专利名称：多功能实验用热处理炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热处理炉技术领域，特别涉及到一种多功能实验用热处理炉。
背景技术：
近年来，随着新材料、新工艺的研发与应用，各个科研机构对于进行不同材料的热 处理研究，提出了更加苛刻的工作条件要求。不同工作气氛、不同压力条件、不同真空条件 等成为进行材料热处理实验研究的必要因素。国内外现有的实验室用热处理炉，设备大多 数都是只用于单一工作条件，实验用途仅是针对一种退火环境类型，无法进行多种环境条 件下的自由切换。针对目前实验室内进行不同环境下热处理实验的设备空白现状，本实用新型立足 于研究材料退火状态下，材料表面与不同气氛配比、气氛压力的关系研究，设计了一种可以 在不同工作气氛、不同压力条件、不同真空条件使用的实验室用热处理炉，实现金属材料或 非金属材料的在不同工作气氛中、在不同压力(低于2X IO5Pa)条件下、不同的真空度(高 于IXl(T2Pa)条件下的热处理实验。
发明内容本实用新型的目的是提供一种实验用热处理炉及系统，实现材料在不同工作气氛 中、不同压力(低于2X105Pa)条件下、不同真空度(高于IX I(T2Pa)条件下的热处理实验。为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案一种多功能实验用热处理炉，它包括样品驱动装置1、电磁感应加热装置2、红外 加热装置3和冷却间4自上向下依次连接，样品驱动装置1的光杠8可在电磁感应加热装 置2至冷却间4之间往复运动；其中，样品驱动装置1与电磁感应加热装置2之间为滑动密 封，电磁感应加热装置2、红外加热装置3和冷却间4之间分别有真空气动闸阀；冷却间4的 一个开口与可提供多种气体的气站6相连接，另一开口与真空泵站7相连接。样品驱动装置1包括一个异步电机和一根驱动试样的光杠，由异步电机驱动的丝 杠通过一个滑动块与该光杠联动。电磁感应加热装置2为铜线圈绕组。红外加热装置3包括一套石英法兰和两组红外加热模块，红外加热装置3的内部 镶衬不锈钢镀金反射层。冷却间4内部有可喷射不同冷却介质的冷却装置5，所述冷却介质为气、水、油中 的一种。冷却装置5包括多种冷却介质的喷嘴，通过管道与气站6的不同气体介质相连接。冷却间4中的冷却装置5与试样的距离为可调节的。气站6包括汇流排和与之连接的不同气体的气瓶，所述的气体是氢气、氮气或氩气。气站6中汇流排的输出端经一个汇流管连接一个减压器。[0015]真空泵站7包括真空泵、导管、控制阀，该导管为无缝不锈钢管。一种实验室用热处理炉及系统，最上面为进料的驱动装置1，驱动装置1下面为电 磁感应加热装置2，电磁感应加热装置2下面为红外加热装置3，红外加热装置3下面为冷 却间4，冷却间4分别与气站6和真空泵站7相连接。驱动装置1的运动精度可达lmm/s，位置精度可达2mm。采用滑动真空密封设计， 可以保证驱动装置1在上下运动过程中，热处理炉的气氛无泄露，真空度变化量低于5PaL/
So电磁感应加热装置2采用铜线圈绕组的电磁感应加热方式，升温速度可以达到 120°C /s，可以满足特殊热处理制度中的急速升温要求，也可以降低设备成本和能耗，减少 红外加热系统损耗。红外加热装置3采用短波红外辐照加热方式，内部镶衬316L不锈钢镀金反射层， 最大限度地保证了辐射热量集中到试样上面。对于0. 6mm试样而言，最高加热温度可达到 1000°C，最高升温速度可达到45°C /s。冷却间4的功能包括三个方面安装热处理试样；作为不同气氛的混气腔体，调节 热处理炉的气氛；连接真空泵站。冷却装置5被置于冷却间4内，采用可调节距离设计，冷却装置5与试样距离可以 自由调节。冷却装置5可以喷射气、水、油等多种介质，根据热处理要求和试样的表面状态， 调节不同的冷却方式，可以实现0°C /s 120°C /s的冷却控制。气站6主要包括汇流排和盛有不同气体的气瓶。汇流排将从单一钢瓶中流出的气 体，通过与之相连的金属软管，输送到一个共同的汇流管，并从该处开始经过一个单一的减 压器，然后以设定的压力稳定地输送到冷却装置5。通过控制冷却装置5中的气体压力和气 体流量，达到控制被处理试样冷却速度的目的。真空泵站7主要包括真空泵、导管、控制阀，采用无缝不锈钢管方式保证热处理炉出口处的有效抽速。在30 40s内，主机腔体内部的真空度可达到lPa。同时，真空泵站7 整体泄漏率可控制在5PaL/s以下，完全可以满足实验要求。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型实现了在不同工作气氛、不同压力(低于2X IO5Pa)条件、不同的真空 度(高于IXl(T2Pa)条件下的热处理实验，可用于不同品种(如硅钢退火、不锈钢热处理、 合金钢等)的热处理实验。
图1是本实用新型的示意图。上述附图中1.驱动装置2.电磁感应加热炉3.红外加热装置4.冷却间 5.冷却装置6.气站7.真空泵站8.光杠具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明。本实用新型的示意图如图1所示，本实用新型可以在不同工作气氛、不同压力条件、不同真空条件下使用。本实用新型中的驱动装置1包括光杠8，驱动装置1的下面为电磁感应加热炉2，电磁感应加热炉2下面为红外加热装置3，红外加热装置3下面为冷却间 4。冷却间4 一面通过管路与气站6相连接，另一面与真空泵站7相连接。
权利要求一种多功能实验用热处理炉，其特征在于包括样品驱动装置(1)、电磁感应加热装置(2)、红外加热装置(3)和冷却间(4)自上向下依次连接，样品驱动装置(1)的光杠(8)可在电磁感应加热装置(2)至冷却间(4)之间往复运动；其中，样品驱动装置(1)与电磁感应加热装置(2)之间为滑动密封，电磁感应加热装置(2)、红外加热装置(3)和冷却间(4)之间分别有真空气动闸阀；冷却间(4)的一个开口与可提供多种气体的气站(6)相连接，另一开口与真空泵站(7)相连接。
2.根据权利要求1所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于样品驱动装置(1)包 括一个异步电机和一根驱动试样的光杠，由异步电机驱动的丝杠通过一个滑动块与该光杠 联动。
3.根据权利要求1或2所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于电磁感应加热装 置(2)为铜线圈绕组。
4.根据权利要求1所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于红外加热装置(3)包 括一套石英法兰和两组红外加热模块，红外加热装置(3)的内部镶衬不锈钢镀金反射层。
5.根据权利要求1所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于冷却间(4)内部有可 喷射不同冷却介质的冷却装置(5)，所述冷却介质为气、水、油中的一种。
6.根据权利要求5所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于冷却装置(5)包括多 种冷却介质的喷嘴，通过管道与气站(6)的不同气体介质相连接。
7.根据权利要求6所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于冷却间(4)中的冷却 装置(5)与试样的距离为可调节的。
8.根据权利要求1所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于气站(6)包括汇流排 和与之连接的不同气体的气瓶，所述的气体是氢气、氮气或氩气。
9.根据权利要求8所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于气站(6)中汇流排的 输出端经一个汇流管连接一个减压器。
10.根据权利要求1所述的多功能实验用热处理炉，其特征在于真空泵站(7)包括真 空泵、导管、控制阀，该导管为无缝不锈钢管。
专利摘要本实用新型属于金属热处理领域，特别涉及到一种多功能实验室用热处理炉及系统。其中，样品驱动装置(1)、电磁感应加热装置(2)、红外加热装置(3)和冷却间(4)自上向下依次连接，样品驱动装置(1)的光杠(8)可在电磁感应加热装置(2)至冷却间(4)之间往复运动；其中，样品驱动装置(1)与电磁感应加热装置(2)之间为滑动密封。冷却间(4)分别连接可提供多种气体的气站(6)和真空泵站(7)。本实用新型可以在不同的工作气氛(包括氮气、氢气、氦气、一氧化碳等)、不同的压力(低于2×105Pa)和真空条件(高于1×10-2Pa)进行加热与冷却。采用可调节距离、可喷射多种介质的冷却装置(5)冷却试样，可实现试样从0℃/s～120℃/s的精确冷却控制。
文档编号F27B17/02GK201593916SQ20092024607
公开日2010年9月29日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者张启富, 江社明, 郝晓东 申请人:中国钢研科技集团有限公司;新冶高科技集团有限公司