專利名稱：多功能熱浸鍍模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬材料加工的模擬裝置，是以熱鍍鋅模擬試驗為主的多功能熱浸鍍模擬試驗裝置。
上述的模擬裝置結(jié)構(gòu)一般是試樣裝卡位與加熱位及浸鋅位三者在高度方向上呈線性排列布置。同時因熔鋅爐、加熱爐均有一定高度，所以導(dǎo)致位于其上的試樣裝卡位距離基礎(chǔ)地面很高，必須借助一定高度的階梯走臺，才能實現(xiàn)裝卡，不僅造成操作不便，而且還造成整個裝置舉架太高(約4米以上)，一般的實驗室無法安裝。
目前，現(xiàn)有技術(shù)中的加熱方式大多采用感應(yīng)加熱方式或電阻加熱方式。感應(yīng)加熱能達(dá)到急速加熱，工作環(huán)境良好，溫度易于調(diào)節(jié)，對試樣規(guī)格變化的適應(yīng)性強。但是，感應(yīng)加熱存在加熱區(qū)域不均勻、耗電量大、附屬控制裝置多、投資高的缺陷；電阻爐加熱具有加熱均勻，投資少，結(jié)構(gòu)簡單等特點。但是，電阻爐加熱存在升溫慢、溫度調(diào)節(jié)滯后性強等不足。
試樣裝卡及傳輸機構(gòu)的好壞，對現(xiàn)場情況模擬的真實性和可靠性是至關(guān)重要的?，F(xiàn)有技術(shù)中，試樣裝卡一般采取傳輸桿與試樣通過螺釘或焊接聯(lián)接，其聯(lián)接位置位于試樣頂邊中部，這樣可實現(xiàn)試樣的上、下自由運動，與加熱設(shè)備不發(fā)生干涉。由于試樣傳輸桿上下移動的距離很長，為保證頭部帶試樣的傳動桿平穩(wěn)傳動，通常采用具有一定強度和剛度的試樣傳動桿。因此，試樣傳動桿的直徑必須保證達(dá)到一定大小的數(shù)值，這樣就相對地限制了試樣與加熱爐中發(fā)熱體之間的距離，同時也限制了試樣與噴嘴之間的距離。目前，現(xiàn)有技術(shù)中已有一種改進型的結(jié)構(gòu)，如中國專利ZL96229143.9，申請日為96.1.19，名稱為“試樣傳動桿與感應(yīng)加熱平板線圈呈軸偏心的裝置”中，公開了一種采用L型試樣移動桿的結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到不影響試樣與加熱爐中加熱體之間的距離，也不影響試樣與噴嘴之間的距離，但對操作和爐腔的密封十分不便，移動桿難于同軸工作。并且，最重要的是這些結(jié)構(gòu)都無法達(dá)到真實地模擬現(xiàn)場生產(chǎn)中帶鋼受張力的情況，一定程度上仍然限制了熱鍍鋅模擬機對現(xiàn)場情況模擬的真實性和可靠性。
本實用新型多功能熱浸鍍模擬裝置的構(gòu)成，主要包括金屬熔化爐2，熔化爐2上部裝配有氣刀機構(gòu)3，試樣加熱爐5，試樣裝卡機構(gòu)6和與其相聯(lián)接的試樣傳輸機構(gòu)7，其特征是在熔化爐2的下部置于基礎(chǔ)平面的導(dǎo)軌9上，裝有一個起降熔化爐2的液壓缸8，氣刀機構(gòu)3與試樣加熱爐5之間裝有一個隔離密封裝置4，試樣加熱爐5采用金屬試樣低熱慣性快速加熱裝置，第二階平臺26上裝有一個用于主傳輸機構(gòu)7升降的液壓缸16和兩個升降試樣加熱爐的液壓缸15，試樣裝卡機構(gòu)6中的卡具為帶張力裝卡器具6a。
金屬熔化爐2內(nèi)的容器1可以是坩堝、涂料鍋或水槽。采用坩堝時，可進行鍍鋅、鍍鋁試驗，采用涂料鍋或水槽，可進行涂敷或淬火試驗。
下機架21上的第一階平臺22上裝有一個氣刀機構(gòu)3是由兩組4個液壓缸24組成，兩個水平安裝，兩個傾斜帶有角度裝配，與水平面呈15°-20°可變角運行，用以達(dá)到控制氣刀間距離及氣刀噴嘴角度的調(diào)節(jié)。
氣刀機構(gòu)3與試樣加熱爐5間的隔離密封機構(gòu)4是由兩個閘板導(dǎo)軌11和與其匹配的兩個閘板啟閉液壓缸12，閘板13構(gòu)成。
上述的金屬試樣低熱慣性快速加熱爐，是由爐體5a、紅外電加熱器17和冷卻氣管18構(gòu)成，爐體5a的內(nèi)壁上裝配有拋物面鍍金反射罩19，紅外電加熱器17裝配于拋物面鍍金反射罩19的焦點上，冷卻氣管18裝于爐體5a內(nèi)的試樣氣氛保護罩20內(nèi)環(huán)四周邊。
上述的帶張力的裝卡器具6a，其構(gòu)成為一框式結(jié)構(gòu)，試樣可匹配裝入，達(dá)到實現(xiàn)張力可調(diào)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、本實用新型顯著優(yōu)點是多功能。由于設(shè)置了隔離密封裝置，使試樣加熱爐和金屬熔化爐可以分為兩個腔室，不但保證了試驗環(huán)境，而且可以實現(xiàn)模擬試驗多功能化。當(dāng)閘板關(guān)閉，可進行連續(xù)退火熱處理試驗；當(dāng)閘板打開可進行熱鍍鋅、鍍鋁模擬試驗。在更換熔化爐內(nèi)的坩堝為涂料鍋或水槽時，還可進行涂敷或淬火模擬試驗。
2、本實用新型在兩處采用壓力密封，即試樣加熱爐與隔離密封裝置間的密封，熔化爐與氣刀室間的密封。加熱爐與隔離密封裝置間的壓力密封用兩個液壓缸實現(xiàn)的。裝料時爐抬起，上好后加熱爐復(fù)位，并由液壓缸壓緊密封圈實現(xiàn)密封，使加熱與裝料在同一位置，可大大減少整個裝置的高度，使高度降到3米以下，通常的室內(nèi)高度即可安裝此裝置。底部是熔化爐與氣刀室間的壓力密封，它由密封法蘭罩和爐底部的液壓缸使熔化爐起降來實現(xiàn)。這可以使熔化金屬的操作離開試驗位進行，安全且易操作。由于裝置高度降低，這就可以實現(xiàn)傳輸機構(gòu)的移動桿的液壓控制，比現(xiàn)有技術(shù)中采用機械移動的結(jié)構(gòu)簡單，定位精度提高。
3、采用低熱慣性快速加熱裝置是實現(xiàn)對金屬試樣快速加熱的主要條件，由于該裝置的低熱慣性，可實現(xiàn)在該裝置中進行控制加熱與控制冷卻兩種方式的熱處理。加熱升溫速率最高可達(dá)到50℃/s，降溫速率最高可達(dá)100℃/s。
4、本實用新型氣刀室內(nèi)的氣刀控制機構(gòu)，可實現(xiàn)多參數(shù)控制，即氣刀間距離，氣刀角度，噴嘴噴氣壓力，氣刀口的大小等。
5、本實用新型采用帶張力夾頭，可實現(xiàn)在熱處理過程中對試樣的張力調(diào)節(jié)，與實際生產(chǎn)更為接近。


及具體實施方式
圖1是本實用新型多功能熱浸鍍模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實用新型的A-A剖面圖，圖3是本實用新型的B-B剖面圖，圖4是本實用新型的C-C剖面圖。
在圖1、圖2、圖3、圖4中給出了本實用新型有一個熔化爐2，放置于熔化爐導(dǎo)軌9上的小車25上，熔化爐2內(nèi)裝配有一個容器1，容器1可以是坩堝、涂料鍋或水槽。熔化爐2與氣刀機構(gòu)3工作狀態(tài)是上下緊密連接，且為壓力密封，它由密封法蘭27和熔化爐2下面導(dǎo)軌9上的液壓缸8使熔化爐起降來實現(xiàn)。同時熔化爐2還可通過小車25水平移動，使熔化金屬的操作離開試驗工作位，進行裝料，并由熔化爐2內(nèi)的電熱絲10加熱，安全且易操作。氣刀機構(gòu)3有兩組共4只液壓缸構(gòu)成。其中兩只水平安裝，兩只傾斜帶有角度安裝，與水平面呈15°-20°可變角度運行。通過上述4只液壓缸實現(xiàn)對試樣的噴吹動作進行調(diào)節(jié)，可進行噴吹壓力的調(diào)整，噴吹角度的調(diào)整，噴吹距離的調(diào)整。在氣刀機構(gòu)3與試樣加熱爐5之間裝配有一個隔離密封機構(gòu)4，它可將氣刀機構(gòu)3與試樣加熱爐5上下連通起來，不但可保證對加熱時試樣所處加熱爐內(nèi)氣氛的更換和控制，而且可以實現(xiàn)模擬試驗的多功能化。如果隔離密封機構(gòu)4中的閘板13關(guān)閉，可進行連續(xù)退火熱處理試驗。在熔化爐內(nèi)裝置為坩堝時，閘板13打開可進行熱鍍鋅、鍍鋁模擬試驗。如改變?nèi)萜?為涂料鍋或水槽，還可進行涂敷或淬火模擬試驗。隔離密封機構(gòu)4中的閘板13的關(guān)閉實施，是通過裝配在機構(gòu)內(nèi)兩個閘板啟閉液壓缸12沿閘板導(dǎo)軌11上運行來完成。試樣加熱爐5為金屬試樣低熱慣性快速加熱爐，它是由裝配在爐壁內(nèi)側(cè)的拋物面鍍金反射罩19、紅外電熱加熱器17和冷卻氣管18構(gòu)成，紅外電加熱器17裝配于拋物面鍍金反射罩19的焦點上，從而使紅外電加熱器17與鍍金反射罩19構(gòu)成熱輻射源。4個冷卻管18裝于爐體5a內(nèi)的試樣氣氛保護罩20內(nèi)四周邊。加熱爐為金屬試樣低熱慣性快速加熱爐，對金屬試樣進行快速熱處理，加熱升溫速率最高可達(dá)到50℃/s，降溫速率最高可達(dá)100℃/s，真實精確地模擬出實際生產(chǎn)中帶鋼在連續(xù)退火爐中的溫度變化曲線。試樣加熱爐5與隔離密封裝置4間的壓力密封，是用安裝在第二階平臺26上的兩個液壓缸15實現(xiàn)的。裝料時爐抬起，料上好后加熱爐復(fù)位，并由液壓缸壓緊密封圈28實現(xiàn)密封，使加熱與裝料在同一位置，可大大減少裝置高度。傳輸機構(gòu)7的傳輸桿裝配在移動升降導(dǎo)架23上，移動升降導(dǎo)架23通過裝在第二階平臺26上的液壓缸16的動作進行上下移動，使傳輸機構(gòu)的傳輸桿達(dá)到升降，完成熱浸鍍的模擬試驗。裝配于傳輸桿下端的試樣裝卡機構(gòu)6的裝卡器具6a是一個帶張力的試樣卡具，其構(gòu)成為一框式結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)在熱處理過程中對試樣的張力調(diào)節(jié)，達(dá)到與實際生產(chǎn)更為接近。
權(quán)利要求1.一種多功能熱浸鍍模擬裝置，包括熔化爐2，熔化爐2上部裝配有氣刀機構(gòu)3，試樣加熱爐5，試樣裝卡機構(gòu)6和與其相聯(lián)接的試樣傳輸機構(gòu)7，其特征是在熔化爐2的下部置于基礎(chǔ)平面的導(dǎo)軌9上，裝有一個起降熔化爐2的液壓缸8，氣刀機構(gòu)3與試樣加熱爐5之間裝有一個隔離密封裝置4，試樣加熱爐5采用金屬試樣低熱慣性快速加熱裝置，第二階平臺26上裝有一個用于主傳輸機構(gòu)7升降的液壓缸16和兩個升降試樣加熱爐5的液壓缸15，試樣裝卡機構(gòu)6的裝卡器具6a為帶張力的裝卡器具。
2.按照權(quán)利要求1所述的多功能熱浸鍍模擬裝置，其特征是熔化爐2內(nèi)的容器1可以是坩堝、涂料鍋或水槽。
3.按照權(quán)利要求1、2所述的多功能熱浸鍍模擬裝置，其特征是熔化爐2為可移動式的。
4.按照權(quán)利要求1所述的多功能熱浸鍍模擬裝置，其特征是安裝于第一階平臺22上的氣刀機構(gòu)3是兩組4個液壓缸24組成。
5.按照權(quán)利要求1、4所述的多功能熱浸鍍模擬裝置，其特征是氣刀機構(gòu)3中一組兩個液壓缸為水平安裝，另一組兩個液壓缸為傾斜帶有角度裝配，與水平面呈15°-20°可變角度運行。
6.按照權(quán)利要求1所述的多功能熱浸鍍模擬裝置，其特征是隔離密封機構(gòu)6是由兩個閘板導(dǎo)軌11和與其匹配的兩個閘板啟閉液壓缸12，一個閘板13構(gòu)成。
7.按照權(quán)利要求1所述的多功能熱浸鍍模擬裝置，其特征是采用的金屬試樣低熱慣性快速加熱爐是由爐體5a，紅外電加熱器17、冷卻氣管18構(gòu)成，爐體5a內(nèi)壁上裝配有拋物面鍍金反射罩19，紅外電加熱器裝配于拋物面鍍金反射罩19的焦點上，4個冷卻氣管18裝于爐體5a內(nèi)的試樣氣氛保護罩20內(nèi)環(huán)四周邊。
8.按照權(quán)利要求1、7所述的多功能熱浸鍍模擬裝置，其特征是金屬試樣低熱慣性快速加熱爐的爐體5a可對折打開，拋物面鍍金反射罩19平行安裝在爐體5a兩側(cè)內(nèi)壁上。
9.按照權(quán)利要求1所述的多功能熱浸鍍模擬裝置，其特征是帶張力的試樣裝卡器具6a，其構(gòu)成為一框式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能熱浸鍍模擬裝置，主要包括有金屬熔化爐，其上部空間依次裝配有氣刀機構(gòu)，試樣加熱爐，試樣裝卡機構(gòu)，試樣傳輸機構(gòu)，其特征是在氣刀機構(gòu)與試樣加熱爐間裝配有一個隔離密封機構(gòu)，不但保證試驗環(huán)境，而且可以實現(xiàn)模擬試驗多樣化；試樣加熱爐采用金屬試樣低熱慣性加熱裝置，可以實現(xiàn)同一裝置的加熱與冷卻的熱處理試驗；試樣裝卡機構(gòu)采用帶張力夾頭，可實現(xiàn)試樣的張力調(diào)節(jié)，與實際更接近；采用移動式金屬試樣低熱慣性加熱爐，實現(xiàn)低位試樣夾持裝料并降低了試驗裝置高度。
文檔編號C23C2/00GK2558664SQ02274838
公開日2003年7月2日 申請日期2002年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月20日
發(fā)明者王國棟, 劉相華, 邊軍, 王振范, 岳發(fā) 申請人:東北大學(xué)