CN118308573A - 一种集成式金属热处理干式恒温装置及其热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式金属热处理干式恒温装置及其热处理方法，涉及金属热处理技术领域，包括热处理器本体；热处理器本体具有淬火池和至少两个加热池；各加热池及淬火池之间均通过热隔绝保温层进行热隔绝和保温；各加热池内均设有加热装置和导热块，加热装置用于对导热块进行加热，且导热块上开设有多个用于样品放置的放置槽；淬火池用于将加热后的样品进行淬火。能够对多个样品单次进行不同加热温度和时间的热处理，提高实验效率；对同一温度不同时间热处理的样品取放样温度拨动小，提高实验温度准确性；可同时实现加热和淬火功能；构造简单，操作方便。

Description

一种集成式金属热处理干式恒温装置及其热处理方法

技术领域

本发明涉及金属热处理技术领域，特别是涉及一种集成式金属热处理干式恒温装置及其热处理方法。

背景技术

材料的热处理是指将样品放置于一定温度的炉膛内加热，并根据需要保温一定时间，然后采用一定速度冷却，以获得预期组织和性能的一种工艺，是改善材料性能、发挥材料潜力的重要手段。热处理工艺的调控是对材料进行不同温度和时间参数的探索，有获得性能优异的材料。

现有热处理炉有油浴炉(如专利CN216039686U-一种油浴热处理设备)、管式炉(如专利CN219174561U-一种用于热处理的高温管式炉)、马弗炉(如专利CN219117505U-一种用于铸铁热处理的防烫伤马弗炉)、电磁感应加热炉(如专利CN218755876U-一种用于金属热处理的高频感应加热机)和金属干式恒温器(如专利CN216799895U-一种干式恒温金属浴装置)等几种类型，属于材料热处理设备。这些热处理炉一次实验只能进行某个特定温度下不同加热时间的实验，且需要额外的冷却装置，严重影响实验效率；此外，不同加热时间的样品取样时炉膛内温度波动较大，容易对炉膛内其它加热样品的温度产生影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成式金属热处理干式恒温装置及其热处理方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够对多个样品单次进行不同加热温度和时间的热处理，提高实验效率；对同一温度不同时间热处理的样品取放样温度拨动小，提高实验温度准确性；可同时实现加热和淬火功能；构造简单，操作方便。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种集成式金属热处理干式恒温装置，包括热处理器本体；所述热处理器本体具有淬火池和至少两个加热池；各所述加热池及所述淬火池之间均通过热隔绝保温层进行热隔绝和保温；各所述加热池内均设有加热装置和导热块，所述加热装置用于对所述导热块进行加热，且所述导热块上开设有多个用于样品放置的放置槽；所述淬火池用于将加热后的样品进行淬火。

优选的，所述淬火池的数量设置为至少两个，其中一个所述淬火池内设有制冷装置，所述制冷装置用于提供低温环境。

优选的，各所述加热池及所述淬火池均设置有温度显示装置；所述温度显示装置包括温度显示器和热电偶，所述温度显示器固设在所述热处理器本体外侧壁上；所述热电偶对应设置在所述加热池或所述淬火池内，所述热电偶与所述温度显示器通信连接。

优选的，还包括保温板，所述保温板用于盖合在所述淬火池及各所述加热池的上方开口处；且所述保温板上对应所述加热池内各所述放置槽的位置以及所述淬火池的位置均开设有对应形状的连通孔。

优选的，各所述放置槽内分别放置有一个样品托；所述样品托包括底部承载器和提拉杆，所述底部承载器与所述提拉杆的下端固定连接；所述底部承载器用于放置在所述放置槽内，且所述底部承载器用于承载放置的样品；所述提拉杆的上端延伸出所述加热池。

优选的，所述热处理器本体上设置有温控系统，所述温控系统包括温度调节器，所述温度调节器与各所述加热装置、所述制冷装置及各所述温度显示装置均通信连接，所述温度调节器能够根据所述温度显示装置测得的温度数据控制各所述加热装置的加热温度和所述制冷装置的制冷温度。

本发明还提供一种基于以上任一项所述的集成式金属热处理干式恒温装置的热处理方法，包括以下步骤：

S1，选择使用的加热池和淬火池；

S2，将需要热处理的样品先置于选定的加热池放置槽中进行加热，达到设定的加热时间后将样品取出；

S3，若需要进行淬火处理，可将样品取出后置于选定的淬火池中进行淬火处理。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的集成式金属热处理干式恒温装置，通过采用设置多个加热池用于满足不同样品的不同加热温度需求；且采用导热块上设置多个放置槽，其对于不同样品加热温度相同，加热时间不同的情况，可以在满足加热时间后将样品取出，由于各放置槽之间相互隔绝，能够降低先达到加热时间的样品取出过程中对位于其他放置槽内的样品的加热影响；多个加热池和导热块上多个放置槽的设置能够实现对多个样品单次进行不同加热温度和不同加热时间的热处理，提高实验效率；且由于各放置槽之间的相互隔绝，能够对同一温度不同加热时间热处理的样品取放样时的温度波动小，提高实验温度的准确性；热处理器本体上既设置有加热池，又设置有淬火池，能够同时实现加热和淬火的功能；整体结构构造简单，操作简洁方便。

进一步的，淬火池采用至少两个，且其中一个设有制冷装置，从而提供给样品一个低温淬火的环境，且其他淬火池可以设置为常规其他类型的淬火池，从而实现多种淬火处理需求。

进一步的，温度显示装置的设置能够对加热池和淬火池内的温度进行准确显示，确保加热池和淬火池内的温度状态。

进一步的，保温板的设置能够降低外界环境对加热池及淬火池内的温度影响。

进一步的，样品托能够便于热处理的样品的快速取出，提高操作效率。

进一步的，温控系统的设置能够实现对加热池和淬火池内不同温度的调整，满足不同处理温度需求。

本发明还提供一种基于以上任一项所述的集成式金属热处理干式恒温装置的热处理方法，通过将样品放置于加热池内的放置槽中进行加热，待其加热时间到达后将其取出，若需进行淬火处理，可直接将其置于选定的淬火池内进行淬火即可，整个操作简单，方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的集成式金属热处理干式恒温装置的整体结构示意图；

图2为本发明提供的集成式金属热处理干式恒温装置打开保温板后的结构示意图；

图3为图2的俯视示意图；

图4为本发明提供的集成式金属热处理干式恒温装置的温控调节器的示意图；

图5为本发明提供的集成式金属热处理干式恒温装置中样品托的结构示意图；

图6为本发明提供的集成式金属热处理干式恒温装置对某系铝合金在500℃固溶和210℃时效的热处理工艺下的硬度测量图。

图中：

100-集成式金属热处理干式恒温装置；

1-热处理器本体；11-电源开关；12-热隔绝保温层；

2-加热池；21-导热块；22-陶瓷加热片；

3-淬火池；31-制冷装置；32-压缩机制冷接口；

4-温度显示器；41-热电偶；42-设置键；43-移动键；44-减少键；45-增加键；

5-保温板；51-连通孔；

6-样品托；61-底部承载器；62-提拉杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种集成式金属热处理干式恒温装置及其热处理方法，以解决现有技术存在的问题，能够对多个样品单次进行不同加热温度和时间的热处理，提高实验效率；对同一温度不同时间热处理的样品取放样温度拨动小，提高实验温度准确性；可同时实现加热和淬火功能；构造简单，操作方便。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种集成式金属热处理干式恒温装置100，如图1～图5所示，包括热处理器本体1；热处理器本体1具有淬火池3和至少两个加热池2；各加热池2及淬火池3之间均通过热隔绝保温层12进行热隔绝和保温；各加热池2内均设有加热装置和导热块21，加热装置用于对导热块21进行加热，且导热块21上开设有多个用于样品放置的放置槽；淬火池3用于将加热后的样品进行淬火。

通过采用设置多个加热池2用于满足不同样品的不同加热温度需求；且采用导热块21上设置多个放置槽，其对于不同样品加热温度相同，加热时间不同的情况，可以在满足加热时间后将样品取出，由于各放置槽之间相互隔绝，能够降低先达到加热时间的样品取出过程中对位于其他放置槽内的样品的加热影响；多个加热池2和导热块21上多个放置槽的设置能够实现对多个样品单次进行不同加热温度和不同加热时间的热处理，提高实验效率；且由于各放置槽之间的相互隔绝，能够对同一温度不同加热时间热处理的样品取放样时的温度波动小，提高实验温度的准确性；热处理器本体1上既设置有加热池2，又设置有淬火池3，能够同时实现加热和淬火的功能；整体结构构造简单，操作简洁方便。

具体的，单个设备即可同时实现高温加热和低温淬火的功能。

其中，对于加热池2内的设置：

具体的，加热池2的数量可以根据实际需要而确定，尽可能保证能耗。

具体的，每个加热池2内均有一个由纯铝或铝合金制成的导热块21；导热块21上的放置槽的形状适用于不同规格的板材、棒材，如可根据需要进行厚度为3mm、5mm、10mm的板材或者直径为6mm、8mm、10mm、12mm的棒材。

具体的，加热池2内的加热装置为现有加热设备，如陶瓷加热片22，其能够提供室温至500℃的热处理，陶瓷加热片22围绕导热块21的底部和四周进行加热。

具体的，每个导热块21都接有热电偶41进行温度测量，当温度不足或过高会反馈信息给温度调节器，使其对电流进行调控，已得到设定的温度。

其中，对于淬火池3的设置：

具体的，淬火池3设置为两个，分为制冷淬火池和常规淬火池3，常规淬火池3为区别于制冷淬火池的现有淬火池3，如低温液体淬火池3；每个淬火池3均由不锈钢制成，每个淬火池3都接有热电偶41进行实时温度测量。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图1～图3所示，淬火池3的数量设置为至少两个，其中一个淬火池3内设有制冷装置31，制冷装置31用于提供低温环境。淬火池3采用至少两个，且其中一个设有制冷装置31，从而提供给样品一个低温淬火的环境，且其他淬火池3可以设置为常规其他类型的淬火池3，从而实现多种淬火处理需求。

具体的，制冷淬火池的制冷装置31为压缩机制冷管，通过外接外置冷却压缩机实现低温淬火，制冷淬火池内的压缩机制冷管外设有压缩机制冷接口32。

其中，为便于操控，增加智能化，可以如下设置：

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图1、图2及图4所示，各加热池2及淬火池3均设置有温度显示装置；温度显示装置包括温度显示器4和热电偶41，温度显示器4固设在热处理器本体1外侧壁上；热电偶41对应设置在加热池2或淬火池3内，热电偶41与温度显示器4通信连接。温度显示装置的设置能够对加热池2和淬火池3内的温度进行准确显示，确保加热池2和淬火池3内的温度状态。

具体的，温度显示器4一侧设置有第一标识，加热池2及淬火池3上设有第二标识，第一标识与第二标识相对应，如第一标识和第二标识均相同，如T1、T2、T3、T4等；第二标识可以是设置在加热池2及淬火池3一侧，也可以是设置在保温板5上。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图1、图2及图4所示，热处理器本体1上设置有温控系统，温控系统包括温度调节器，温度调节器与各加热装置、制冷装置31及各温度显示装置均通信连接，温度调节器能够根据温度显示装置测得的温度数据控制各加热装置的加热温度和制冷装置31的制冷温度。温控系统的设置能够实现对加热池2和淬火池3内不同温度的调整，满足不同处理温度需求。

具体的，温控系统包括温度调节器和温度显示装置；温控调节器能够同时独立控制两个加热池2和1个制冷淬火池，并把温度相关信息反馈给对应的温度显示器4；同时，温度调节器还能够实时显示常规淬火池3的温度。

具体的，温度调节器上设置有循环键(设置键42)，可以选择不同的加热池2和制冷淬火池，设定每个加热池2的及工作状态以及加热温度和加热时间。

具体的，热处理器本体1上还设置有控制电源通断的电源开关11。

具体的，根据实际需要，温控调节器还可以包括输出指示灯、报警指示灯、设置键42、移动键43、减少键44、增加键45等。

其中，为增加加热池2内的保温效果，还可以如下设置：

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图1、图2及图4所示，还包括保温板5，保温板5用于盖合在淬火池3及各加热池2的上方开口处；且保温板5上对应加热池2内各放置槽的位置以及淬火池3的位置均开设有对应形状的连通孔51。保温板5的设置能够降低外界环境对加热池2及淬火池3内的温度影响。

具体的，各加热池2和淬火池3四周和底部均设有保温绝热层，保温绝热层的目的是防止各加热池2和各淬火池3之间的温度相互影响。

其中，为了便于样品的取出：

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图5所示，各放置槽内分别放置有一个样品托6；样品托6包括底部承载器61和提拉杆62，底部承载器61与提拉杆62的下端固定连接；底部承载器61用于放置在放置槽内，且底部承载器61用于承载放置的样品；提拉杆62的上端延伸出加热池2。样品托6能够便于热处理的样品的快速取出，提高操作效率。

具体的，样品托6的结构包括但不限于如图5所示的结构，其能够具有耐高温并能够用于对样品快速取出的现有其他结构或部件均可。

具体的，样品托6耐高温，样品托6的底部承载器61的尺寸接近导热块21上的放置槽的尺寸，这样方便热处理样品的快速取出。

具体的，可以根据需要热处理的样品的形状设定导热块21上的放置槽以及保温板5上对应的连通孔51；也可以通过更换具有不同形状的放置槽的导热块21和对应形状的连通孔51的保温板5来适用需要热处理的样品的放置。

其中，一种具体方案：热处理器本体1，即外壳，可以选用酚醛树脂作为原料根据图纸通过注塑成型制得，或者使用铁皮通过裁剪、弯曲、焊接、喷漆后制成；对于保温板5，使用20mm厚度的合成云母板，通过计算机数字化控制精密机械加工(下文简称：CNC)制成；对于温度显示装置，可以显示不同的温区和温度以及加热的时间，通过编辑程序对加热池2和淬火池3内的温度进行控制，由专业公司根据图纸和所需功能定制；导热块21使用100mm*100mm*40mm的纯铝或铝合金通过CNC加工出热处理孔制成；制冷淬火池由不锈钢板焊接制成，内部装有5mm管径的制冷铜管；常规淬火池3由不锈钢板焊接制成，制冷液体包括液氮、液氦、冰水混合物等低温液体；热隔绝保温层12可由270mm*270mm*70mm的合成水泥石棉板根据图纸通过CNC切削制成；陶瓷加热片22由专业公司提供定制，可加热至500摄氏度；热电偶41由市面提供；样品托6由细的硬质不锈钢铁丝弯折制成。

实施例二

本实施例提供一种基于实施例一的集成式金属热处理干式恒温装置100的热处理方法，包括以下步骤：

S1，选择使用的加热池2和淬火池3；

S2，将需要热处理的样品先置于选定的加热池2放置槽中进行加热，达到设定的加热时间后将样品取出；

S3，若需要进行淬火处理，可将样品取出后置于选定的淬火池3中进行淬火处理。

通过将样品放置于加热池2内的放置槽中进行加热，待其加热时间到达后将其取出，若需进行淬火处理，可直接将其置于选定的淬火池3内进行淬火即可，整个操作简单，方便。

本实施例对于集成式金属热处理干式恒温装置100的详细应用为：根据使用者的实验需要，选择加热池2，将样品托6的底部承载器61先于样品置于导热块21的放置槽内，再放入实验样品，完成装样。装样完成后，对选择的加热池2设定温度和时间然后加热，途中可以取出样品；取出样品的操作为捏住样品托6的提拉杆62然后缓慢垂直上移，当样品漏出时，用镊子夹取出样品，如有需要可直接将样品放入淬火池3进行淬火。

如图6所示，其中一种具体操作步骤：

1、设置加热池21温度500℃，加热池22温度210℃，至温度稳定；

2、在加热池21中置入样品托6，随后置入准备好的某2XXX系铝合金，进行500℃固溶处理；

3、500℃固溶完成后，向上垂直拉出样品托6，当样品露出时用镊子夹起，迅速放入常规淬火池3中进行水淬；

4、在加热池22中置入样品托6，将水淬后的样品移至加热池22中进行210℃人工时效处理，并记录不同处理时间下的硬度。

5、将记录的数据绘制成如图6所示图。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种集成式金属热处理干式恒温装置，其特征在于：包括热处理器本体；

所述热处理器本体具有淬火池和至少两个加热池；各所述加热池及所述淬火池之间均通过热隔绝保温层进行热隔绝和保温；

各所述加热池内均设有加热装置和导热块，所述加热装置用于对所述导热块进行加热，且所述导热块上开设有多个用于样品放置的放置槽；

所述淬火池用于将加热后的样品进行淬火。

2.根据权利要求1所述的集成式金属热处理干式恒温装置，其特征在于：所述淬火池的数量设置为至少两个，其中一个所述淬火池内设有制冷装置，所述制冷装置用于提供低温环境。

3.根据权利要求2所述的集成式金属热处理干式恒温装置，其特征在于：各所述加热池及所述淬火池均设置有温度显示装置；

所述温度显示装置包括温度显示器和热电偶，所述温度显示器固设在所述热处理器本体外侧壁上；所述热电偶对应设置在所述加热池或所述淬火池内，所述热电偶与所述温度显示器通信连接。

4.根据权利要求1所述的集成式金属热处理干式恒温装置，其特征在于：还包括保温板，所述保温板用于盖合在所述淬火池及各所述加热池的上方开口处；且所述保温板上对应所述加热池内各所述放置槽的位置以及所述淬火池的位置均开设有对应形状的连通孔。

5.根据权利要求1所述的集成式金属热处理干式恒温装置，其特征在于：各所述放置槽内分别放置有一个样品托；

所述样品托包括底部承载器和提拉杆，所述底部承载器与所述提拉杆的下端固定连接；所述底部承载器用于放置在所述放置槽内，且所述底部承载器用于承载放置的样品；所述提拉杆的上端延伸出所述加热池。

6.根据权利要求3所述的集成式金属热处理干式恒温装置，其特征在于：所述热处理器本体上设置有温控系统，所述温控系统包括温度调节器，所述温度调节器与各所述加热装置、所述制冷装置及各所述温度显示装置均通信连接，所述温度调节器能够根据所述温度显示装置测得的温度数据控制各所述加热装置的加热温度和所述制冷装置的制冷温度。

7.一种基于权利要求1～6中任一项所述的集成式金属热处理干式恒温装置的热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，选择使用的加热池和淬火池；

S2，将需要热处理的样品先置于选定的加热池放置槽中进行加热，达到设定的加热时间后将样品取出；

S3，若需要进行淬火处理，可将样品取出后置于选定的淬火池中进行淬火处理。