專利名稱：：金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬熱處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法。
背景技術(shù)：
：鎂合金具有輕量化、高強(qiáng)度、耐壓性、散熱佳、易于鑄造及射出成型等特性，因此正在逐漸取代塑膠材料，越來越廣泛被應(yīng)用于筆記本電腦，手機(jī)等體積輕巧的電子產(chǎn)品中。請參閱文獻(xiàn)M.Bamberger,G.Dehm;TrendsintheDevelopmentofNewMgAlloys;AnnualReviewofMaterialsResearch,August2008，Vol.38，Pages505-533，其簡單介紹目前鎂合金的發(fā)展及應(yīng)用趨勢。目前，在制備過程中，鎂合金從熔融態(tài)凝固為固態(tài)時，在合金中形成溫度梯度，使晶體形核長大形成所需的微觀組織形貌。然而，鎂合金的晶體形核長大過程中，相鄰晶粒之間的晶界會存在較大的內(nèi)應(yīng)力，該內(nèi)應(yīng)力在凝固過程中無法被消除。然而，鎂合金內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力過大，會使降低鎂合金的韌性、塑性且性能分布不均勻的問題。如果采用該鎂合金進(jìn)行產(chǎn)品制作，則會使產(chǎn)品易出現(xiàn)裂紋或結(jié)合不緊密等問題。
發(fā)明內(nèi)容因此，有必要提供一種金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法，以消除金屬的內(nèi)應(yīng)力。以下將以實(shí)施例說明一種金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法.一種金屬熱處理裝置，其包括加熱腔、第二偏壓電源與第一偏壓電源。該加熱腔用于收容待處理金屬以對其進(jìn)行熱處理，該第一偏壓電源與第二偏壓電源分別于該加熱腔內(nèi)產(chǎn)生兩個方向相反的電場。該第一偏壓電源的偏壓值^與第二偏壓電源的偏壓值U2分別滿足以下關(guān)系式/Y—<^—2雄)((2組/2)^2承^(2針3/2)")/Y一{-"icos(2祈)(2fj;^2;^(2n+l/2);T,(2f3+3/2);T^2;^(2n+2);T)"2—V2i(2^+l/2);2^(2n+3/2n為大于或等于0的整數(shù)，m的取值范圍為50伏至1000伏，U2的取值范圍為25伏至50伏，頻率f為l(^赫茲至l(^赫茲，t表示時間。一種使用所述金屬熱處理裝置的金屬熱處理的方法，其包括以下步驟首先，加熱腔升溫并保溫加熱放置在加熱腔內(nèi)的金屬。然后，開啟第一偏壓電源與第二偏壓電源在加熱腔內(nèi)產(chǎn)生兩個方向相反的電場，使金屬在高溫與電場的作用下進(jìn)行熱處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該金屬熱處理裝置通過加熱與電場同時作用于金屬對其進(jìn)行熱處理。該電場分別由第一偏壓電源與第二偏壓電源，使待處理金屬交替處于第一偏壓電源與第二偏壓電源分別產(chǎn)生的電場中受相應(yīng)電場的作用，從而在該交替電場及溫度的作用下消除金屬應(yīng)力，獲得較好的綜合性能。圖l是本技術(shù)方案第一實(shí)施例提供的金屬熱處理裝置圖。圖2是本技術(shù)方案第二實(shí)施例提供的金屬熱處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及多個實(shí)施例，對本技術(shù)方案提供的金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參閱圖l，本技術(shù)方案第一實(shí)施例提供的金屬熱處理裝置IO，其包括加熱腔ll、第一偏壓電源12與第二偏壓電源13。該第二偏壓電源13與第一偏壓電源12與加熱腔11電連接。該加熱腔ll通過加熱對收容其中的待處理金屬進(jìn)行熱處理。該加熱腔ll可為退火爐或其他可加熱并具有保溫功能的腔體。本實(shí)施例中，加熱腔ll具有一個腔室，該腔室為真空加熱腔，即使用時可將其中的空氣及其他雜質(zhì)氣體抽出，并向其中充入惰性氣體、氮?dú)饣騼烧叩幕旌衔?，以防止熱處理金屬被氧化。該金屬熱處理裝置10具有側(cè)壁111，并在該側(cè)壁lll設(shè)置有封閉門112，用以從加熱腔ll內(nèi)取出或放入待處理金屬。優(yōu)選地，該加熱腔ll內(nèi)設(shè)置石英加熱管113，即通過石英玻璃吸收來自電熱絲輻射的可見光和近紅外光，并將其之轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)紅外輻射，該遠(yuǎn)紅外輻射使加熱腔ll內(nèi)升溫至所需溫度。當(dāng)然，該加熱腔ll內(nèi)也可設(shè)置電阻加熱元件或其他加熱裝置。該金屬熱處理裝置10具有相對設(shè)置的頂壁115與底壁116。該第一偏壓電源12的兩極分別連接于頂壁115與底壁116，其具有偏壓值Uh該偏壓值l^滿足以下關(guān)系式其中，n為大于或等于O的整數(shù)，m的取值范圍為50伏至1000伏，U2的取值范圍為25至50伏，頻率{為1()4赫茲至1()6赫茲，t表示時間，以使第一偏壓電源12在加熱腔11內(nèi)產(chǎn)生與該第一偏壓電源12相對應(yīng)的第一電場E1，該第一電場E1的方向自頂壁115指向底壁116(如圖1中E1所示的電場方向)。本實(shí)施例中，第一電場E1的方向垂直于待處理金屬的最大表面，以保證電場作用均勻。該第二偏壓電源13的兩極分別連接于頂壁115與底壁116，其具有與第一偏壓電源12相類^cos(2禍((2組/2)^2承S(2n+3/2);r)'-Zi2(2膨<2一《(2^+1/2)"'(2+3/2)^2雄^2計2似的偏壓值U2，其區(qū)別在于，該第二偏壓電源13與第一偏壓電源12存在180度的相位差，且產(chǎn)生的電場方向相反，該偏壓值U2滿足以下關(guān)系式其中，n為大于或等于O的整數(shù)，m的取值范圍為50伏至1000伏，U2的取值范圍為25至50伏，頻率{為1()4赫茲至1()6赫茲，t表示時間，以使第二偏壓電源13在加熱腔11內(nèi)產(chǎn)生與該第二偏壓電源13相對應(yīng)的第二電場E2。該第二電場E2方向與第一偏壓電源12產(chǎn)生第一電場E1方向相反，S卩自底壁116指向頂壁115(如圖1中E2所示的電場方向)。本實(shí)施例中，對金屬進(jìn)行熱處理，該第一偏壓電源12與第二偏壓電源13于加熱腔11內(nèi)同時產(chǎn)生與該兩個電源分別相對應(yīng)的第一電場E1與第二電場E2，以作用于金屬。該第一偏壓電源12與第二偏壓電源13存在180度的相位差。如果以對鎂合金進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理為例，該加熱腔11升溫并保溫于100至200度之間，同時，該第一，第二偏壓電源12，13的偏壓值l^與U2中m為150伏至500伏，頻率f為4>=1()4赫茲至4>^1()5赫茲，使鎂合金內(nèi)方向相反的應(yīng)力被消除，獲得較好的綜合性能。請參閱圖2，本技術(shù)方案第二實(shí)施例提供的金屬熱處理裝置20，其結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的熱處理裝置10的結(jié)構(gòu)大致相同，其區(qū)別在于第一，第二偏壓電源對加熱腔電場作用方式。本實(shí)施例中，加熱腔21包括相連通的第一腔室201與第二腔室202。該第一偏壓電源22及第二偏壓電源23分別在第一腔室201產(chǎn)生與第一偏壓電源22對應(yīng)的第一電場E1，而在第二腔室202產(chǎn)生與第二偏壓電源23對應(yīng)的第二電場E2。第一電場E1與第二電場E2的方向相反。使用時，第一腔室201與第二腔室202的保溫的溫度相同。該金屬熱處理裝置20還包括移動承載裝置24，用于承載并帶動待處理金屬在加熱腔21內(nèi)移動，以帶動待處理金屬進(jìn)入或離開第一腔室201或第二腔室202，并在腔室中受到相應(yīng)電場的作用。本實(shí)施例中，移動承載裝置24為耐高溫金屬制成的傳送帶。該傳送帶同時設(shè)置于第一腔室201與第二腔室202，并可沿相反地兩個方向運(yùn)動，以帶動放置于傳送帶的待處理金屬在第一腔室201與第二腔室202之間做往返運(yùn)動。移動承載裝置24具有面對石英加熱管213的承載面241，以供待處理金屬放置，以使放置于承載面241的待處理金屬朝向石英加熱管213，保證金屬受熱均勻。該移動承載裝置24的移動速度需要根據(jù)實(shí)際熱處理時需要的作用電場的方向、大小與時間及第一偏壓電源22與第二偏壓電源23電壓變化周期來決定，以保證待處理金屬的熱處理效果。-、cos(2祈)(2n;K2難^2n+l/2)r，(2n+3/2)j^2承S(2n+2);r)、"2i(2n+l/2);2祈42"+3/2);r)6本實(shí)施例中，第一腔室201與第二腔室202之間設(shè)置有垂直于承載面241的間隔門214。該間隔門214采用電磁屏蔽材料制成，以在使用時阻隔第一腔室201內(nèi)產(chǎn)生的第一電場E1與第二腔室202內(nèi)產(chǎn)生的第二電場E2相互干擾，使待處理金屬可單獨(dú)在第一電場E1或第二電場E2的作用下進(jìn)行熱處理。該間隔門214包括固定端214a與移動端214b。該固定端214a—端固定于加熱腔21的底壁216，而另一端靠近移動承載裝置24。該移動端214b可動地穿設(shè)于加熱腔21的頂壁215，用于相對于頂壁215移動，做遠(yuǎn)離與靠近移動承載裝置24的承載面241。使用中，移動端214b遠(yuǎn)離承載面241，放置于承載面241的待處理金屬在移動承載裝置24的帶動下，將經(jīng)第一腔室201的第一電場E1作用后的待處理金屬傳送至第二腔室202進(jìn)行第二電場E2的作用。同時，移動端214b靠近承載面241將第一腔室201與第二腔室202間隔開，以減小電場干擾?？梢岳斫獾氖?，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種金屬熱處理裝置，其包括加熱腔、第二偏壓電源與第一偏壓電源，所述加熱腔用于收容待處理金屬以對其進(jìn)行熱處理，所述第一偏壓電源與第二偏壓電源分別于所述加熱腔內(nèi)產(chǎn)生兩個方向相反的電場，所述第一偏壓電源的偏壓值U1與第二偏壓電源的偏壓值U2分別滿足以下關(guān)系式<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>U</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>u</mi><mn>1</mn></msub><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>πft</mi><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>≤</mo><mn>2</mn><mi>πft</mi><mo>≤</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>nπ</mi><mo><</mo><mn>2</mn><mi>πft</mi><mo>≤</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>≤</mo><mn>2</mn><mi>πft</mi><mo>≤</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math></maths><mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>U</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mrow><mo>-</mo><mi>u</mi></mrow><mn>1</mn></msub><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>πft</mi><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>nπ</mi><mo><</mo><mn>2</mn><mi>πft</mi><mo>≤</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>≤</mo><mn>2</mn><mi>πft</mi><mo>≤</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>u</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>π</mi><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>≤</mo><mn>2</mn><mi>πft</mi><mo>≤</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mi>π</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math></maths>n為大于或等于0的整數(shù)，u1的取值范圍為50伏至1000伏，u2的取值范圍為25伏至50伏，頻率f為104赫茲至106赫茲，t表示時間。2如權(quán)利要求l所述的金屬熱處理裝置，其特征在于，所述ul為150伏至500伏，頻率{為4;<1()4赫茲至4>^1()5赫茲。3如權(quán)利要求l所述的金屬熱處理裝置，其特征在于，所述加熱腔具有一個腔室，所述第一偏壓電源及第二偏壓電源同時于加熱腔產(chǎn)生兩個方向相反的電場。4如權(quán)利要求l所述的金屬熱處理裝置，進(jìn)一步包括用于承載并移動待處理金屬的移動承載裝置，其相對于加熱腔滑動設(shè)置，以帶動金屬在加熱腔內(nèi)移動，所述加熱腔包括相連通的第一腔室與第二腔室，所述第一偏壓電源及第二偏壓電源分別于第一腔室及第二腔室產(chǎn)生兩個方向相反的電場，使移至第一腔室或第二腔室的金屬分別受到相應(yīng)電場的作用。5如權(quán)利要求4所述的金屬熱處理裝置，其特征在于，所述第一腔室與第二腔室之間設(shè)置有間隔門，以阻隔第一腔室與第二腔室產(chǎn)生的電場相互干擾。6如權(quán)利要求l所述的金屬熱處理裝置，其特征在于，所述加熱腔為真空加熱腔。7如權(quán)利要求l所述的金屬熱處理裝置，其特征在于，所述加熱腔相對兩側(cè)分別設(shè)置第一置料室與第二置料室，分別用于放置待處理與處理完畢的金屬。8.一種使用如權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的金屬熱處理裝置對金屬進(jìn)行熱處理的方法，其包括以下步驟加熱腔升溫并保溫加熱放置在加熱腔內(nèi)的金屬；開啟第一偏壓電源與第二偏壓電源在加熱腔內(nèi)產(chǎn)生兩個方向相反的電場，使金屬在高溫與電場的作用下進(jìn)行熱處理。9.如權(quán)利要求8所述的金屬熱處理方法，其特征在于，其還包括在所述加熱腔升溫前向加熱腔加入惰性氣體、氮?dú)饣騼烧叩幕旌衔锏牟襟E，以熱處理在保護(hù)氣體下進(jìn)行。10.如權(quán)利要求8所述的金屬熱處理方法，其特征在于，所述第二偏壓電源與第一偏壓電源同時在加熱腔產(chǎn)生兩個方向相反的電場，并作用于金屬。全文摘要本發(fā)明提供一種金屬熱處理裝置，其包括加熱腔、第二偏壓電源與第一偏壓電源。該加熱腔用于收容待處理金屬以對其進(jìn)行熱處理，該第一偏壓電源與第二偏壓電源分別于該加熱腔內(nèi)產(chǎn)生兩個方向相反的電場。該第一偏壓電源的偏壓值U<sub>1</sub>與第二偏壓電源的偏壓值U<sub>2</sub>分別滿足以下關(guān)系式(見右上)n為大于或等于0的整數(shù)，u<sub>1</sub>的取值范圍為50伏至1000伏，u<sub>2</sub>的取值范圍為0伏至50伏，頻率f為10<sup>4</sup>赫茲至10<sup>6</sup>赫茲，t表示時間。本發(fā)明還涉及一種金屬熱處理方法，以消除金屬應(yīng)力。文檔編號C22F1/06GK101671800SQ20081030447公開日2010年3月17日申請日期2008年9月11日優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日發(fā)明者陳杰良申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司