專利名稱：棒狀材料梯度熱處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種梯度熱處理裝置，特別是涉及一種棒狀材料梯度熱處理裝置。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)“公開號CN101845541A的中國發(fā)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(gòu)成，依靠電阻帶對盤緣進(jìn)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(jìn)而獲得盤類件徑向溫度梯度。受到爐體結(jié)構(gòu)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(jìn)行梯度熱處理
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)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(jìn)行梯度熱處理的不足，本發(fā)明提供一種棒狀材料梯度熱處理裝置。該裝置上爐體是感應(yīng)加熱系統(tǒng)，下爐體是冷卻系統(tǒng)，通過上爐體對棒狀材料上端進(jìn)行感應(yīng)加熱，通過下爐體對棒狀材料下端進(jìn)行水冷導(dǎo)熱，可以獲得棒狀材料由上至下的軸向的溫度梯度。通過調(diào)整上爐體高度、更換不同尺寸的密封蓋，可以實(shí)現(xiàn)對不同尺寸棒狀材料進(jìn)行梯度熱處理的功能。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種棒狀材料梯度熱處理裝置，包括熱電偶5、萬向輪8、進(jìn)水管10和水冷箱11，其特點(diǎn)是還包括熱電偶掛架2、支撐架3、感應(yīng)加熱圈4、支撐螺母6、循環(huán)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(diào)整。下爐體底板9上從外到內(nèi)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，用于支撐螺母6用于支撐上爐體頂板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(yīng)加熱圈4，上爐體頂板I上固定有熱電偶5，熱電偶5位于感應(yīng)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(jìn)水管10和循環(huán)泵7后。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，每只掛架最多可掛八支熱電偶5，變壓器14給感應(yīng)加熱圈4提供電源。所述密封蓋13上孔的直徑是30 120mm。所述每只熱電偶掛架2最多可掛八支熱電偶5。本發(fā)明的有益效果是由于上爐體是感應(yīng)加熱系統(tǒng)，下爐體是冷卻系統(tǒng)，通過上爐體對棒狀材料上端進(jìn)行感應(yīng)加熱，通過下爐體對棒狀材料下端進(jìn)行水冷導(dǎo)熱，獲得了棒狀材料由上至下的軸向的溫度梯度。通過調(diào)整上爐體高度、更換不同尺寸的密封蓋，實(shí)現(xiàn)了對不同尺寸棒狀材料進(jìn)行梯度熱處理的功能。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖I是本發(fā)明棒狀材料梯度熱處理裝置的主視圖。圖2是本發(fā)明棒狀材料梯度熱處理裝置的左視圖。圖3是本發(fā)明棒狀材料梯度熱處理裝置的俯視圖。圖4是圖I的A-A剖視圖。圖5是圖4中密封蓋的零件圖，Rl = 120mm。·圖6是圖4中密封蓋的零件圖，R4 = 30mm。圖中，I-上爐體頂板；2_熱電偶掛架；3_支撐架；4_感應(yīng)加熱圈；5_熱電偶；6-支撐螺母；7-循環(huán)泵；8-萬向輪；9-下爐體底板；10-進(jìn)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(shí)施例方式以下實(shí)施例參照圖I 6。本發(fā)明棒狀材料梯度熱處理裝置，包括熱電偶掛架2、支撐架3、感應(yīng)加熱圈4、熱電偶5、支撐螺母6、循環(huán)泵7、萬向輪8、進(jìn)水管10、水冷箱U、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(tǒng)，下爐體是冷卻系統(tǒng)，熱電偶掛架2是溫度監(jiān)測系統(tǒng)。上爐體頂板I和上爐體底板15依靠四根支撐架3安裝于整個裝置的最上端，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(diào)整上爐體頂板I和上爐體底板15的高度。支撐螺母6用于支撐上爐體頂板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(yīng)加熱圈4，上爐體頂板I上固定有熱電偶5，熱電偶5位于感應(yīng)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(yīng)加熱圈4對棒狀材料的上端進(jìn)行加熱，兩根熱電偶5對爐內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測。下爐體底板9焊有水冷箱11，冷卻水由進(jìn)水管10流入冷卻箱11，經(jīng)過循環(huán)泵7后排出。所述下爐體底板9裝有三個萬向輪8，便于整個裝置的移動和運(yùn)輸。兩支熱電偶掛架2放于下爐體底板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；每只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(yīng)加熱圈4提供電源。梯度熱處理以前，調(diào)節(jié)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(diào)高上爐體頂板I和上爐體底板15 ;根據(jù)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(diào)低上爐體底板15，旋緊緊固螺栓12，完成材料裝爐。本發(fā)明設(shè)計(jì)了不同內(nèi)徑的密封蓋13，能夠?qū)?0 120mm的棒狀材料進(jìn)行梯度熱處理，因此，大大提高了本裝置的適應(yīng)性。待完成材料裝爐以后，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并與控溫裝置相連；熱電偶掛架2安裝數(shù)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)并與測溫裝置相連。梯度熱處理過程中，通過感應(yīng)加熱圈4對棒狀材料上端進(jìn)行加熱，并在下端采用水冷箱11進(jìn)行導(dǎo)熱，獲得棒狀材料軸向的溫度梯度。在打開加熱開關(guān)以前，先調(diào)節(jié)循環(huán)泵7,以最小水流速度通冷卻水,約IOmin ;打開加熱開關(guān),對材料上端進(jìn)行加熱；溫度升至500°C后，關(guān)閉加熱開關(guān)，調(diào)節(jié)循環(huán)泵7、增大水流速度；10min后，打開加熱開關(guān)繼續(xù)加熱；至KKKTC后，再次關(guān)閉加熱開關(guān)、增大水流速度；10min后，再次打開加熱開關(guān)，升溫至預(yù)設(shè)溫度。通過材料上端感應(yīng)加熱和下端水流冷卻，使材料內(nèi)部形成1000°C以上的溫度梯度。梯度熱處理后，關(guān)閉加熱開關(guān)，調(diào)節(jié)循環(huán)泵7，以最大流速常開冷卻箱11。大約60min后，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。 此裝置可處理的棒狀材料的尺寸范圍為0 30 120mmX100 300mm。當(dāng)棒狀材料直徑為120mm時，選擇Rl型密封蓋13 ;當(dāng)直徑為30mm時，選擇R4型密封蓋13。當(dāng)棒狀材料長度為IOOmm時，熱電偶掛架2可掛八支熱電偶5 ;當(dāng)長度為300mm時，熱電偶掛架2可掛十六支熱電偶5。通過調(diào)節(jié)上爐體的高度、選配不同密封蓋13，最終實(shí)現(xiàn)對不同尺寸棒狀材料進(jìn)行梯度熱處理的功能。
權(quán)利要求
1.一種棒狀材料梯度熱處理裝置，包括熱電偶(5)、萬向輪(8)、進(jìn)水管(10)和水冷箱(11)，其特征在于還包括熱電偶掛架(2)、支撐架(3)、感應(yīng)加熱圈(4)、支撐螺母(6)、循環(huán)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(diào)整；下爐體底板9上從外到內(nèi)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，用于支撐螺母(6)用于支撐上爐體頂板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(yīng)加熱圈(4),上爐體頂板I上固定有熱電偶(5),熱電偶(5)位于感應(yīng)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(jìn)水管(10)和循環(huán)泵(7)后；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，用于掛置熱電偶(5)，變壓器(14)給感應(yīng)加熱圈(4)提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的棒狀材料梯度熱處理裝置，其特征在于所述密封蓋(13)上孔的直徑是30 120mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的棒狀材料梯度熱處理裝置，其特征在于所述每只熱電偶掛架(2)最多可掛八支熱電偶(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種棒狀材料梯度熱處理裝置，用于解決現(xiàn)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(jìn)行梯度熱處理的技術(shù)問題。技術(shù)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(yīng)加熱系統(tǒng)，下爐體是冷卻系統(tǒng)。下爐體底板(9)上從外到內(nèi)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(yīng)加熱圈(4)。由于通過上爐體對棒狀材料上端進(jìn)行感應(yīng)加熱，通過下爐體對棒狀材料下端進(jìn)行水冷導(dǎo)熱，獲得了棒狀材料由上至下的軸向的溫度梯度。通過調(diào)整上、下爐體高度、更換不同尺寸的密封蓋，實(shí)現(xiàn)了對不同尺寸棒狀材料進(jìn)行梯度熱處理的功能。
文檔編號C21D1/40GK102816899SQ20121029242
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者寧永權(quán), 姚澤坤, 劉延輝, 張東亞 申請人:西北工業(yè)大學(xué)