CN115109896A - 位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置及处理方法，装置包括安装箱，安装箱的顶部通过支撑臂在竖直方向上间隔安装有两个磁场发生装置，其中一个磁场发生装置上连接有调节两个磁场发生装置之间间距的驱动装置；两个磁场发生装置之间推拉设置有深冷箱，深冷箱内设置有用于放置零部件的置物台，深冷箱与液氮罐可控连通；方法包括对零部件同时进行超深冷和磁场耦合处理，解决了现有技术对零部件改性效果不好的问题。

Description

位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置及处理方法

技术领域

本发明涉及零部件处理技术领域，特别是涉及一种位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置及处理方法。

背景技术

超深冷处理与磁场处理作为单独的工艺方法都能调控材料性能，常用在处理工业工具上，如数控机床刀具、pcb板钻针、焊接件等。深冷处理是在-130℃以下对材料进行处理的一种方法，而超深冷处理是指物料需要在-190℃至-230℃的环境下作处理。超深冷处理与磁场处理单独使用时都可有效提升材料的尺寸稳定性，改善力学性能，进而提高工具的整体质量和使用寿命，降低工具使用成本，其中，深冷处理时间长达数十小时甚至几十小时，磁处理虽然所需时间较短，但存在处理效果不稳定的问题。现有耦合技术中，主体为电磁耦合技术，但电磁耦合技术由于需要形成电流回路，零部件与电极需要直接接触，所以不同形状工件，需要设计不同的电极夹具，不仅增加成本，而且夹具与零部件的接触面在电流通过时，会因电阻过大出现过热，从而造成零部件的变形。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置及处理方法，能够在超深冷环境中，对零部件进行磁场处理，解决了现有技术对零部件改性效果不好的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供了一种位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其包括安装箱，安装箱的顶部通过支撑臂在竖直方向上间隔安装有两个磁场发生装置，其中一个磁场发生装置上连接有调节两个磁场发生装置之间间距的驱动装置；两个磁场发生装置之间推拉设置有深冷箱，深冷箱内设置有用于放置零部件的置物台，深冷箱与液氮罐可控连通。

液氮罐通过管道向深冷箱内输送液氮，进而实现深冷箱的温度达到-196℃的低温，磁场发生装置对放置在深冷箱内的零部件产生高频脉冲磁场，使零部件内部的原子、分子的排列、匹配、迁移等行为发生变化，改变零部件内部缺陷密度及分布甚至出现相变，这样影响涂层和基体的宏观以及微观应力水平，改变零部件的性能，脉冲磁场维持1～3min，在叠加能场下(深冷与磁)激活原子运动，改变了位错、层错、纳米栾晶、空位等缺陷的密度和分布；停滞1～3min用于给磁场和深冷环境对材料内部点、线、面缺陷改变后的状态进行稳固，这样可提高处理效果，磁场维持和停滞反复多次。

进一步地，作为磁场发生装置的一种具体设置方式，每个磁场发生装置均包括安装筒和设置在安装筒内的励磁线圈，励磁线圈通电后产生高频脉冲磁场。

进一步地，为了实现调节两个磁场发生装置之间的间距，可以调节高频脉冲磁场与零部件之间的间距，可调节零部件在磁场中的位向关系，调控磁场作用区域，实现定点强化，其中一个磁场发生装置位于深冷箱的底部且与安装箱的上端面固定连接，另一个磁场发生装置位于深冷箱的顶部且与驱动装置固定连接，驱动装置用于驱动磁场发生装置竖直往复直线运动，进而实现调节两个磁场发生装置产生的高频脉冲磁场与零部件之间的位置。

进一步地，为了解决励磁线圈工作工程中发热影响磁场大小的问题，安装筒上还设置有与液氮罐可控连通并对励磁线圈降温的线圈冷却机构。

进一步地，作为线圈冷却机构的一种具体设置方式，线圈冷却机构包括可拆卸连接于安装筒侧壁上的冷却筒，冷却筒的侧壁内设置有中空的夹层腔，冷却筒的内壁上设置有冷却槽和散热管，冷却槽供励磁线圈嵌入，散热管嵌入励磁线圈的间隙中且两端分别与冷却竖管连通，冷却竖管和夹层腔上分别设置有进液管和出液管与冷却箱连通，冷却箱与液氮罐连通。

冷却槽通过夹层腔内的冷却液能够对励磁线圈的外弧面冷却，散热管通过两侧冷却竖管中通入的冷却液能够对相邻励磁线圈相对面进行冷却，通过冷却槽和散热管双重冷却，能够提高对励磁线圈的降温效果。通过冷却箱储存冷却液，再通过液氮罐中的液氮对冷却液进行冷却，使得冷却液能够达到目标温度循环对励磁线圈进行冷却。

进一步地，作为驱动装置的一种具体设置方式，驱动装置包括旋转电机、丝杆和连接件；

旋转电机设置在安装箱内，旋转电机的输出端连接有丝杆，丝杆的两端均通过支撑座与支撑臂连接，丝杆位于支撑臂的背面；丝杆上螺纹连接有丝杠螺母；连接件呈“L”字形板状结构，连接件的竖直端通过连接块与丝杠螺母固定连接，安装筒与连接件的水平端固定连接；旋转电机带动丝杆旋转，进而带动丝杆上的丝杠螺母沿丝杆的长度方向上往复直线运动，而安装筒通过连接件与丝杠螺母固定连接，进而实现丝杠螺母通过连接件带动磁场发生装置在竖直方向上直线运动。

支撑臂的正面上对称设置有两根第一滑轨，两根第一滑轨11对称分布于丝杆的两侧，连接件的竖直端上设置有两块与两根滑轨滑动连接的第一滑块。连接件上的两个第一滑块通过与两根第一滑轨滑动连接，进而限制了连接件和丝杠螺母的旋转自由度，防止连接件和丝杆螺母在沿丝杆长度方向滑动过程中发生旋转。

进一步地，为了实现深冷箱可以在两个磁场发生装置之间以及两个磁场发生装置之外移动，即沿支撑板的宽度方向滑动，进而方便在两个磁场发生装置之外将零部件放入和拿出深冷箱以及在两个磁场发生装置之间进行磁场处理，安装箱的上端面对称间隔设置有两根第二滑轨，两根第二滑轨的顶部设置有支撑板，支撑板的下端面设置有与第二滑轨滑动连接的第二滑块；支撑板上可拆卸连接深冷箱，位于下方的磁场发生装置位于两根第二滑轨之间并与安装箱的上端面可拆卸连接。

进一步地，为了使深冷箱的顶部可以打开，深冷箱的顶部设置有可开合的盖板，盖板上设置有与液氮罐连通的导气孔。

进一步地，深冷箱内部设置有平板，平板的下端面通过自复位位向调整装置与深冷箱的内底面连接，自复位位向调整装置用于使平板在无外力的作用下保持水平状态，置物台与平板可拆卸连接。

进一步地，该位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置还包括角度调节装置，角度调节装置包括两根对称设置在深冷箱两侧的悬臂梁，每根悬臂梁均呈“Z”字形结构，每根悬臂梁的顶部均螺纹连接有一根螺杆，两根螺杆的底端均穿过盖板位于平板宽度方向的两侧，两根螺杆的底端可与平板上端面两侧接触。通过向下拧动螺杆，进而使螺杆的底端与平板的上端面接触，改变平板的倾斜角度，进而调节平板上的置物台以及置物台上夹持的零部件在磁场中的位向关系，起到调控磁场作用区域，实现零部件工艺上的定点强化。

进一步地，作为置物台的一种具体设置方式，置物台包括置物板，置物板的上端面间隙设置有两个安装台，其中一个是安装台上螺纹连接有一根夹持杆；夹持杆用于将零部件夹持固定在置物板上。

置物板下端面的两侧对称设置有多个固定块，每个固定块上均设置有一个安装孔，每个安装孔内均设置有一根推力弹簧，推力弹簧的尾端与安装孔底部固定连接，推力弹簧的顶端固定连接有一根推杆；

置物板下端面的两侧对称设置有两根夹持臂，每根夹持臂的正面上均设置有一个用于与平板宽度方向两侧壁配合的安装槽；多根推杆均与夹持臂的背面接触，推杆在推力弹簧的作用下，对两根夹持臂施加夹持力，使两根夹持臂的安装槽与平板夹紧配合；每根夹持臂的背面均设置有一个拉手。通过拉动两侧夹持臂上的拉手，将置物台从平板取下。

进一步地，作为自复位位向调整装置的一种具体设置方式，自复位位向调整装置包括两块竖直设置的安装板，每块安装板的底部均与深冷箱的内底面固定连接，每块安装板的顶部均转动设置有一根摇杆；

平板的下端面分别设置有两个安装块，两根摇杆通过螺纹紧固件分别与两个安装块连接，平板的转动带动摇杆绕连接点旋转；

每块安装板上还设置有曲柄，每根曲柄均呈“├”字形结构，曲柄的顶部与摇杆的一端接触，曲柄的底部开设在有条孔，条孔通过销柱与安装板配合，曲柄的侧部连接有复位弹簧，复位弹簧竖直设置，复位弹簧的底部与曲柄的侧部固定连接，复位弹簧的顶部与摇杆的中部固定连接。当平板倾斜时，平板带动曲柄和摇杆从而带动复位弹簧，当平板无外力下压时，复位弹簧恢复至初始位置，带动平板水平。

本方案还提供一种磁场深冷耦合处理方法，其包括：

S1，将热处理后零部件置于深冷箱内且处于磁场发生装置所产生磁场中心位置；

S2，通过液氮罐向深冷箱中通入液氮使深冷箱中的温度达到设计的深冷温度，然后打开磁场发生装置产生脉冲磁场对零部件进行稍深冷磁场耦合处理，脉冲磁场峰值强度为0.5～2t，总处理时间为3～25min。

本发明的有益效果为：本方案中的一种位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，能提供超深冷环境同时进行磁场处理的装置，通过将经过加热后的零部件转移至低温带磁场环境，改变磁场大小和波形加快超深冷处理过程，解决深冷处理时间长的痛点，通过深冷的补充，放大磁处理效果，并且可调节工具在磁场中的位向关系，调控磁场作用区域，实现定点强化。并且深冷处理极佳的冷却效果能够实现高频脉冲磁场对陶瓷、金属陶瓷、金属零件等的处理并有着更好的处理效果。

附图说明

图1为位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置正面的三维结构示意图。

图2为位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置背面的三维结构示意图。

图3为深冷箱的内部结构示意图。

图4为置物台与平板连接的放大结构示意图。

图5为自复位位向调整装置与平板下端面连接的放大结构示意图。

图6为位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置的正视图。

图7为线圈冷却机构的结构示意图。

图8为图7中A处的放大图。

图9为扇环形冷却板与安装筒装配时的结构示意图。

其中，1、安装箱；2、支撑臂；3、磁场发生装置；301、安装筒；302、励磁线圈；4、深冷箱；5、液氮罐；6、置物台；601、置物板；602、安装台；603、夹持杆；7、旋转电机；8、丝杆；9、连接件；91、竖直端；92、水平端；10、丝杠螺母；101、连接块；11、第一滑轨；12、第一滑块；13、第二滑轨；14、支撑板；15、第二滑块；16、盖板；17、导气孔；18、平板；19、悬臂梁；20、螺杆；21、固定块；22、推力弹簧；23、推杆；24、夹持臂；25、拉手；26、自复位位向调整装置；27、安装板；28、摇杆；29、安装块；30、曲柄；301、主杆；302、U形槽；303、条孔；31、复位弹簧；32、线圈冷却机构；321、扇环形冷却板；322、冷却槽；323、散热管；324、冷却竖管；325、冷却箱。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1～图9所示，本发明提供了一种位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其包括安装箱1，安装箱1的上端面设置有支撑臂2，支撑臂2上设置有驱动装置和两个磁场发生装置3，驱动装置用于调节两个磁场发生装置3之间的间隙。

作为磁场发生装置3的一种具体设置方式，每个磁场发生装置3均包括安装筒301和设置在安装筒301内的励磁线圈302，励磁线圈302通电后产生高频脉冲磁场，两个磁场发生装置3的励磁线圈302同轴设置。

如图1、图2和图6所示，为了实现调节两个磁场发生装置3之间的间距，可以调节高频脉冲磁场与零部件之间的间距，可调节零部件在磁场中的位向关系，调控磁场作用区域，实现定点强化，其中一个磁场发生装置3位于深冷箱4的下方且与安装箱1的上端面固定连接，另一个磁场发生装置3位于深冷箱4的上方且与驱动装置固定连接，驱动装置用于驱动上方的磁场发生装置3竖直往复直线运动，进而实现调节两个磁场发生装置3产生的高频脉冲磁场与零部件之间的位置。

优选但不局限地，作为驱动装置的一种具体设置方式，驱动装置包括旋转电机7、丝杆8和连接件9；旋转电机7设置在安装箱1内，旋转电机7的输出端传动连接有丝杆8，丝杆8的两端均通过支撑座与支撑臂2连接，支撑座通过螺纹紧固件可拆卸连接于支撑臂2上，支撑座内安装有轴承，轴承固定套接于丝杆8上。

丝杆8位于支撑臂2的背面；丝杆8上螺纹连接有丝杠螺母10。连接件9呈“L”字形板状结构，安装筒301与连接件9的水平端92固定连接，连接件9的竖直端91通过连接块101与丝杠螺母10固定连接，支撑臂2上加工有供连接块101穿过并能够沿竖直方向移动的矩形过孔；支撑臂2的正面设置有两根第一滑轨11，两根第一滑轨11对称分布于丝杆8的两侧，连接件9的竖直端91上设置有两块与两根滑轨滑动连接的第一滑块12，连接件9上的两个第一滑块12通过与两根第一滑轨11滑动连接，进而限制了连接件9和丝杠螺母10的旋转自由度，防止连接件9和丝杆8螺母在沿丝杆8长度方向滑动过程中发生旋转。

旋转电机7带动丝杆8旋转，在第一滑轨11与第一滑块12配合后的限位作用下，使得丝杠螺母10无法跟随丝杆8转动，进而带动丝杆8上的丝杠螺母10沿丝杆8的长度方向上往复直线运动，而安装筒301通过连接件9与丝杠螺母10固定连接，进而实现丝杠螺母10通过连接件9带动上方的磁场发生装置3在竖直方向上直线运动。

安装箱1的上端面还设置有深冷箱4和液氮罐5，深冷箱4位于两个磁场发生装置3之间，液氮罐5通过管道与深冷箱4连通；深冷箱4内设置有用于放置零部件的置物台6。

安装箱1的上端面对称间隔设置有两根第二滑轨13，两根第二滑轨13的顶部设置有支撑板14，支撑板14的下端面设置有与第二滑轨13滑动连接的第二滑块15；与安装箱1的上端面固定连接的磁场发生装置3(即位于深冷箱4下方的磁场发生装置3)位于两根第二滑轨13之间；深冷箱4的底部与支撑板14的上端面固定连接，实现了深冷箱4可以沿支撑板14的宽度方向滑动，进而方便将零部件放入和拿出深冷箱4，即在需要放入或拿出零部件的时候，可以将深冷箱从两个磁场发生装置3之间的位置拉出，零部件放好后再推到两个磁场发生装置3之间进行磁场处理。

深冷箱4的顶部设置有可开合的盖板16，盖板16上设置有与液氮罐5连通的导气孔17，使深冷箱4的顶部可以打开，方便将零部件从深冷箱4内放入或拿出。

深冷箱4的外壁面通过聚氨酯泡沫塑料绝热填充物包裹保温。

如图3和图4所示，作为置物台6的一种具体设置方式，置物台6包括置物板601，置物板601的上端面间隔设置有两个安装台602，其中一个是安装台602上螺纹连接有一根夹持杆603，夹持杆603朝向另一个安装台602的一端固定有夹持板；转动夹持杆603能够改变夹持板与另一个安装台602之间的相对距离，从而可以将不同大小的零部件夹持固定在置物板601上。

置物板601下端面的两侧对称设置有多个固定块21，每个固定块21上均设置有一个安装孔，每个安装孔内均设置有一根推力弹簧22，推力弹簧22的尾端与安装孔底部固定连接，推力弹簧22的顶端固定连接有一根推杆23；

置物板601下端面的两侧对称设置有两根夹持臂24，每根夹持臂24的正面上均设置有一个用于与供平板18宽度方向两侧壁嵌入的安装槽；多根推杆23均与夹持臂24远离平板18的背面接触，推杆23在推力弹簧22的作用下，对两根夹持臂24施加夹持力，使两根夹持臂24的安装槽与平板18夹紧配合；每根夹持臂24的背面均设置有一个拉手25，通过拉动两侧夹持臂24上的拉手25，将置物台6从平板18取下。

位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置还包括角度调节装置，角度调节装置包括两根对称设置在深冷箱4两侧的悬臂梁19，每根悬臂梁19均呈“Z”字形结构，每根悬臂梁19的顶部均螺纹连接有一根螺杆20，两根螺杆20的底端均穿过盖板16并位于平板18宽度方向的两侧，两根螺杆20的底端可与平板18上端面接触。通过向下拧动螺杆20，进而使螺杆20的底端与平板18的上端面抵接，螺杆20不同的下移长度，下压平板18的程度不同，进而能够改变平板18的倾斜角度，进而调节平板18上的置物台6以及置物台6上所夹持的零部件在磁场中的位向关系，起到调控磁场的作用区域，实现零部件工艺上的定点强化。

如图5所示，深冷箱4内部的平板18的下端面通过自复位位向调整装置26与深冷箱4的内底面连接，自复位位向调整装置26用于使平板18在无外力的作用下保持水平状态。本实施例中，在需要平板18保持水平状态时，只需要螺杆20向上移动直到不再与平板18接触即可，然后依靠自复位位向调整装置26自动将平板18恢复到水平状态。

作为自复位位向调整装置26的一种具体设置方式，自复位位向调整装置26包括竖直设置的安装板27，安装板27的底部均与深冷箱4的内底面通过螺纹紧固件固定连接，平板18的下端面固定有安装块29，安装块29与摇杆28分别固定于一根枢轴的两端，摇杆28的长度方向与平板18的长度方向平行，枢轴的中部转动连接于安装板27的顶部，使得平板18能够与摇杆28同步绕着枢轴转动。

如图5所示，安装板27上还设置有曲柄30，曲柄30包括主杆和垂直固定于主杆301中下部的分杆，主杆301和分杆呈“├”字形结构。主杆301的顶端设置有U形槽302，U形槽302与固定于摇杆28端部的销轴转动连接；主杆301的底部开设在有条孔303，条孔303与固定于安装板27上的销轴转动连接，分杆位于条孔303与U形槽302之间。分杆远离主杆301的一端转动连接于另一根固定于安装板27上的销轴上，该处的销轴与复位弹簧31的下端固定连接，复位弹簧31的上端与摇杆28的中部连接。

自复位位向调整装置26的工作原理为：如图5所示，当平板18右端向下倾斜时，摇杆28始终与平板18平行即右端也向下倾斜，复位弹簧31被拉伸，当外力失去后，复位弹簧31将摇杆28拉回到初始的水平状态；当平板18左端向下倾斜时，摇杆28的左端也向下倾斜，条孔303能够让主杆301向下移动，复位弹簧31被压缩，在外力失去后，被压缩的复位弹簧31同样能够推动摇杆28恢复到水平状态，主杆301顶端的U形槽302和底部的条孔303是实现该过程的关键结构。

通过销柱与安装板27配合，曲柄30的侧部连接有复位弹簧31，复位弹簧31竖直设置，复位弹簧31的底部与曲柄30的侧部固定连接，复位弹簧31的顶部与摇杆28的中部固定连接。当平板18倾斜时，平板18带动曲柄30和摇杆28从而带动复位弹簧31，当平板18无外力下压时，复位弹簧31恢复至初始位置，带动平板18水平。

考虑励磁线圈工作过程中的发热问题，励磁线圈温度升高会使磁场力减小，会导致磁场处理效果达不到理论效果。每个安装筒301上还设置有与液氮罐5可控连通并对励磁线圈302降温的线圈冷却机构32。可控连通是指在该连通的管道上连接有阀门，该阀门可以是电控或者手动，通过阀门的开闭来让对应管路的通断可控。

在本实施例中，如图7～图9所示，线圈冷却机构32具体包括可拆卸连接于安装筒301侧壁上的冷却筒，为了提高冷却筒拆卸的便捷性，沿圆周方向将冷却筒分割为两块扇环形冷却板321，两块扇环形冷却板321之间通过螺纹紧固件连接；两块扇环形冷却板321的两端固定有凸块与安装筒301上的凹槽插接实现快速定位安装，定位安装后通过螺纹紧固件连接固定。

每个扇环形冷却板321的侧壁内加工有中空的夹层腔，冷却液通入该夹层腔内，对扇环形冷却板321的内壁进行降温。扇环形冷却板321的内壁上设置有冷却槽322和散热管323，冷却槽322供励磁线圈302嵌入，冷却槽322为一体成型于扇环形冷却板321内壁上的弧形槽且该弧形槽延伸并贯穿两端的冷却竖管324。

散热管323的内壁嵌入励磁线圈302的间隙中且外壁嵌入扇环形冷却板321上的矩形槽中，散热管323的两端分别与位于扇环形冷却板321两端的冷却竖管324连通，冷却液从冷却竖管324的上端通入冷却竖管324内并下端返回。

冷却竖管324和夹层腔上分别设置有进液管和出液管与冷却箱325连通，冷却箱325与液氮罐5连通。冷却箱325内存放有冷却液，冷却液可以是水等介质，液氮罐5中的液氮通入冷却箱325中对冷却液进行降温。冷却箱325与冷却竖管324之间的管路上连接有循环泵，冷却箱325与扇环形冷却板321内的夹层腔之间的管路上同样连接有循环泵，通过循环泵提供冷却液动力，便于冷却液流入对应的冷却竖管324中或者夹层腔中，再从对应的冷却竖管324中或者夹层腔中流回冷却箱325中。

冷却槽322和散热管323与励磁线圈的分布相同，现有技术中励磁线圈302通常呈螺旋形缠绕，所以本实施例中，冷却槽322和散热管323均呈螺旋形。

本发明中位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置的基本原理为：液氮罐5通过管道向深冷箱4内输送液氮，进而实现深冷箱4的温度达到-196℃的低温，磁场发生装置3对放置在深冷箱4内的零部件产生高频脉冲磁场，使零部件内部的原子、分子的排列、匹配、迁移等行为发生变化，改变零部件内部缺陷密度及分布甚至出现相变，这样影响涂层和基体的宏观以及微观应力水平，改变零部件的性能，脉冲磁场维持1～3min，在叠加能场下(深冷与磁)激活原子运动，改变了位错、层错、纳米栾晶、空位等缺陷的密度和分布；停滞1～3min用于给磁场和深冷环境对材料内部点、线、面缺陷改变后的状态进行稳固，这样可提高处理效果，磁场维持和停滞反复多次。

一种磁场深冷耦合处理方法，其包括：

S1，将热处理后零部件置于深冷箱4内且处于磁场发生装置3所产生的磁场中心位置，本实施例中，待处理的零部件主要为陶瓷、金属陶瓷、金属零件等，比如数控刀具、pcb钻针、钛合金构件、医疗陶瓷、焊接成型零件等。

S2，通过液氮罐向深冷箱中通入液氮使深冷箱中的温度达到设计的深冷温度，然后打开磁场发生装置产生脉冲磁场对零部件进行超深冷磁场耦合处理，脉冲磁场峰值强度为0.5～2t，总处理时间为3～25min。

在本实施例中，结合上述位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置的磁场深冷耦合处理方法，具体为：

将深冷箱4从两个磁场发生装置3之间拉出来，使深冷箱4上方的空间空出，打开盖板16，将热处理后的零部件置于深冷箱4内的置物板601上，并转动夹持杆603对零部件进行夹紧；

根据零部件的形状，使用数值模拟方法分析出磁场在零部件上的分布情况，然后确定零部件的最佳磁场处理方向，转动两根螺杆20，下压平板18，使平板18产生倾斜角度让置物台6上所夹持的零部件的最佳磁场处理方向与两个磁场发生装置3产生的磁场中心位置的磁场方向相同，脉冲磁场峰值强度为0.5～2t，脉冲磁场与深冷环境持续维持3～10min后完成耦合处理工艺。在具体处理过程中，脉冲磁场可选择维持1～3min，在深冷与磁叠加能场下激活原子运动，改变了位错、层错、纳米栾晶、空位等缺陷的密度和分布；再停滞1～3min用于给磁场和深冷环境对材料内部点、线、面缺陷改变后的状态进行稳固，磁场维持和停滞反复重复多次。若将脉冲磁场频率调高，对涂覆涂层零部件的涂层性能提升显著。

综上所述，本方案中的一种位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置及处理方法，能提供超深冷环境同时进行磁场处理的装置，通过将经过加热后的陶瓷、金属陶瓷、金属零件等零部件转移至低温带磁场环境，改变磁场大小和波形加快超深冷处理过程，解决深冷处理时间长的痛点，通过深冷的补充，放大磁处理效果，并且可调节工具在磁场中的位向关系，调控磁场作用区域，实现定点强化。

Claims (10)

1.一种位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，包括安装箱，所述安装箱的顶部通过支撑臂在竖直方向上间隔安装有两个磁场发生装置，其中一个所述磁场发生装置上连接有调节两个所述磁场发生装置之间间距的驱动装置；两个所述磁场发生装置之间推拉设置有深冷箱，所述深冷箱内设置有用于放置零部件的置物台，所述深冷箱与液氮罐可控连通。

2.根据权利要求1所述的位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，每个所述磁场发生装置均包括安装筒和设置在所述安装筒内的励磁线圈，所述安装筒上还设置有与所述液氮罐可控连通并对所述励磁线圈降温的线圈冷却机构。

3.根据权利要求2所述的位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，所述线圈冷却机构包括可拆卸连接于所述安装筒侧壁上的冷却筒，所述冷却筒的侧壁内设置有中空的夹层腔，所述冷却筒的内壁上设置有冷却槽和散热管，所述冷却槽供所述励磁线圈嵌入，所述散热管嵌入所述励磁线圈的间隙中且两端分别与冷却竖管连通，所述冷却竖管和所述夹层腔上分别设置有进液管和出液管与冷却箱连通，所述冷却箱与所述液氮罐连通。

4.根据权利要求1所述的位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，驱动装置包括旋转电机、丝杆和连接件；

所述旋转电机设置在所述安装箱内，旋转电机的输出端连接有所述丝杆，所述丝杆的两端均通过支撑座与所述支撑臂连接，丝杆位于支撑臂的背面；

丝杆上螺纹连接有丝杠螺母；

所述连接件呈“L”字形板状结构，连接件的竖直端通过连接块与所述丝杠螺母固定连接，所述安装筒与连接件的水平端固定连接；

支撑臂的正面上对称设置有两根第一滑轨，两根第一滑轨11对称分布于丝杆的两侧，连接件的竖直端上设置有两块与两根所述滑轨滑动连接的第一滑块。

5.根据权利要求1所述的位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，所述安装箱的上端面对称间隔设置有两根第二滑轨，两根所述第二滑轨的顶部设置有支撑板，所述支撑板的下端面设置有与第二滑轨滑动连接的第二滑块；所述支撑板上可拆卸连接所述深冷箱，位于下方的磁场发生装置位于两根第二滑轨之间并与安装箱的上端面可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，所述深冷箱的顶部设置有可开合的盖板，所述盖板上设置有与所述液氮罐连通的导气孔。

7.根据权利要求6所述的位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，所述深冷箱内部设置有平板，所述平板的下端面通过自复位位向调整装置与深冷箱的内底面连接，自复位位向调整装置用于使平板在无外力的作用下保持水平状态，所述置物台与平板可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，还包括角度调节装置，角度调节装置包括两根对称设置在所述深冷箱两侧的悬臂梁，每根悬臂梁均呈“Z”字形结构，每根悬臂梁的顶部均螺纹连接有一根螺杆，两根所述螺杆的底端均穿过所述盖板位于所述平板宽度方向的两侧，两根螺杆的底端可与平板上端面两侧接触。

9.根据权利要求8所述的位向可调高频脉冲磁场深冷耦合处理装置，其特征在于，所述置物台包括置物板，所述置物板的上端面间隙设置有两个安装台，其中一个是安装台上螺纹连接有一根夹持杆；

置物板下端面的两侧对称设置有多个固定块，每个所述固定块上均设置有一个安装孔，每个安装孔内均设置有一根推力弹簧，所述推力弹簧的尾端与安装孔底部固定连接，推力弹簧的顶端固定连接有一根推杆；

置物板下端面的两侧对称设置有两根夹持臂，每根所述夹持臂的正面上均设置有一个用于与所述平板宽度方向两侧壁配合的安装槽；多根推杆均与夹持臂的背面接触，推杆在推力弹簧的作用下，对两根夹持臂施加夹持力，使两根夹持臂的安装槽与平板夹紧配合；每根夹持臂的背面均设置有一个拉手。

10.一种磁场深冷耦合处理方法，其特征在于，包括：

S1，将热处理后零部件置于深冷箱内且处于磁场发生装置所产生磁场中心位置；

S2，通过液氮罐向深冷箱中通入液氮使深冷箱中的温度达到设计的深冷温度，然后打开磁场发生装置产生脉冲磁场对零部件进行稍深冷磁场耦合处理，脉冲磁场峰值强度为0.5～2t，总处理时间为3～25min。

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