CN111895786A - 一种金属材料电阻加热装置 - Google Patents

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黄科
肖豪
张宏凯
凌云
王鑫
方学伟
卢秉恒
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Abstract

一种金属材料电阻加热装置，包括炉身外壁，炉身外壁的一端连接有炉尾墙，炉身外壁的另一端连接有炉身顶盖，炉身顶盖的外侧连接有炉头顶推装置；炉尾墙的内侧连接有炉尾导电块，炉尾导电块和多个待加热样品的一端相接，待加热样品的另一端和炉头导电块一侧相接，炉头导电块另一侧和多个炉头导电电极的一端连接，炉头导电电极的另一端和串接柱的一端连接，串接柱的另一端和串接石墨块一侧连接，串接石墨块另一侧连接有多个炉头顶推电极，炉头顶推电极穿过炉头电极外壁，炉头电极外壁的外侧设有炉头电极盖，炉头电极盖安装在炉身顶盖上；炉身外壁的内侧设有绝缘层，本发明实现快速精准控温，降低生产成本，提高生产效率。

Description

一种金属材料电阻加热装置
技术领域
本发明属于金属材料热处理技术领域，具体涉及一种金属材料电阻加热装置。
背景技术
热处理工艺是在机械、材料、航空等领域中都有着广泛的应用。目前市面上绝大多数加热炉都是通过辐射加热工件，只是随温度高低使用不同的产热材料。但辐射加热存在着升降温速率慢、炉腔内温度与试样温度无法完全一致、内部存在空气易氧化加热材料等等不足。
随着目前热处理工艺复杂程度及精度要求的进一步提高，绝大多数辐射加热设备已无法满足所需要求，只能做一些初步热处理工艺或通过多个辐射加热装置的协同配合以达到所需要求，但这大大增加了工艺成本及人力成本。
尽管现有的金属材料电阻加热装置在一定程度上弥补了上述辐射加热装置的不足，但目前市面上还未有成熟的电阻加热装置，相当一部分电阻加热都是在Gleeble热模拟系统上进行，高昂的价格、较高的工件几何尺寸限制都使其无法广泛用于一般热处理工艺。中国专利(申请号为200910022026.5，名称为一种用于超高温定向凝固的金属电阻加热装置)利用难熔金属钨制作加热腔体，在一定程度上解决了辐射炉加热速度慢的问题，但其实质仍是辐射加热，无法完全实现快速精准控温。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种金属材料电阻加热装置，实现快速精准控温，降低生产成本，提高生产效率。
为实现上诉目的，本发明采用了以下的设计方案：
一种金属材料电阻加热装置，包括炉身外壁3，炉身外壁3的一端连接有炉尾墙6，炉身外壁3的另一端连接有炉身顶盖2，炉身顶盖2的外侧连接有炉头顶推装置1；
所述的炉尾墙6的内侧连接有炉尾导电块7，炉尾导电块7和多个待加热样品5的一端相接，待加热样品5的另一端和炉头导电块8一侧相接，炉头导电块8另一侧和多个炉头导电电极9的一端连接，炉头导电电极9的另一端和串接柱10的一端连接，串接柱10的另一端和串接石墨块11一侧连接，串接石墨块11另一侧连接有多个炉头顶推电极14，炉头顶推电极14穿过炉头电极外壁13，炉头电极外壁13的外侧设有炉头电极盖12，炉头电极盖12安装在炉身顶盖2上；
所述的炉身外壁3的内侧设有绝缘层4。
所述的串接柱10、串接石墨块11、炉头导电块8、炉尾导电块7使用石墨材料；炉头电极盖12、炉头电极外壁13、炉尾墙6使用硅质酸性耐火砖；炉头导电电极9、炉头顶推电极14使用碳化硅；炉身外壁3、炉身顶盖2使用碳素钢；炉头顶推装置1使用橡胶材料。
所述的炉尾导电块7和夹紧机构连接，夹紧机构由夹持爪15、齿轮16和和夹持爪盘17构成，旋转齿轮16，带动夹持爪15抓紧或松开待加热样品5。
待加热样品5长为5-200mm，直径为5-100mm，使用炉尾导电块7和炉头导电块8对其进行夹持，保证炉尾导电块7、待加热样品5和炉头导电块8三者中心线在同一水平线上。
所述的炉头顶推电极14各使用了4组，并且互相呈轴对称或者中心对称分布可使通过待加热样品5任意一个截面的电流强度都尽量均匀。
所述的炉头顶推电极14插在炉头电极外壁13上的石墨套圈内，能够进行上下滑动。
所述的串接石墨块孔11的直径必须大于炉头顶推电极14和串接柱10mm，此为预留的安全距离。
本发明的有益效果是：
本发明在实现快速精准控温，精准度高，稳定性好的基础上，采用炉头顶推电极14对称分布，减小了电极的分压，提高了炉子的效率，同时使得通过样品横截面的电流更加均匀，提高了待加热样品5加热的均匀性。
在连接炉头导电电极9和待加热样品5间增加了串接石墨块11，避免待加热样品5因为接触不良产生裂纹。
本发明的炉身腔体可根据待加热样品5大小进行调整，同时在夹紧机构夹持爪15的配合下，待加热样品5尺寸的灵活性更高，热处理工艺适应性更强。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，(a)是主视图，(b)是(a)的A-A截面图。
图2是炉头电极结构示意图，(a)为侧面剖视图，(b)为左视图。
图3是炉头导电块结构示意图，(a)为剖视图，(b)为侧视图。
图4是炉尾导电块7和夹紧机构的示意图。
图5是本发明的工作示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。所述实施例是对本发明的解释，而不是对本发明的保护范围的限制。
如图1、图2、图3所示，一种金属材料电阻加热装置，包括炉身外壁3，炉身外壁3的一端连接有炉尾墙6，炉身外壁3的另一端连接有炉身顶盖2，炉身顶盖2的外侧连接有炉头顶推装置1；
所述的炉尾墙6的内侧连接有炉尾导电块7，炉尾导电块7和4个待加热样品5的一端相接，待加热样品5的另一端和炉头导电块8一侧相接，炉头导电块8另一侧和4个炉头导电电极9的一端连接，炉头导电电极9的另一端和串接柱10的一端连接，串接柱10的另一端和串接石墨块11一侧连接，串接石墨块11另一侧连接有4个炉头顶推电极14，炉头顶推电极14穿过炉头电极外壁13，炉头电极外壁13的外侧设有炉头电极盖12，炉头电极盖12安装在炉身顶盖2上；
所述的炉身外壁3的内侧设有绝缘层4。
所述的串接柱10、串接石墨块11、炉头导电块8、炉尾导电块7使用石墨材料；炉头电极盖12、炉头电极外壁13、炉尾墙6使用硅质酸性耐火砖；炉头导电电极9、炉头顶推电极14使用碳化硅；炉身外壁3、炉身顶盖2使用碳素钢；炉头顶推装置1使用橡胶材料。
参照图3，所述的炉头导电块8的制造主要经过打孔和铣削等加工手段，Ⅰ面为四个直径和深度均为4mm且对称分布的孔，它们与炉头导电电极9相连接；Ⅱ面是直径为30mm、深度为8mm的孔，这个孔与待加热样品5相连接。炉头导电块8能让待加热样品5端面和炉头导电电极9更紧密地接触，从而使待加热样品5的整个横截面都受热均匀。
参照图4，所述的炉尾导电电极7和夹紧机构连接，夹紧机构由夹持爪15、齿轮16和夹持爪盘17构成，旋转齿轮16，带动夹持爪15抓紧或松开待加热样品5。
待加热样品5长为5-200mm，直径为5-100mm，使用炉尾导电块7和炉头导电块8对其进行夹持，保证炉尾导电块7、待加热样品5和炉头导电块8三者中心线在同一水平线上。
所述的炉头顶推电极14各使用了4组，并且互相呈轴对称或者中心对称分布可使通过待加热样品5任意一个截面的电流强度都尽量均匀，从而提高待加热样品5在电加热时各部分受热的均匀度。
所述的炉头顶推电极14插在炉头电极外壁13上的石墨套圈内，能够进行上下滑动，石墨套圈和炉头顶推电极14应配合良好，以便于带动炉头导电电极9移动。
所述的串接石墨块孔11的直径必须大于炉头顶推电极14和串接柱10mm，此为预留的安全距离，这是因为一方面炉头顶推电极14和串接柱10需要承受来自炉头顶推装置1的压力，另一方面强电流通过产生的高温会让炉头顶推电极14和串接柱10略微膨胀，若不留出预留空间，巨大的压力挤压可能会让串接石墨块孔11变形甚至出现断裂，引发危险。
参照图5，本发明的工作原理为：加热装置使用炉尾导电块7和炉头导电块8对待加热样品5进行夹持，再对炉头顶推装置1施加一定压力，使待加热样品5端面和炉头导电块8之间的间隙尽可能的小，同时要保证炉头顶推装置1、待加热样品5和炉头导电块8三者中心线在同一水平线上；将炉头顶推电极14与正极连接，炉尾导电块7与负极连接后，电阻炉即接入电路；电路由变压器与整流器输出交流电流，由热电偶测量炉内温度。
炉尾导电块7、待加热样品5、炉头导电块8、炉头导电电极9、串接柱10、串接石墨块11构成一个导电回路；热处理时，在待加热样品5表面焊接上一组热电偶丝，用于检测及调控加热温度及加热速率，温度检测和调节模块由热电偶和PID构成，电炉的工作温度范围为RT+50～1400℃；本发明可快速精确调控加热温度，最高温度可达1400℃，可实现待加热样品5的均匀加热、快速变温及热处理复杂工艺。

Claims (7)

1.一种金属材料电阻加热装置，包括炉身外壁(3)，其特征在于：炉身外壁(3)的一端连接有炉尾墙(6)，炉身外壁(3)的另一端连接有炉身顶盖(2)，炉身顶盖(2)的外侧连接有炉头顶推装置(1)；
所述的炉尾墙(6)的内侧连接有炉尾导电块(7)，炉尾导电块(7)和多个待加热样品(5)的一端相接，待加热样品(5)的另一端和炉头导电块(8)一侧相接，炉头导电块(8)另一侧和多个炉头导电电极(9)的一端连接，炉头导电电极(9)的另一端和串接柱(10)的一端连接，串接柱(10)的另一端和串接石墨块(11)一侧连接，串接石墨块(11)另一侧连接有多个炉头顶推电极(14)，炉头顶推电极(14)穿过炉头电极外壁(13)，炉头电极外壁(13)的外侧设有炉头电极盖(12)，炉头电极盖(12)安装在炉身顶盖(2)上；
所述的炉身外壁(3)的内侧设有绝缘层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种金属材料电阻加热装置，其特征在于：所述的串接柱(10)、串接石墨块(11)、炉头导电块(8)、炉尾导电块(7)使用石墨材料；炉头电极盖(12)、炉头电极外壁(13)、炉尾墙(6)使用硅质酸性耐火砖；炉头导电电极(9)、炉头顶推电极(14)使用碳化硅；炉身外壁(3)、炉身顶盖(2)使用碳素钢；炉头顶推装置(1)使用橡胶材料。
3.根据权利要求1所述的一种金属材料电阻加热装置，其特征在于：所述的炉尾导电块(7)和夹紧机构连接，夹紧机构由夹持爪(15)、齿轮(16)和夹持爪盘(17)构成，旋转齿轮(16)，带动夹持爪(15)抓紧或松开待加热样品(5)。
4.根据权利要求1所述的一种金属材料电阻加热装置，其特征在于：待加热样品(5)长为5-200mm，直径为5-100mm，使用炉尾导电块(7)和炉头导电块(8)对其进行夹持，保证炉尾导电块(7)、待加热样品(5)和炉头导电块(8)三者中心线在同一水平线上。
5.根据权利要求1所述的一种金属材料电阻加热装置，其特征在于：所述的炉头顶推电极(14)各使用了4组，并且互相呈轴对称或者中心对称分布可使通过待加热样品(5)任意一个截面的电流强度都尽量均匀。
6.根据权利要求1所述的一种金属材料电阻加热装置，其特征在于：所述的炉头顶推电极(14)插在炉头电极外壁(13)上的石墨套圈内，能够进行上下滑动。
7.根据权利要求1所述的一种金属材料电阻加热装置，其特征在于：所述的串接石墨块孔(11)的直径必须大于炉头顶推电极(14)和串接柱10mm，此为预留的安全距离。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113701502A (zh) * 2021-09-03 2021-11-26 厦门升泓机械设备有限公司 一种基于高温难熔金属碳化物制取的感应炉

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2552904Y (zh) * 2002-06-25 2003-05-28 蔡苏卫 串接式石墨化炉
CN1261262C (zh) * 1999-03-31 2006-06-28 Sps新特科株式会社 自动电烧结的方法与系统
CN101417797A (zh) * 2007-10-25 2009-04-29 贵阳铝镁设计研究院 单桥串接石墨化炉
JP2010265512A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Kayaba Ind Co Ltd 直接通電式焼入装置及び直接通電式焼入方法
CN103781207A (zh) * 2012-10-22 2014-05-07 光达光电设备科技（嘉兴）有限公司 连接柱夹紧装置及两板定位连接结构
CN104445180A (zh) * 2014-12-30 2015-03-25 贵阳铝镁设计研究院有限公司 一种连续生产高温电煅炉
CN105219926A (zh) * 2015-10-15 2016-01-06 清华大学天津高端装备研究院 提高轴承使用寿命的处理方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1261262C (zh) * 1999-03-31 2006-06-28 Sps新特科株式会社 自动电烧结的方法与系统
CN2552904Y (zh) * 2002-06-25 2003-05-28 蔡苏卫 串接式石墨化炉
CN101417797A (zh) * 2007-10-25 2009-04-29 贵阳铝镁设计研究院 单桥串接石墨化炉
JP2010265512A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Kayaba Ind Co Ltd 直接通電式焼入装置及び直接通電式焼入方法
CN103781207A (zh) * 2012-10-22 2014-05-07 光达光电设备科技（嘉兴）有限公司 连接柱夹紧装置及两板定位连接结构
CN104445180A (zh) * 2014-12-30 2015-03-25 贵阳铝镁设计研究院有限公司 一种连续生产高温电煅炉
CN105219926A (zh) * 2015-10-15 2016-01-06 清华大学天津高端装备研究院 提高轴承使用寿命的处理方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113701502A (zh) * 2021-09-03 2021-11-26 厦门升泓机械设备有限公司 一种基于高温难熔金属碳化物制取的感应炉
CN113701502B (zh) * 2021-09-03 2024-02-27 厦门升泓机械设备有限公司 一种基于高温难熔金属碳化物制取的感应炉

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