本發(fā)明涉及一種非晶材料晶化熱處理裝置和方法，尤其涉及一種高頻法晶化熱處理非晶材料的裝置和方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，非晶材料性能好壞與晶化熱處理溫度有密切關(guān)系，當(dāng)前非晶材料熱處理晶化的處理是在大的爐膛內(nèi)加熱，一般采用爐膛直徑約60厘米，爐膛高約50厘米在這樣一個(gè)大爐中，爐中心溫度和爐周邊溫度差都較大，爐的上部溫度與爐底的溫度出存在大的溫差。由于在晶化時(shí)不同位置存在大的溫差，因此，產(chǎn)品的性能就不可能完全一致，要想產(chǎn)品的性能一致性好，就必須控制爐內(nèi)各位置的溫度差不超過30℃，目前熱處理用大爐膛，要想達(dá)到這么小的溫差是不可能。同時(shí)目前大爐熱處理晶化加熱時(shí)間長(zhǎng)，一般在5～6小時(shí)，因此為了防止非晶產(chǎn)品的氧化，加熱爐必須通保護(hù)氣體或抽真空，因此目前熱處理晶化能源消耗大，更主要產(chǎn)品性能一致性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種節(jié)約能源、產(chǎn)品性能好的非晶材料高頻法熱處理裝置和使用該裝置熱處理非晶材料的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種非晶材料高頻法熱處理裝置，包括：高頻感應(yīng)加熱圈、溫度感應(yīng)器、溫控儀、控制器、高頻發(fā)生器、非晶探測(cè)器及連接線；高頻感應(yīng)加熱圈有非晶材料進(jìn)口和出口，以供非晶材料進(jìn)出高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)；高頻感應(yīng)加熱圈與高頻發(fā)生器相連接，通過高頻發(fā)生器的輸出加熱位于高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)的非晶材料；高頻感應(yīng)加熱圈還接有冷卻裝置；溫度感應(yīng)器設(shè)置于高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)內(nèi)，用于測(cè)量非晶材料的溫度，并將采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸給相連接的溫控儀；溫控儀用于設(shè)定非晶材料的熱處理溫度、接收溫度感應(yīng)器傳輸?shù)臏y(cè)量溫度、實(shí)時(shí)比較設(shè)定溫度和接收的測(cè)量溫度，將數(shù)據(jù)分析處理后形成的溫度控制信號(hào)傳輸給相連接的控制器；非晶探測(cè)器設(shè)置在高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料出口，與控制器相連，用于探測(cè)所處位置是否有晶化處理完成的產(chǎn)品；控制器接收溫控儀、非晶探測(cè)器的信號(hào)，據(jù)此控制相連接的高頻發(fā)生器的開關(guān)及輸出功率。

進(jìn)一步的，上述非晶材料高頻法熱處理裝置還包括設(shè)置于高頻感應(yīng)加熱圈和非晶材料之間的陶瓷套，以防止熱輻射損失，同時(shí)減少室內(nèi)空氣流動(dòng)造成溫度波動(dòng)。

更進(jìn)一步的，上述陶瓷套由輕質(zhì)耐火材料制成。

進(jìn)一步的，上述非晶材料高頻法熱處理裝置中的述高頻發(fā)生器的頻率為1KC到1MHZ，功率為1KW到20KW。

進(jìn)一步的，上述非晶材料高頻法熱處理裝置中的溫度感應(yīng)器為紅外非接觸式測(cè)溫探頭。

進(jìn)一步的，上述非晶材料高頻法熱處理裝置的冷卻裝置為自來水裝置或蒸發(fā)致冷裝置。

為了適應(yīng)環(huán)形、方形、矩形或者塊狀非晶材料的熱處理，上述非晶材料高頻法熱處理裝置還包括載物平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)連桿、收集器；載物平臺(tái)用非導(dǎo)體材料制成，非導(dǎo)體材料選自氧化鋁、氧化鎂、石英等耐高溫材料中的一種或多種；載物平臺(tái)穿過高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)，用于放置非晶材料；運(yùn)動(dòng)連桿與控制器相連接，在控制器控制下推動(dòng)載物平臺(tái)非晶材料進(jìn)口處的待加熱非晶材料進(jìn)入高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)；收集器用于盛放已晶化完成的產(chǎn)品。

其工作原理為：待處理非晶產(chǎn)品放在載物平臺(tái)上。載物平臺(tái)用非導(dǎo)體材料如：氧化鋁、氧化鎂、石英等耐高溫材料制成。由控制器控制運(yùn)動(dòng)連桿。將待處理產(chǎn)品從高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料進(jìn)口處推入高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)進(jìn)行加熱，高頻感應(yīng)加熱圈接自來水冷卻或是接蒸發(fā)制冷裝置。高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)有陶瓷套，其目的防止熱輻射損失，同時(shí)減少室內(nèi)空氣流動(dòng)造成溫度波動(dòng)。非晶材料在高頻加熱后溫度上升，由溫度感應(yīng)5如紅外傳感器器測(cè)定它的溫度值，經(jīng)電線送到溫控儀。溫控儀依據(jù)設(shè)定晶化溫度和實(shí)測(cè)產(chǎn)品達(dá)到的溫度差。發(fā)出信號(hào)，經(jīng)電線傳送到控制器，控制器依照溫控儀指令，經(jīng)電線給高頻發(fā)生器。高頻發(fā)生器接到指令后，通過高頻電纜將輸出功率反饋送到高頻感應(yīng)加熱圈。當(dāng)溫度感應(yīng)器測(cè)到與設(shè)定溫度一致時(shí)，由控制器控制的運(yùn)動(dòng)連桿推動(dòng)待處理的非晶向高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)移動(dòng)，移動(dòng)速度在控制器內(nèi)已設(shè)定，依據(jù)條件不同，移動(dòng)速度可以按需要改變。完成晶化的產(chǎn)品從高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)的非晶材料出口端出來，送入到收集器內(nèi)，控制器控制運(yùn)動(dòng)連桿不斷將待處理的非晶材料不斷端送入高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)，當(dāng)待處理非晶材料塊全部推入高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)后，用等效阻抗的金屬塊代替非晶材料塊，供運(yùn)動(dòng)連桿推入高頻感應(yīng)加熱圈，直至非晶探測(cè)器檢測(cè)到高頻感應(yīng)加熱圈出口端無非晶材料塊并將信號(hào)發(fā)送至控制器。

為了適應(yīng)帶狀非晶材料的熱處理，上述非晶材料高頻法熱處理裝置還包括分別設(shè)置在高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料進(jìn)口端和出口端的從動(dòng)滾輪和主動(dòng)滾輪，從動(dòng)滾輪上的待處理非晶材料經(jīng)過高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)被熱處理后卷在主動(dòng)滾輪上，主動(dòng)滾輪在控制器控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)非晶材料在高頻感應(yīng)加熱圈中移動(dòng)，該熱處理裝置適用于帶狀非晶材料的熱處理。

其工作原理與上述適用塊狀非晶材料熱處理裝置的原理與操作基本相同，所不同的是，上述非晶產(chǎn)品載物平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)連桿及收集器改為從動(dòng)滾輪和主動(dòng)滾輪。當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到晶化溫度后，控制器開始控制主動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以按需要設(shè)定，其根據(jù)是非晶產(chǎn)品晶化時(shí)間，也就是要晶化的產(chǎn)品在爐內(nèi)停留時(shí)間，一般情況幾十秒足夠完成，主動(dòng)滾輪不斷將已處理完畢的帶狀產(chǎn)品卷到自身上，同時(shí)帶動(dòng)從動(dòng)滾輪上的待處理非晶帶不斷進(jìn)入高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)內(nèi)，非晶探測(cè)器可以在爐內(nèi)加熱體工作半小時(shí)后開始工作，檢查出口是否有晶化處理完成的產(chǎn)品經(jīng)過，當(dāng)非晶探測(cè)器探測(cè)不到高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)的出口有非晶材料時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并向控制器傳遞信號(hào)信息，控制器控制電源等裝置停止工作，這時(shí)整盤非晶帶處理完成，可以更換另一盤非晶帶或可以關(guān)閉總電源。

本發(fā)明還包括用上述適用于熱處理帶狀非晶材料的非晶材料高頻法熱處理裝置熱處理環(huán)形、方形、矩形或者塊狀非晶材料的方法，包括以下步驟：

1)接通高頻感應(yīng)加熱圈的冷卻裝置；

2)將成型產(chǎn)品或塊狀非晶放在載物平臺(tái)上；

3)打開高頻發(fā)生器、控制器、溫控儀、運(yùn)動(dòng)連桿；

4)在溫控儀中設(shè)定晶化溫度、晶化時(shí)間等參數(shù)；

5)按下控制器的啟動(dòng)按鈕，運(yùn)動(dòng)連桿在控制器的信號(hào)控制下將載物平臺(tái)上的成型產(chǎn)品或塊狀非晶推入高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)內(nèi)；

6)啟動(dòng)非晶探測(cè)器；

7)運(yùn)動(dòng)連桿在控制器的信號(hào)控制下將載物平臺(tái)上的成型產(chǎn)品或塊狀非晶持續(xù)推入高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)內(nèi)；

8)從高頻感應(yīng)加熱圈非晶材料出口出來的已熱處理完成產(chǎn)品落入收集器，當(dāng)運(yùn)動(dòng)連桿將非晶全部推進(jìn)感應(yīng)區(qū)內(nèi)后，將等效阻抗的金屬塊推進(jìn)感應(yīng)區(qū)內(nèi)；

9)當(dāng)非晶探測(cè)器發(fā)出未檢測(cè)到產(chǎn)品的報(bào)警，控制器發(fā)出停止工作指示時(shí)，關(guān)掉所有裝置，切斷總電源。

由此可以看出，適應(yīng)環(huán)形、方形、矩形以及塊狀非晶材料晶化熱處理的裝置的工作原理及流程為：將待處理非晶產(chǎn)品放在載物平臺(tái)上。載物平臺(tái)用非導(dǎo)體材料如：氧化鋁、氧化鎂、石英等耐高溫材料制成。由控制器控制運(yùn)動(dòng)連桿，將待處理產(chǎn)品從高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料乳溝入口推入高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)進(jìn)行加熱，高頻感應(yīng)加熱圈接自來水冷卻或是接蒸發(fā)制冷裝置。高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)有陶瓷套，其目的防止熱輻射損失，同時(shí)減少室內(nèi)空氣流動(dòng)造成溫度波動(dòng)。非晶材料在高頻加熱后溫度上升，由紅外控制器測(cè)定它的溫度值，經(jīng)電線送到溫控儀。溫制儀依據(jù)設(shè)定晶化溫度和實(shí)測(cè)產(chǎn)品達(dá)到的溫度差，發(fā)出信號(hào)，經(jīng)電線傳送到到控制器，控制器依照溫控儀命令，經(jīng)電線傳送給高頻發(fā)生器。高頻發(fā)生器接到指令后，通過高頻電纜將輸出功率反饋送到高頻感應(yīng)加熱圈。當(dāng)溫度非晶探測(cè)器測(cè)到溫度與設(shè)定溫度一致時(shí)，由控制器控制的運(yùn)動(dòng)連桿推動(dòng)待處理的非晶向高頻感應(yīng)加熱圈移動(dòng)，移動(dòng)速度在控制器內(nèi)已設(shè)定，依據(jù)條件不同，移動(dòng)速度可以按需要改變。完成晶化的產(chǎn)品從高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料出口端出來，送入到收集器內(nèi)，控制器9控制運(yùn)動(dòng)連桿不斷將待處理的非晶材料不斷從高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料進(jìn)口送入高頻感應(yīng)加熱圈感應(yīng)區(qū)內(nèi)。當(dāng)非晶探測(cè)器探測(cè)非晶材料出口已無產(chǎn)品，則傳輸信號(hào)給控制器，控制器發(fā)出信號(hào)控制高頻發(fā)生器關(guān)閉并報(bào)警。

本發(fā)明還包括用上述裝置熱處理帶狀非晶材料的方法，包括以下步驟：

1)接通高頻感應(yīng)加熱圈的冷卻裝置；

2)將待加熱帶狀非晶材材料安裝在從動(dòng)滾輪上，并將帶狀非晶材材料從高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料進(jìn)口穿入，穿過高頻感應(yīng)加熱圈的感應(yīng)區(qū)從高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料出口穿出，繞在主動(dòng)滾輪上；

3)打開高頻發(fā)生器、控制器、溫控儀；

4)在溫控儀中設(shè)定晶化溫度、晶化時(shí)間等參數(shù)；

5)主動(dòng)滾輪在控制器控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，將晶化完成的產(chǎn)品盤在主動(dòng)滾輪上；

6)當(dāng)非晶探測(cè)器發(fā)出未檢測(cè)到產(chǎn)品的報(bào)警，控制器發(fā)出停止工作指示時(shí)，關(guān)掉所有裝置，切斷總電源。

可以看出，適應(yīng)帶狀非晶材料晶化熱處理的裝置的工作原理及流程與上述塊狀非晶熱處理裝置基本相同，所不同的是，上述適應(yīng)塊狀非晶產(chǎn)品的載物平臺(tái)改為從動(dòng)滾輪。上述完成晶化的非晶成品收集器相對(duì)應(yīng)為主動(dòng)滾輪，收卷完成晶化的非晶帶。

本發(fā)明的裝置的方法能顯著提高晶化處理后產(chǎn)品性能的一致性，且明顯節(jié)約能源。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中加熱塊狀非晶材料晶化熱處理的裝置結(jié)構(gòu)組成示意圖；附圖2為用于本發(fā)明實(shí)施例1中加熱帶狀非晶材料晶化熱處理的裝置結(jié)構(gòu)組成示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：高頻感應(yīng)法熱處理非晶環(huán)

熱處理外徑30mm、內(nèi)徑20、高20mm環(huán)形非晶材料晶化，使用包括載物平臺(tái)2、運(yùn)動(dòng)連桿、收集器14的高頻法熱處理裝置，如圖1所示，接通高頻感應(yīng)加熱圈4的冷卻水水源(自來水和高頻感應(yīng)加熱圈4的連接必須用塑料管，水經(jīng)過塑管長(zhǎng)度在5米以上，依高頻發(fā)生器11電壓高低而改變)，高頻感應(yīng)加熱圈4高5cm、寬26cm、長(zhǎng)30cm；將非晶環(huán)放在載物平臺(tái)2上8個(gè)一排排好，接通總電源，各儀器進(jìn)入待工作狀態(tài)，溫控儀7設(shè)定的溫度為610℃，按下控制器9的啟動(dòng)按鈕，控制器9控制運(yùn)動(dòng)連桿將非晶環(huán)從高頻感應(yīng)加熱圈4的非晶材料進(jìn)口，如圖1所示的A處，送進(jìn)高頻感應(yīng)加熱圈4的感應(yīng)工作圈區(qū)，當(dāng)有5排環(huán)即40個(gè)環(huán)進(jìn)入高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)加熱時(shí)，溫度感應(yīng)器5如紅外測(cè)溫探頭測(cè)得環(huán)的溫度為室溫，溫控儀7開始工作，通知控制器9，啟動(dòng)高頻發(fā)生器11的電源，設(shè)定交頻電源工作頻率為20KC，控制器9通知高頻發(fā)生器11輸出3KW功率，非晶環(huán)迅速升溫，當(dāng)環(huán)的溫度達(dá)610℃時(shí)，溫控儀7通知控制器9恒溫狀態(tài)保持5秒鐘，然后運(yùn)動(dòng)連桿從高頻感應(yīng)加熱圈4的非晶材料進(jìn)口，即圖1所示的A處，連續(xù)送進(jìn)待處理的非晶環(huán)，以每秒推進(jìn)2排環(huán)的速度向前推，晶化好的環(huán)從高頻感應(yīng)加熱圈的非晶材料出口，即圖1所示的B處，落入收集器14中，當(dāng)運(yùn)動(dòng)連桿將非晶環(huán)全部推進(jìn)感應(yīng)區(qū)內(nèi)后，等效阻抗的金屬塊被推進(jìn)爐內(nèi)，將所有非晶環(huán)全部推出，最后非晶探測(cè)器15探測(cè)高頻感應(yīng)加熱圈內(nèi)已無環(huán)推出，則發(fā)出信號(hào)給控制器9，控制高頻發(fā)生器11、運(yùn)動(dòng)連桿等停止工作，并報(bào)警。

實(shí)例2：高頻感應(yīng)法晶化非晶帶

使用包括主動(dòng)滾輪10和從動(dòng)滾輪6的高頻法熱處理裝置，如圖2所示，對(duì)帶狀非晶熱處理：在直徑20mm、長(zhǎng)50cm石英管(作為保溫陶瓷套)外用黃銅管80卷感應(yīng)圈作為高頻感應(yīng)加熱圈4，用塑料管約5米與自來水管連接，高頻電源頻率為50KC，功率2KW將繞有8mm寬非晶帶盤安裝在從動(dòng)轉(zhuǎn)輪滾輪6上將它從石英管一端穿入，即從圖2所示的A端，從另一端穿出，即從圖2所示的B端，然后繞在主動(dòng)滾輪10上，打開冷卻裝置開關(guān)，接通總電源，各儀器進(jìn)入工作狀態(tài)，溫控儀7設(shè)定晶化溫度為610℃，溫度傳感器5如紅外溫探頭測(cè)得非晶帶溫度為室溫，因此溫控儀7發(fā)出信息給控制器9起動(dòng)高頻發(fā)生器11電源輸出功率1.5KW，控制器9則發(fā)信號(hào)給高頻發(fā)生器11，輸出功率給高頻感應(yīng)加熱圈4，高頻感應(yīng)加熱圈4立即將非晶帶加熱，非晶帶溫度迅速上升，當(dāng)溫度上升到610℃后，控制器9控制主動(dòng)滾輪10開始轉(zhuǎn)動(dòng)，非晶帶在石英管中移動(dòng)，移動(dòng)速度每秒5cm，當(dāng)非晶帶完全晶化后，檢測(cè)器15發(fā)出報(bào)警并傳輸信號(hào)給控制器9控制高頻發(fā)生器11關(guān)閉電源，換上非晶化的非晶帶重復(fù)上面動(dòng)作。