一種采用ptc陶瓷輔助加熱的鋁鑄件熱處理爐的制作方法
【專利摘要】一種采用PTC陶瓷輔助加熱的鋁鑄件熱處理爐，其技術(shù)方案為將熱處理爐分為兩部分，中間用可以自動移動的隔板分割；隔板上部為預(yù)熱區(qū)，使用PTC陶瓷進行預(yù)熱，隔板下部為熱處理區(qū)，使用電阻絲進行加熱、保溫；工件首先在預(yù)熱區(qū)預(yù)熱，達到PTC上限溫度后，隔板自動下降至電阻絲區(qū)域進行加熱和保溫熱處理，完成熱處理過程。本發(fā)明所提出的方法，利用了PTC陶瓷響應(yīng)快、節(jié)能、安全、體積小的優(yōu)點，做前期預(yù)熱，可以以較低的成本將工件加熱到熱處理溫度附近；然后使用傳統(tǒng)的電阻絲做進一步加熱、保溫、熱處理，電阻絲工作時間和做功較少，因此保證了較大程度的安全性和節(jié)能特性，尤其適用于小批量中小型零件的熱處理和實驗室用途的鋁合金零件熱處理。
【專利說明】一種采用PTC陶瓷輔助加熱的鋁鑄件熱處理爐
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
發(fā)明屬金屬材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種采用PTC陶瓷輔助加熱的鋁鑄件熱處理爐。
[0002]
【背景技術(shù)】:
PTC是一種新型的半導體陶瓷材料，原料以鈦酸鋇為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成。目前家用的陶瓷暖風器、陶瓷電熱水壺等就是用PTC加熱。PTC有一個根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個溫度時，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個溫度時，電阻值則隨溫度的升高而增大，這個設(shè)定的溫度叫“居里點溫度”，用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛。
[0003]PTC加熱元件就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發(fā)熱特性設(shè)計的加熱元件件。在中小功率加熱場合，PTC加熱元件具有恒溫發(fā)熱、無明火、熱轉(zhuǎn)換率高、受電源電壓影響極小、自然壽命長等傳統(tǒng)發(fā)熱元件無法比擬的優(yōu)勢，在電熱器具中的應(yīng)用越來越受到研發(fā)工程師的青睞。目前廣泛應(yīng)用于電熱蚊藥驅(qū)蚊器、暖手器、干燥器、電熱板、電燙斗、電烙鐵、電熱粘合器、卷發(fā)燙發(fā)器、小型晶體器件恒溫槽、恒溫培養(yǎng)箱、電子保溫瓶、保溫箱、保溫杯、保溫盤、保溫柜、保溫桌、小型溫風取暖器、電吹風、暖房機、烘干機、干衣柜、干衣機、工業(yè)烘干設(shè)備等。
[0004]熱處理是將金屬材料放在一定的介質(zhì)內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內(nèi)部的晶相組織結(jié)構(gòu)，來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。
[0005]熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，近而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內(nèi)外溫度一致，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長。
[0006]PTC陶瓷加熱具有以下優(yōu)點:1、對過載電流反應(yīng)迅速，性能穩(wěn)定可靠；2、耐沖擊力強，使用壽命長；3、無極性，交直流都可用；4、可自動恢復(fù)；5、最大工作電流可達數(shù)十安培；6、體積小,可根據(jù)客戶需要，加工生產(chǎn)各種不同形狀、規(guī)格的產(chǎn)品。廣泛替代傳統(tǒng)加熱方式，應(yīng)用于工業(yè)、生活的各個方面。但由于PTC陶瓷加熱目前只能做到不到500° C的溫度，而鋁合金熱處理需要50(T550° C溫度，因此，目前PTC陶瓷加熱無法應(yīng)用于鋁合金熱處理。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】
:
鑒于以上技術(shù)的不足，本發(fā)明針對鋁合金熱處理過程，提出一種采用PTC陶瓷輔助加熱的鋁鑄件熱處理爐，其技術(shù)方案為將熱處理爐分為兩部分，中間用可以自動移動的隔板分割；隔板上部為預(yù)熱區(qū)，使用PTC陶瓷進行預(yù)熱，隔板下部為熱處理區(qū)，使用電阻絲進行加熱、保溫；工件首先在預(yù)熱區(qū)預(yù)熱，達到PTC上限溫度后，隔板自動下降至電阻絲區(qū)域進行加熱和保溫熱處理，完成熱處理過程。
[0008]PTC陶瓷居里點溫度為300?480° C之間。
[0009]預(yù)熱區(qū)和熱處理區(qū)設(shè)有K型熱電偶，檢測區(qū)域溫度，并傳送至控制系統(tǒng)。
[0010]電阻絲加熱僅在預(yù)熱區(qū)溫度達到PTC陶瓷上限溫度以下5(T100° C時啟動，以最大程度節(jié)能。
[0011]
有益效果:
本專利所提出的方法，利用了 PTC陶瓷響應(yīng)快、節(jié)能、安全、體積小的優(yōu)點，做前期預(yù)熱，可以以較低的成本將工件加熱到熱處理溫度附近；然后使用傳統(tǒng)的電阻絲做進一步加熱、保溫、熱處理，電阻絲工作時間和做功較少，因此保證了較大程度的安全性和節(jié)能特性，尤其適用于小批量中小型零件的熱處理和實驗室用途的鋁合金零件熱處理。
[0012]
【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為PTC輔助加熱的鋁合金熱處理爐示意圖
附圖標記:1.預(yù)熱爐，2.活動隔板，3.熱處理爐，4.保溫層，5.PTC加熱元件，6.熱處理鑄件，7.電阻絲加熱元件【具體實施方式】:
為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下。
[0013]熱處理爐尺寸為500 X 500 X 700，預(yù)熱區(qū)和熱處理區(qū)各占一半空間。
[0014]PTC加熱元件居里點設(shè)置為400° C，功率5KW。電阻加熱絲功率5KW。
[0015]將鋁鑄件放入預(yù)熱區(qū)，通過PTC加熱預(yù)熱，預(yù)熱溫度到達350° C時，電阻絲啟動加熱。
[0016]鋁鑄件溫度到達400° C時，隔板下移，使用電阻絲繼續(xù)加熱至530° C。
[0017]保溫30分鐘，斷電，開箱，冷卻，完成熱處理。
[0018] 申請人:聲明，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用PTC陶瓷輔助加熱的鋁鑄件熱處理爐，其特征在于:將熱處理爐分為兩部分，中間用可以自動移動的隔板分割；隔板上部為預(yù)熱區(qū)，使用PTC陶瓷進行預(yù)熱，隔板下部為熱處理區(qū)，使用電阻絲進行加熱、保溫；工件首先在預(yù)熱區(qū)預(yù)熱，達到PTC上限溫度后，隔板自動下降至電阻絲區(qū)域進行加熱和保溫熱處理，完成熱處理過程。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的鋁合金鑄件熱處理爐，其特征在于:PTC陶瓷居里點溫度為300?480° C之間。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的鋁合金鑄件熱處理爐，其特征在于:預(yù)熱區(qū)和熱處理區(qū)設(shè)有K型熱電偶，檢測區(qū)域溫度，并傳送至控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的鋁合金鑄件熱處理爐，其特征在于:電阻絲加熱僅在預(yù)熱區(qū)溫度達到PTC陶瓷上限溫度以下5(Tl00° C時啟動，以最大程度節(jié)能。
【文檔編號】F27D11/02GK104357770SQ201410668034
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】聶剛, 謝峰, 龍海敏 申請人:安徽省新方尊鑄造科技有限公司