專利名稱：一種旋轉熱處理爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于粉末冶金技術領域，尤其涉及一種旋轉熱處理爐，其可以用于合金材料的固溶退火和/或時效熱處理，尤其適合對毫米級和/或微米級粒度的合金顆粒。
背景技術：
熱處理是將材料或工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻的一種工藝。與其它加工工藝相比，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。
熱處理工藝通常包括加熱、保溫和冷卻三個過程，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，是保證熱處理質量的主要問題。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，進而應用液體和氣體燃料。其中采用電加熱更易于控制，且無環(huán)境污染。
如一申請?zhí)枮?1817092.7(公開號為CN1468362A)的中國發(fā)明專利《鼓入熱風型流化床爐》披露了一種鼓入熱風型流化床爐，其熱處理的方式為向容器內鼓入熱風，物料形成流化床。內熱式設計除了導致爐體內部結構復雜以外，另外僅依靠熱風傳熱機制，也使得進出風口處的溫度難以保證一致，尤其是在爐管較長的情況下。
如 一 申請?zhí)枮?00680002068.7(公開號為CN101103241A)的中國發(fā)明專利《熱處理爐和具有該熱處理爐的熱處理設備》披露了一種開口向下的豎直旋轉熱處理爐，該種進出爐結構更適合處理工件型制品。
如 一 申請?zhí)枮?00610054764.4(公開號為CN1831159A)的中國發(fā)明專利《熱處理爐》披露了一種適用于對大型熱處理對象物進行淬火處理等的熱處理爐，除加熱源外設備整體還包括了冷卻流體注入裝置
如一專利號為ZL200520121786.9(公開號為CN2888377Y)的中國實用新型專利《高溫氧化旋轉爐》披露了一種高溫氧化旋轉爐，主要用于制得氧化銅粉末，爐內氣氛為流通的空氣，該高溫氧化旋轉爐能夠藉由旋轉爐內的葉片不斷的將原料翻擾，并在翻擾的過程中與流通的空氣作用而產(chǎn)生氧化銅，經(jīng)預設距離、次數(shù)、時間的翻拌、氧化后，形成品質穩(wěn)定的氧化銅粉末。
如一申請?zhí)枮?0124269.5(公開號為CN1285496Y)的中國發(fā)明專利《石墨旋轉管式爐》披露了一種石墨旋轉管式爐，適用于1500 2800溫度范圍內使用。現(xiàn)有各種旋轉熱處理爐其轉動方式均為水平旋轉，水平旋轉不利于實現(xiàn)物料熱處理的均勻性，特別不利于處理合金粉末；現(xiàn)有旋轉熱處理爐的加熱方式均為內熱式，內熱式設計除了導致爐體內部結構復雜以外，還使爐管內部的溫度均勻區(qū)小，溫度控制難，影響物料的熱處理效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術現(xiàn)狀而提供一種可確保爐體內部溫度均勻分布、同時利于實現(xiàn)物料熱處理均勻性的旋轉熱處理爐，其還具有結構簡單的優(yōu)點。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為 一種旋轉熱處理爐，包括爐體、加熱裝置及驅動爐體旋轉的驅動結構，其特征在于所述爐體的旋轉軸線與水平面呈一銳角，所述的加熱裝置為一套設于爐體外部的加熱套箱，所述的爐體的開口端露出加熱套箱并與所述的驅動結構相連。
上述的加熱套箱固定在一支撐架上，且使加熱套箱的軸線與水平面呈一定銳角，所述的驅動結構也設置在該支撐架上。通過更換支撐架或者調節(jié)支撐架的高度實現(xiàn)爐體旋轉軸線與水平面的夾角度數(shù)，還可通過調節(jié)支撐架使得爐體在加熱套箱外部的長度適宜。
上述的驅動結構包括至少二個從動輪及一個由電機驅動旋轉的主動輪，所述的從動輪可轉動的設置與支撐架上，所述的從動輪支撐于露出加熱套箱外的爐體外周面上，所述的主動輪與露出加熱套箱外的爐體外周面摩擦接觸以使主動輪的旋轉能帶動爐體旋轉。該驅動結構沒有過多的傳動部件，具有結構簡單，傳動輕松的優(yōu)點，當然我們可設置多個從動輪，以進一步提高爐體轉動時的穩(wěn)定性。當然也可采用齒輪組傳動結構。
上述的主動輪與爐體的接觸面上刻蝕有增加摩擦力的花紋以形成所述的摩擦接觸。上述的主動輪外周面與爐體的外周面之間設有鍵槽連接結構以形成所述的摩擦接觸。以更好帶動爐體旋轉。
上述的爐體的旋轉軸線以與水平面呈5 45度夾角為佳。
為進一步準確控制加熱溫度，上述的加熱套箱內設有至少一個測溫熱電偶。當爐
體軸向長度大于0.4米時優(yōu)選設置一個以上測溫熱電偶。
上述的加熱套箱內的加熱元件采用電阻絲電阻片、硅碳棒或硅鉬棒中的一種或幾種組合。
上述的爐體外端的開口處可拆卸地連接有一爐體蓋密封，該爐體蓋上穿設有一可密封的高壓充氣口，這樣可通過充氣口注入高壓的惰性保護氣體，用于易氧化合金的熱處理氣氛保護，并在爐體蓋上設有一氣壓計，以顯示爐體內部氣壓。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于其采用加熱套箱對爐體進行電控外部加 熱，易于溫控的準確性，同時可保證爐體溫度均勻區(qū)大；還有爐體采用傾斜式旋轉有 利于物料熱處理的均勻性，特別使用與合金粉末的熱處理；該熱處理爐涉及部件少， 依次具有結構簡單的優(yōu)點。綜上所述該旋轉熱處理爐特別適合合金粉末的熱處理。


圖l為本發(fā)明實施例的結構示意圖2為本發(fā)明實施例中驅動結構的示意圖3為本發(fā)明實施例中爐體蓋的結構示意圖4為本發(fā)明加熱套箱內部加熱元件及測溫熱電偶的安裝示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
如圖1 4所示為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例， 一種旋轉熱處理爐，包括爐體l、加熱 裝置、支撐架3及驅動爐體1旋轉的驅動結構。
其中，爐體l呈一端密封，另一端開口的管狀，并在爐體l的開口處可拆卸地安裝 有爐體蓋ll，爐體蓋11和爐體1之間可采用螺栓9連接或法蘭形式連接，爐體l和爐體蓋 ll可在柔性氣密封裝置產(chǎn)生的類似彈簧彈力的力的作用下保持密封關系。所述的爐體 蓋11上至少有一個彈性密封的充氣口12，高壓充氣嘴擠壓時，充氣口12打開注入氮 氣、氬氣或氦氣中的一種或幾種混合氣體，用于易氧化合金的熱處理時氣氛保護。爐 體蓋11上設有一個氣壓計8，用于顯示爐體l內部氣壓。爐體l采用鑄鐵、不銹鋼或氧化 鋁材質，優(yōu)選采用不銹鋼。
所述的加熱裝置為一松動套設于爐體1外部的加熱套箱2，加熱套箱2呈大致的圓柱 狀，該加熱套箱2具有可供爐體1插入的腔室21，加熱套箱2固定在一支撐架3上，且使 加熱套箱3的軸線與水平面呈一定銳角。
所述爐體1末端插入所述的腔室21內，爐體l的旋轉軸線與水平面呈一銳角a，所 述的爐體1的開口端露出加熱套箱2并與所述的驅動結構相連；所述的爐體l外周面和加 熱套箱2上腔室21的內壁之間不接觸，彼此間留有氣隙，最小距離需滿足爐體l轉動時 不會發(fā)生觸碰。支撐架3的主要作用是將加熱套箱2和爐體1與水平面成一定角度(5 45 度)， 一般地，可通過更換支撐架3來調整角度的大小。
所述的驅動結構也設置在該支撐架3上。該驅動結構包括二個從動輪4及一個由電 機驅動旋轉的主動輪5，所述的從動輪4可轉動的設置與支撐架3上，所述的從動輪4支 撐于露出加熱套箱2外的爐體1外周面上，所述的主動輪5與露出加熱套箱2外的爐體1外 周面摩擦接觸以使主動輪5的旋轉能帶動爐體1旋轉。支撐架3的另一個作用，是固定從動輪4及附帶支撐結構，使得爐體蓋11及爐體1部分不處于加熱套箱2內的加熱區(qū)域內。
所述的主動輪5與爐體1的接觸面上刻蝕有增加摩擦力的花紋以形成所述的摩擦接 觸。所述的主動輪5外周面與爐體1的外周面之間設有鍵槽連接結構以形成所述的摩擦 接觸。前述結構可增加爐體1與主動輪5之間的摩擦力，以更好帶動爐體l旋轉。圍繞爐 體1可對稱地分布若干個從動輪4，以使爐體l旋轉更平穩(wěn)。旋轉電動機轉速可通過控制 裝置加以調節(jié)，并可設定旋轉時間。
所述的加熱套箱2內靠近爐體1位置處設有至少一個測溫熱電偶6，當爐體l長度大 于0.4米時，優(yōu)選設置一個以上的測溫熱電偶6時。為進一步準確控制加熱，同時也可 以按爐體l長度，均勻分段控制加熱源。加熱套箱2內的加熱元件7采用電阻絲電阻片、 硅碳棒或硅鉬棒中的一種或幾種組合，可達到的最高溫度為800度或以上。
實際上對于全套設備，該熱處理爐還包括加熱控制器、電動機及控制裝置、氣 源、冷卻水等輔助設備，其為常規(guī)設計，故在圖紙中沒有顯示。
本發(fā)明實施例的工作原理及過程如下
設備運行前檢査加熱套箱2狀態(tài)。通電后，確認加熱元件7和測溫熱電偶6處于正常 工作狀態(tài)，方可進行下一步。
往爐體l內加入物料。松開螺栓9，打開爐體蓋ll，裝入待熱處理的物料，注意物 料體積不超過爐體l體積的一半。檢查爐體蓋ll上彈性密封裝置是否正常，合上爐體蓋 11，擰緊螺栓9。當物料需要在惰性氣氛下處理時，通過高壓充氣管向充氣口12充入惰 性氣體，氣壓計8可顯示爐體1內壓力。爐體l可承受的最大壓力，依據(jù)材質和尺寸的不 同，參考壓力容器的設計規(guī)范確定。
將爐體1放入加熱套箱2，并將爐體1外端周面放于從動輪4上，調節(jié)支撐架3，使得 爐體1在加熱套箱2外部的長度適宜，可參考圖l示意。調節(jié)支撐架3將主動輪4放于爐體 l上方，并互相接觸。打開旋轉電機，驅動主動輪5旋轉，利用主動輪5和爐體1之間的 摩擦力，帶動爐體l旋轉。從動輪4主要起支撐作用，可圍繞爐體1在加熱套箱2的外 部，設置多個從動輪4，以便進一步提高轉動時的穩(wěn)定性。爐體l轉動速度和時間可人 工手動控制或者編程設定。
物料取出。首先降低加熱套箱2的溫度，待爐體l冷卻到室溫或者一定溫度后，停 止旋轉電機帶動的主動輪5，待爐體l的運動停止后，將主動輪5從爐體1上移開。隨后 將爐體1完全退出加熱套箱2。爐體l擱置于其他支撐物上，若此時氣壓計8顯示爐體1內 仍存在一定壓力，首先利用充氣口12放氣，直至爐體l內外氣壓平衡。然后擰松螺栓 9，打開爐體蓋ll，取出處理后的物料。以上完成一次熱處理的全部過程。
權利要求
1、一種旋轉熱處理爐，包括爐體(1)、加熱裝置及驅動爐體(1)旋轉的驅動結構，其特征在于所述爐體(1)的旋轉軸線與水平面呈一銳角(α)，所述的加熱裝置為一套設于爐體(1)外部的加熱套箱(2)，所述的爐體(1)的開口端露出加熱套箱(2)并與所述的驅動結構相連。
2、 根據(jù)權利要求l所述的旋轉熱處理爐，其特征在于所述的加熱套箱(2)固定在 一支撐架(3)上，且使加熱套箱(2)的軸線與水平面呈一定銳角，所述的驅動結構也設置 在該支撐架(3)上。
3、 根據(jù)權利要求2所述的旋轉熱處理爐，其特征在于所述的驅動結構包括至少 二個從動輪(4)及一個由電機驅動旋轉的主動輪(5)，所述的從動輪(4)可轉動的設置與支 撐架(3)上，所述的從動輪(4)支撐于露出加熱套箱(2)外的爐體(1)外周面上，所述的主動 輪(5)與露出加熱套箱(2)外的爐體(1)外周面摩擦接觸以使主動輪。的旋轉能帶動爐體 (l)旋轉。
4、 根據(jù)權利要求3所述的旋轉熱處理爐，其特征在于所述的主動輪(5)與爐體(1) 的接觸面上刻蝕有增加摩擦力的花紋以形成所述的摩擦接觸。
5、 根據(jù)權利要求3所述的旋轉熱處理爐，其特征在于所述的主動輪(5)外周面與 爐體(l)的外周面之間設有鍵槽連接結構以形成所述的摩擦接觸。
6、 根據(jù)權利要求l所述的旋轉熱處理爐，其特征在于所述的爐體(l)的旋轉軸線 與水平面呈5 45度夾角。
7、 根據(jù)權利要求1 6中任意權利要求所述的旋轉熱處理爐，其特征在于所述的 加熱套箱(2)內設有至少一個測溫熱電偶(6)。
8、 根據(jù)權利要求7所述的旋轉熱處理爐，其特征在于所述的加熱套箱內的加熱 元件(7)采用電阻絲電阻片、硅碳棒或硅鉬棒中的一種或幾種組合。
9、 根據(jù)權利要求1 6中任意權利要求所述的旋轉熱處理爐，其特征在于所述的 爐體(l)外端的開口處可拆卸地連接有一爐體蓋(l l)密封，該爐體蓋(l l)上穿設有一可密 封的高壓充氣口(12)，并在爐體蓋(11)上設有一氣壓計(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉熱處理爐，包括爐體(1)、加熱裝置及驅動爐體(1)旋轉的驅動結構，其特征在于所述爐體(1)的旋轉軸線與水平面呈一銳角(α)，所述的加熱裝置為一套設于爐體(1)外部的加熱套箱(2)，所述的爐體(1)的開口端露出加熱套箱(2)并與所述的驅動結構相連。該旋轉熱處理爐采用加熱套箱對爐體進行電控外部加熱，易于溫控的準確性，同時可保證爐體溫度均勻區(qū)大；還有爐體采用傾斜式旋轉有利于物料熱處理的均勻性，特別使用與合金粉末的熱處理。
文檔編號F27B7/00GK101676416SQ20081012125
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權日2008年9月19日
發(fā)明者張元宏, 東 李, 旻 林, 沈是茂, 胡元虎, 閆阿儒 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所;寧波金雞釹鐵硼強磁材料有限公司