一種可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，加熱容器內(nèi)設(shè)置有加熱裝置和保溫裝置，所述保溫裝置包裹在加熱裝置外；處理容器用于放置試驗(yàn)用金屬并固定在加熱容器內(nèi)，加熱容器放置在磁場發(fā)生裝置發(fā)生的磁場內(nèi)；加熱裝置還連接溫度控制裝置，溫度控制裝置用于對加熱溫度進(jìn)行控制；主支架上設(shè)置有橫向傳送機(jī)構(gòu)，所述橫向傳送機(jī)構(gòu)上設(shè)置有縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)金屬熔體在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式，實(shí)用性強(qiáng)，可用來進(jìn)行擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)、粘度測量、制備金屬以及金屬熱處理等；且使用方便，僅通過拆裝橫向傳送機(jī)構(gòu)和縱向傳送機(jī)構(gòu)間的固定裝置就可以改變設(shè)備的運(yùn)動方式，整個拆裝過程簡單、安全；且外形小巧，便于搬運(yùn)，成本低。
【專利說明】
一種可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及在磁場下實(shí)現(xiàn)金屬的熱處理、擴(kuò)散、粘度(凝固)測量的設(shè)備，具體涉及一種可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在擴(kuò)散過程中對液態(tài)金屬施加一定的穩(wěn)恒磁場能有效消除對流對擴(kuò)散的影響，可近似看成微重力場而獲得較精確的擴(kuò)散系數(shù)值，而在磁場中切割磁力線運(yùn)動則減弱了對流對擴(kuò)散的影響。在制備金屬的過程中，在磁場中運(yùn)動可以看作是一個攪拌的過程，從而減小偏析的影響使成分均勻。在金屬粘度測試過程中，通過在不同溫度時粘度的變化，可以在一定的程度上了解熔融態(tài)時金屬的液固轉(zhuǎn)變。因此，在液態(tài)金屬擴(kuò)散、制備、粘度測試中引入穩(wěn)恒磁場和切割磁力線的運(yùn)動具有重大的研究價值。
[0003]目前測量金屬材料在熔融狀態(tài)或者液固狀態(tài)時擴(kuò)散以及液態(tài)粘度(金屬定向凝固)的設(shè)備較多，但是由于在靜磁場下金屬的切割磁力線的運(yùn)動方式會在很大的程度上影響金屬的物理性能，進(jìn)而改變金屬材料凝固微觀結(jié)構(gòu)及成分均勾性，這就使得能夠在磁場中實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動方式的測量設(shè)備變得迫切需要。液態(tài)金屬在靜磁場中切割磁力線運(yùn)動會產(chǎn)生一系列的磁效應(yīng)，如霍爾效應(yīng)，感應(yīng)電流等，擴(kuò)大磁場對金屬恪體性質(zhì)及凝固的影響。在磁場中勻速轉(zhuǎn)動可以改變高溫金屬的粘度從而改變金屬的潤濕性;垂直于磁力線方向上做勻速水平往復(fù)運(yùn)動，可以在擴(kuò)散過程中有效消除對流對擴(kuò)散的影響;兩種運(yùn)動可以在一定程度上阻止金屬的偏析，使金屬的成分變得更均勻，改善金屬的性能。金屬合金元素的密度、電導(dǎo)率不同，其對應(yīng)的磁場下受力情況也發(fā)生改變，因此設(shè)計(jì)一種可以實(shí)現(xiàn)多位一體運(yùn)動的磁處理設(shè)備是實(shí)現(xiàn)增大磁場對金屬物理性質(zhì)及凝固組織影響的關(guān)鍵。
[0004]目前測量磁場下實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動的設(shè)備鮮有人做，這與磁場狹小空間，以及如何設(shè)計(jì)運(yùn)動構(gòu)件有關(guān)。本發(fā)明就涉及一種磁場下實(shí)現(xiàn)金屬多種運(yùn)動方式，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)金屬的三種運(yùn)動:勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、水平往復(fù)勻速運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和往復(fù)運(yùn)動的復(fù)合運(yùn)動，從而達(dá)到金屬制備、改性等目的。同時而且整個設(shè)備構(gòu)造簡單，可拆卸性強(qiáng)，便于操作，具有實(shí)驗(yàn)安全性尚等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0007]—種可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，包括主支架、橫向傳送機(jī)構(gòu)、縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、處理容器、加熱容器和磁場發(fā)生裝置；
[0008]所述加熱容器內(nèi)設(shè)置有加熱裝置和保溫裝置，所述保溫裝置包裹在加熱裝置外；
[0009]將實(shí)驗(yàn)用金屬放置在玻璃坩禍內(nèi)，再對玻璃坩禍進(jìn)行抽真空處理后放入處理容器內(nèi)，所述處理容器固定在加熱容器內(nèi)，也可不對玻璃坩禍進(jìn)行抽真空處理，在加密封蓋后，再對加熱容器5進(jìn)行抽真空，再充入保護(hù)氣體；
[0010]所述加熱容器放置在磁場發(fā)生裝置發(fā)生的磁場內(nèi)；
[0011]所述加熱裝置還連接溫度控制裝置，所述溫度控制裝置用于檢測處理容器內(nèi)的溫度并對加熱溫度進(jìn)行控制；
[0012]所述主支架上設(shè)置有橫向傳送機(jī)構(gòu)，所述橫向傳送機(jī)構(gòu)上設(shè)置有縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)下端和加熱容器固定，所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可帶動加熱容器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；
[0013]所述橫向傳送機(jī)構(gòu)(2)和縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)固定連接;所述橫向傳送機(jī)構(gòu)可帶動縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平方向的往復(fù)運(yùn)動，所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可帶動加熱容器在磁場發(fā)生裝置發(fā)生的磁場內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0015]進(jìn)一步的，所述橫向傳送機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)和絲杠，所述第一電機(jī)固定在主支架上并和絲杠的一端連接，用于控制絲杠的運(yùn)動，絲杠帶動縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平方向的往復(fù)運(yùn)動。
[0016]進(jìn)一步的，所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)和圓桿，所述第二電機(jī)固定在絲杠上，所述第二電機(jī)用于控制圓桿繞中心軸旋轉(zhuǎn)，且圓桿下端和加熱容器固定。
[0017]進(jìn)一步的，還包括設(shè)置在磁場發(fā)生裝置內(nèi)的水循環(huán)降溫裝置，所述水循環(huán)降溫裝置設(shè)置在加熱容器下，用于對加熱容器進(jìn)行降溫。
[0018]進(jìn)一步的，所述水循環(huán)降溫裝置上還設(shè)置有水溫報(bào)警裝置。
[0019]進(jìn)一步的，所述加熱裝置為電阻絲、硅鉬棒或硅碳棒。
[0020]進(jìn)一步的，所述第一電機(jī)還連接第一電機(jī)調(diào)速器，所述第一電機(jī)調(diào)速器用于對第一電機(jī)進(jìn)行控制和調(diào)速。
[0021]進(jìn)一步的，所述第二電機(jī)連接第二電機(jī)調(diào)速器，所述第二電機(jī)調(diào)速器用于對第二電機(jī)進(jìn)行控制和調(diào)速。
[0022]進(jìn)一步的，所述加熱容器為密閉式容器，所述加熱容器上設(shè)置有密閉蓋，所述密閉蓋中心位置設(shè)置有可和圓桿配合的螺孔，所述圓桿下端設(shè)置有可和螺孔配合的螺紋。
[0023]所述溫度控制裝置可使用溫控儀和熱電偶，熱電偶設(shè)置在處理容器內(nèi)，熱電偶電源線穿過密閉蓋，熱電偶線孔和抽真空的進(jìn)氣孔和出氣孔都用硅膠密封。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)金屬熔體在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式，實(shí)用性強(qiáng)，可用來進(jìn)行擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)、粘度測量、制備金屬以及金屬熱處理等;2、本發(fā)明使用方便，僅通過拆裝橫向傳送機(jī)構(gòu)和縱向傳送機(jī)構(gòu)間的固定裝置就可以改變設(shè)備的運(yùn)動方式，整個拆裝過程簡單、安全。3、本發(fā)明外形小巧，便于搬運(yùn)，成本低。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明立體不意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明加熱容器截面圖。
[0027]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0028]1、主支架;2、橫向傳送機(jī)構(gòu);3、縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);4、處理容器;5、加熱容器;6、磁場發(fā)生裝置;21、第一電機(jī);22、絲杠;31、第二電機(jī);32、圓桿;7、水循環(huán)降溫裝置;51、加熱裝置；
52、保溫裝置;53、密閉蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0030]如圖1所示，將實(shí)驗(yàn)用金屬放置在玻璃坩禍內(nèi)，再對玻璃坩禍進(jìn)行抽真空處理后放入處理容器4內(nèi)，所述處理容器4固定在加熱容器5內(nèi)，也可不對玻璃坩禍進(jìn)行抽真空處理，在加密封蓋53后，再對加熱容器5進(jìn)行抽真空，再充入保護(hù)氣體，本實(shí)施例使用奧氏體不銹鋼制作處理容器4，加熱容器5內(nèi)還設(shè)置有保溫裝置52，本實(shí)施例使用耐火棉作為保溫裝置；[0031 ]所述加熱容器5放置在磁場發(fā)生裝置發(fā)生的磁場內(nèi)；
[0032]并將加熱容器5蓋上帶有螺紋孔的密封蓋53，通過密封蓋53上的螺紋孔將密封蓋53與圓桿32固定，使加熱容器5密封，如圖2所示為安裝好的本發(fā)明加熱容器截面圖。
[0033]所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3包括第二電機(jī)31和圓桿32，所述第二電機(jī)31固定在絲杠22上，所述第二電機(jī)31用于控制圓桿32繞中心軸旋轉(zhuǎn)，且圓桿32下端和加熱容器5固定。
[0034]實(shí)驗(yàn)時最高溫度低于900 °C時，使用電阻絲作為加熱裝置51，最高溫度高于900 °C時，使用硅鉬棒或硅碳棒作為加熱裝置51。
[0035]啟動加熱裝置51，并利用溫度控制裝置進(jìn)行控溫，本實(shí)施例使用控溫儀、熱電偶、調(diào)壓器作為溫度控制裝置，熱電偶放置在處理容器4內(nèi)并連接控溫儀，通過控溫儀對加熱溫度進(jìn)行控制，打開水循環(huán)降溫裝置7，升溫加熱至一定溫度后進(jìn)行保溫，本實(shí)施例的水循環(huán)降溫裝置7所使用的是定制的與磁場切合的小水箱，利用其本身的U型結(jié)構(gòu)直接安裝在磁場的內(nèi)部。水循環(huán)裝置上的水溫報(bào)警裝置包括熱電偶和報(bào)警器，在水溫超過預(yù)設(shè)溫度時進(jìn)行報(bào)警。
[0036]磁場發(fā)生裝置6可使用永恒磁場或磁場可調(diào)的可變磁場，若使用可變磁場，需預(yù)先設(shè)定磁場強(qiáng)度，再開始進(jìn)行樣品在磁場內(nèi)的運(yùn)動試驗(yàn)；
[0037]在保溫期間，如圖1所示，利用橫向傳送機(jī)構(gòu)2和縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3間的配合，以及步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)調(diào)速器實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)需要的在磁場中的運(yùn)動方式。
[0038]運(yùn)動方式的實(shí)現(xiàn)包括以下幾種方式:
[0039]a)啟動第一電機(jī)21和第一電機(jī)調(diào)速器，設(shè)置運(yùn)動軌跡和運(yùn)動速度，絲杠22帶動第二電機(jī)31和圓桿32，圓桿32帶動加熱容器5，實(shí)現(xiàn)加熱容器5內(nèi)的金屬樣品在磁場內(nèi)進(jìn)行水平往復(fù)運(yùn)動；
[0040]b)啟動第二電機(jī)31和第二電機(jī)調(diào)速器，設(shè)置運(yùn)動速度，圓桿32帶動加熱容器5，實(shí)現(xiàn)加熱容器5內(nèi)的金屬樣品在磁場內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；
[0041]c)同時啟動第一電機(jī)21和第一電機(jī)調(diào)速器、第二電機(jī)31和第二電機(jī)調(diào)速器，并設(shè)置第一電機(jī)21的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動速度，絲杠22帶動圓桿32，圓桿32帶動加熱容器5，同時圓桿32進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)加熱容器5內(nèi)的金屬樣品在磁場內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和水平運(yùn)動的復(fù)合運(yùn)動。
[0042]試驗(yàn)結(jié)束后，利用溫度控制裝置將處理容器內(nèi)的溫度降至室溫，關(guān)閉水循環(huán)降溫裝置，拿出樣品，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求處理樣品。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，包括主支架(I)、橫向傳送機(jī)構(gòu)(2)、縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)、處理容器(4)、加熱容器(5)和磁場發(fā)生裝置(6); 所述加熱容器(5)內(nèi)設(shè)置有加熱裝置(51)和保溫裝置(52)，所述保溫裝置(52)包裹在加熱裝置(51)外； 所述處理容器(4)并固定在加熱容器(5)內(nèi)，所述加熱容器(5)放置在磁場發(fā)生裝置(6)發(fā)生的磁場內(nèi)； 所述加熱裝置(51)還連接溫度控制裝置，所述溫度控制裝置用于檢測處理容器(4)內(nèi)的溫度并對加熱溫度進(jìn)行控制； 所述主支架(I)上設(shè)置有橫向傳送機(jī)構(gòu)(2)，所述橫向傳送機(jī)構(gòu)(2)上設(shè)置有縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)，所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)下端和加熱容器(5)固定，所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)可帶動加熱容器(5)在磁場發(fā)生裝置(6)發(fā)生的磁場內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)； 所述橫向傳送機(jī)構(gòu)(2)和縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)固定連接;所述橫向傳送機(jī)構(gòu)(2)可帶動縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)進(jìn)行水平方向的往復(fù)運(yùn)動，所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)可帶動加熱容器(5)在磁場發(fā)生裝置(6)發(fā)生的磁場內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，所述橫向傳送機(jī)構(gòu)(2)包括第一電機(jī)(21)和絲杠(22)，所述第一電機(jī)(21)和主支架(I)固定，且和絲杠(22)的一端連接，用于控制絲杠(22)的啟停，絲杠(22)可帶動縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)進(jìn)行水平方向的往復(fù)運(yùn)動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，所述縱向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)包括第二電機(jī)(31)和圓桿(32)，所述第二電機(jī)(31)固定在絲杠(22)上，所述第二電機(jī)(31)用于控制圓桿(32)繞中心軸旋轉(zhuǎn)，且圓桿(32)下端和加熱容器(5)固定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在磁場發(fā)生裝置內(nèi)的水循環(huán)降溫裝置(7)，所述水循環(huán)降溫裝置(7)設(shè)置在加熱容器(5)下，用于對加熱容器(5)進(jìn)行降溫。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，所述水循環(huán)降溫裝置(7)上還設(shè)置有水溫報(bào)警裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，所述加熱裝置(51)為電阻絲、硅鉬棒或硅碳棒。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，所述第一電機(jī)(21)還連接第一電機(jī)調(diào)速器，所述第一電機(jī)調(diào)速器用于對第一電機(jī)(21)進(jìn)行控制和調(diào)速。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，所述第二電機(jī)(31)連接第二電機(jī)調(diào)速器，所述第二電機(jī)調(diào)速器用于對第二電機(jī)(31)進(jìn)行控制和調(diào)速。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，所述加熱容器(5)為密閉式容器，所述加熱容器(5)上設(shè)置有密閉蓋(53)，所述密閉蓋(53)中心位置設(shè)置有可和圓桿(32)配合的螺孔，所述圓桿下端設(shè)置有可和螺孔配合的螺紋。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)金屬在磁場內(nèi)的多種運(yùn)動方式的處理裝置，其特征在于，所述處理容器(4)使用奧氏體不銹鋼材料或剛玉材料制作。
【文檔編號】G01N13/00GK105823709SQ201610351187
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】武玉琴, 徐星, 李雪蓮, 李金
【申請人】武漢紡織大學(xué)