熱電偶掛架2帶有高度刻度，每隻掛架最多可掛八支熱電偶5，變壓器14給感應加熱圈4提供電源。[0005]所述密封蓋13上孔的直徑是30 120mm。[0006]所述每隻熱電偶掛架2最多可掛八支熱電偶5。[0007]本實用新型的有益效果是由於上爐體是感應加熱系統，下爐體是冷卻系統，通過上爐體對棒狀材料上端進行感應加熱，通過下爐體對棒狀材料下端進行水冷導熱，獲得了棒狀材料由上至下的軸向的溫度梯度。通過調整上爐體高度、更換不同尺寸的密封蓋，實現了對不同尺寸棒狀材料進行梯度熱處理的功能。[0008]
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。


[0009]圖1是本實用新型梯度熱處理裝置的主視圖。[0010]圖2是本實用新型梯度熱處理裝置的左視圖。[0011]圖3是本實用新型梯度熱處理裝置的俯視圖。[0012]圖4是圖1的A-A剖視圖。[0013]圖5是圖4中密封蓋的零件圖，Rl = 120mm。[0014]圖6是圖4中密封蓋的零件圖，R4 = 30mm。[0015]圖中，1-上爐體頂板；2_熱電偶掛架；3_支撐架；4_感應加熱圈；5_熱電偶；6-支撐螺母;7-循環泵；8_萬向輪；9_下爐體底板；10_進水管；11_水冷箱；12_緊固螺栓;13-密封蓋；14-變壓器；15-上爐體底板。
具體實施方式
[0016]以下實施例參照圖1 8。[0017]本實用新型梯度熱處理裝置，包括熱電偶掛架2、支撐架3、感應加熱圈4、熱電偶5、支撐螺母6、循環泵7、萬向輪8、進水管10、水冷箱11、緊固螺栓12、密封蓋13和變壓器 14 。其中，上爐體底板15將裝置分為上爐體和下爐體。上爐體是加熱系統，下爐體是冷卻系統，熱電偶掛架2是溫度監測系統。上爐體頂板I和上爐體底板15依靠四根支撐架3安裝於整個裝置的最上端，所述支撐架3均勻焊接到下爐體底板9上，所述支撐架3帶有螺紋， 可通過旋動八個支撐螺母6調整上爐體頂板I和上爐體底板15的高度。支撐螺母6用於支撐上爐體頂板I和上爐體底板15，上爐體頂板I與上爐體底板15之間固定感應加熱圈4， 上爐體頂板I上固定有熱電偶5，熱電偶5位於感應加熱圈4與棒狀材料之間。上爐體頂板I和上爐體底板15上有供熱電偶掛架2自由伸出的孔。上爐體底板15和水冷箱11頂部有孔，上爐體底板15的下面、水冷箱11的上面用緊固螺栓12緊固密封蓋13，密封蓋13 有供棒狀材料穿過的孔，密封蓋13上的孔與上爐體底板15和水冷箱11頂部的孔同圓心。 密封蓋13可以更換。通過感應加熱圈4對棒狀材料的上端進行加熱，兩根熱電偶5對爐內溫度進行監測。下爐體底板9焊有水冷箱11，冷卻水由進水管10流入冷卻箱11，經過循環泵7後排出。所述下爐體底板9裝有三個萬向輪8，便於整個裝置的移動和運輸。兩支熱電偶掛架2放於下爐體底板9上，所述熱電偶掛架2穿過上爐體底板15的孔中；所述熱電偶掛架2依靠根部配重和上部入孔，保持垂直；所述熱電偶掛架2帶有高度刻度；每隻掛架最多可帶八支熱電偶5，熱電偶5可自由從掛架上取出。變壓器14給感應加熱圈4提供電源。[0018]梯度熱處理以前，調節上爐體頂板I和上爐體底板15的高度，緊固密封蓋13，安裝熱電偶5，完成棒狀材料的裝爐。首先旋動支撐螺母6，調高上爐體頂板I和上爐體底板 15 ;根據棒狀材料的直徑，選擇合適的密封蓋13 ;將棒狀材料由密封蓋13的孔中穿過，將熱電偶掛架2由上爐體底板15的孔中穿過；旋動支撐螺母6，調低上爐體底板15，旋緊緊固螺栓12，完成材料裝爐。本發明設計了不同內徑的密封蓋13，能夠對30 120mm的棒狀材料進行梯度熱處理，因此，大大提高了本裝置的適應性。待完成材料裝爐以後，分別在上爐體頂板I和熱電偶掛架2上安裝熱電偶5 :其中上爐體頂板I安裝上兩支熱電偶5並與控溫裝置相連；熱電偶掛架2安裝數量則由上爐體高度決定(確保外露的孔插滿熱電偶5，最多 2X8支)並與測溫裝置相連。[0019]梯度熱處理過程中，通過感應加熱圈4對棒狀材料上端進行加熱，並在下端採用水冷箱11進行導熱，獲得棒狀材料軸向的溫度梯度。在打開加熱開關以前，先調節循環泵7,以最小水流速度通冷卻水,約IOmin ;打開加熱開關,對材料上端進行加熱；溫度升至 500°C後，關閉加熱開關，調節循環泵7、增大水流速度；10min後，打開加熱開關繼續加熱； 至KKKTC後，再次關閉加熱開關、增大水流速度；10min後，再次打開加熱開關，升溫至預設溫度。通過材料上端感應加熱和下端水流冷卻，使材料內部形成1000°C以上的溫度梯度。[0020]梯度熱處理後，關閉加熱開關，調節循環泵7，以最大流速常開冷卻箱11。大約 60min後，與裝爐相反的順序、取出材料。此時，棒狀材料的上端和下端將形成一定的組織梯度。[0021 ] 此裝置可處理的棒狀材料的尺寸範圍為030 120mmX100 300mm3當棒狀材料直徑為120mm時，選擇R l型密封蓋13 ;當直徑為30mm時，選擇R4型密封蓋13。當棒狀材料長度為IOOmm時，熱電偶掛架2可掛八支熱電偶5 ;當長度為300mm時，熱電偶掛架 2可掛十六支熱電偶5。通過調節上爐體的高度、選配不同密封蓋13，最終實現對不同尺寸棒狀材料進行梯度熱處理的功能。
權利要求1.一種梯度熱處理裝置，包括熱電偶(5)、萬向輪(8)、進水管(10)和水冷箱(11)，其特徵在於還包括熱電偶掛架(2)、支撐架(3)、感應加熱圈(4)、支撐螺母(6)、循環泵(7)、緊固螺栓(12)、密封蓋(13)和變壓器(14);上爐體底板(15)將裝置分為上爐體和下爐體，上爐體和下爐體的高度可以調整；下爐體底板9上從外到內依次固連有支撐架(3)、熱電偶掛架(2)和水冷箱(11);所述支撐架(3)帶有螺紋，支撐螺母(6)與支撐架(3)螺紋配合，用於支撐螺母(6)用於支撐上爐體頂板I和上爐體底板(15)，上爐體頂板I與上爐體底板(15)之間固定感應加熱圈(4),上爐體頂板I上固定有熱電偶(5),熱電偶(5)位於感應加熱圈(4)與棒狀材料之間；上爐體頂板I和上爐體底板(15)上有供熱電偶掛架(2)自由伸出的孔；上爐體底板(15)和水冷箱(11)頂部有孔,上爐體底板(15)的下面、水冷箱(11)的上面用緊固螺栓(12)緊固密封蓋(13)，密封蓋(13)有供棒狀材料穿過的孔，密封蓋(13)上的孔與上爐體底板(15)和水冷箱(11)頂部的孔同圓心；密封蓋(13)可以更換；水冷箱(11)上連接有進水管(10)和循環泵(7)後；所述下爐體底板9裝有萬向輪(8);所述熱電偶掛架(2)帶有高度刻度，用於掛置熱電偶(5 )，變壓器(14 )給感應加熱圈(4 )提供電源。
2.根據權利要求1所述的梯度熱處理裝置，其特徵在於所述密封蓋(13)上孔的直徑是 30 120mm。
3.根據權利要求1所述的梯度熱處理裝置，其特徵在於所述每隻熱電偶掛架(2)最多可掛八支熱電偶(5)。
專利摘要本實用新型公開了一種梯度熱處理裝置，用於解決現有盤類件梯度熱處理裝置無法獲得軸向溫度梯度、不能對棒狀材料進行梯度熱處理的技術問題。技術方案是上爐體底板(15)將裝置分為上爐體和下爐體，上爐體是感應加熱系統，下爐體是冷卻系統。下爐體底板(9)上從外到內依次固連有支撐架(3)、熱電偶掛架(2)和水冷箱(11)。上爐體頂板1與上爐體底板(15)之間固定感應加熱圈(4)。由於通過上爐體對棒狀材料上端進行感應加熱，通過下爐體對棒狀材料下端進行水冷導熱，獲得了棒狀材料由上至下的軸向的溫度梯度。通過調整上、下爐體高度、更換不同尺寸的密封蓋，實現了對不同尺寸棒狀材料進行梯度熱處理的功能。
文檔編號C21D1/00GK202849482SQ20122040715
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月16日 優先權日2012年8月16日
發明者寧永權, 姚澤坤, 劉延輝, 張東亞 申請人:西北工業大學