CN201169598Y - 一种镍铁软磁合金磁化热处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有磁化热处理装置成本高，安全性低等不足，提供一种镍铁软磁合金磁化热处理装置。采用的技术方案是，一种镍铁软磁合金磁化热处理装置，由氢气净化装置和磁化热处理炉组成，所述磁化热处理炉由炉体外壳、隔热层、耐高温合金管、加热电阻丝、热处理舟、热电偶和温度显示控制器组成，热处理舟放置在耐高温合金管内，加热电阻丝设置在耐高温合金管外，热电偶通过热电偶插入口与炉体密封连接，并与炉体外的温度显示控制器相连接。其有益效果是，设备结构简单，成本低；具有很高热处理温度高，导磁率高，热处理过程安全性高。

Description

一种镍铁软磁合金磁化热处理装置

技术领域

本实用新型涉及材料与能源领域，具体地涉及一种高温磁化热处理装置，再具体地涉及一种Ni-Fe软磁合金的磁化热处理，特别是高温状态下Ni-Fe合金与高纯氢气反应的磁化热处理装置。

背景技术

现在对Ni-Fe软磁材料的磁化热处理一般在钼丝氢气炉或是真空炉中进行，其中高压钼丝炉可广泛用于烧结金属、合金、高温磁性材料及粉末冶金制品、电子工业元件、复合矿物还原提纯等领域，高压钼丝炉采用高温高压多层组合压力密封装置密封炉口、炉底和热电偶插入口，其结构包括水冷却器、耐火隔热圈、填充密封层、耐热橡胶密封圈、钢制压紧垫圈、密封后紧螺盖。高温钼丝炉可在温度1450-1500℃，压力1-4.4×10⁶帕斯卡条件下工作。而真空炉在高温下高稀土等合金的真空磁场热处理中经常应用，由无磁不锈钢管炉身、外绕加热体的陶瓷管和样品送进装置组成，炉身上设置真空接口和抽真空接口，其内部通过定位导向装置固定陶瓷管，陶瓷管上缠绕电阻丝；炉身上端部为法兰盘结构，样品送进装置的密封法兰通过O型橡胶密封圈与炉身密封联接。

钼丝氢气炉和真空炉的共同缺点是每热处理单位重量的Ni-Fe软磁合金材料成本高，使得设备造价和维护成本很高；此外，使用钼丝氢气炉在对软磁材料的热处理中还存在一定的危险性，安全性能不高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的成本高，安全性低等不足，提供一种镍铁软磁合金磁化热处理装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现发明目的，一种镍铁软磁合金磁化热处理装置，由氢气净化装置和磁化热处理炉组成，所述磁化热处理炉由炉体外壳、隔热层、耐高温合金管、加热电阻丝、热处理舟、热电偶和温度显示控制器组成，热处理舟放置在耐高温合金管内，加热电阻丝设置在耐高温合金管外，热处理舟、耐高温合金管、加热电阻丝外设置有隔热层，隔热层外设置有炉体外壳，热电偶的探测头设置在耐高温合金管内热处理舟上方，热电偶通过热电偶插入口与炉体密封连接，并与炉体外的温度显示控制器相连接，氢气净化装置通过钢管与耐高温合金管的一端连通，耐高温合金管的另一端设置有带放气开关的出气口。所述耐高温合金管的带放气开关的出气口一端设置有剩余氢气燃烧器；所述隔热层由耐高温高压的莫来石耐火砖填充而成；所述氢气净化装置的净化管内设置有含金属钯的陶瓷颗粒催化剂层。

本实用新型中首先通过氢气净化设备将工业氢气中的杂质(O₂，N₂和H₂O等)除去，使纯化后的氢气的纯度达99.999％，露点由-60℃降低至-70℃，高纯度的氢气通过不锈钢管进入耐高温合金管，耐高温合金管由下方的高温加热电阻丝进行加热，在高温下高纯度的氢气与热处理舟中的Ni-Fe软磁合金中的杂质反应，去除合金中的杂质元素(Si，C，P等)。同时耐高温合金管通过莫来石耐火材料进行保温，反应温度由Pt-Rh-Pt热电偶和温度显示控制器来实现测温和控制，未参加反应的多余氢气由剩余气体燃烧器在空气中燃烧变为水气。

耐高温合金管采用高精度离心铸造工艺制成，热处理舟可放置在耐高温合金管的中间位置，加热电阻丝可设置在耐高温合金管的下方，热处理舟、耐高温合金管、加热电阻丝外设置有隔热层，隔热层外设置有炉体外壳，形成管式炉膛结构，热电偶的探测头设置在耐高温合金管内热处理舟上方，热电偶通过热电偶插入口与管式炉膛形成密封连接，氢气净化装置通过钢管与耐高温合金管的一端密封连接，整个管式炉膛结构密封性好，可防止分子量小的氢气的泄漏，安全性得到充分的保证。由于炉子结构设计合理，在炉膛容量相同的情况下，其升温速度和保温效果明显优于钼丝炉、真空炉以及其他热处理装置。磁化热处理过程中用电量和氢气的消耗量都明显低于现用的钼丝炉。经该设备处理的Fe-Ni软磁合金的饱和磁感应强度及最大导磁率完全可以达到国家标准和冶金部标准。

本实用新型的有益效果是，设备结构简单，制造方便，用材低廉，整体制造成本低；具有很高热处理温度高，可达1400℃，升温速度快，保温效果好；软磁材料经处理后生成的孪晶数量多，饱和磁感应强度高，导磁率高，热处理过程安全性高；同时由于在热处理过程中高纯氢气的用量小，使得Ni-Fe软磁材料的热处理成本明显降低，磁化热处理的成本是现有设备成本的1/4，而整套设备的制造成本仅为现有设备的1/4～1/10。

附图说明

图1，本实用新型结构示意图。

图中，1炉体外壳、2隔热层、3耐高温合金管、4加热电阻丝、5热处理舟、6热电偶、7温度显示控制器、8电偶插入口、9氢气净化装置、10钢管、11带放气开关的出气口。

具体实施方式

参照附图1，一种镍铁软磁合金磁化热处理装置，由氢气净化装置9和磁化热处理炉组成，所述磁化热处理炉由炉体外壳1、莫来石耐火隔热层2、耐高温合金管3、高温加热电阻丝4、热处理舟5、Pt-Rh-Pt热电偶6和温度显示控制器7组成，热处理舟5放置在耐高温合金管3的中间位置，高温加热电阻丝4设置在耐高温合金管3的下方，热处理舟5、耐高温合金管3、高温加热电阻丝4外设置有莫来石耐火隔热层2，莫来石耐火隔热层2外设置有炉体外壳1，Pt-Rh-Pt热电偶6的探测头设置在耐高温合金管3内热处理舟5上方，Pt-Rh-Pt热电偶6通过热电偶插入口8与炉体密封连接，并与炉体外的温度显示控制器7相连接，氢气净化装置9通过不锈钢管10与耐高温合金管3的一端密封连接，耐高温合金管3的另一端设置有带放气开关的出气口11，出气口11出口处设置剩余氢气燃烧器。

所述的氢气净化装置9的净化管内设置有含金属钯的陶瓷颗粒催化剂层，工业氢气通过该高纯氢气净化装置9处理后，纯度可达99.999％，金属钯催化剂经过一定处理后，可恢复催化活性重复使用。

所述的耐高温合金管3由耐高温Cr26Ni37Nb奥氏体材料离心精密铸造而成，可在1100～1400℃下长期工作，且高温下无氢气泄漏。

所述的莫来石耐火砖采用含铁量小于1％的莫来石耐火材料，其保温效果好，在高温下热处理炉不会放弧击穿。

本实用新型的实施方法是：将要磁化处理的Ni-Fe软磁合金原材料或制作好的元器件装在热处理舟5中，放入耐高温精密铸造合金管3的中部，开启电源开关，使磁化热处理炉加热，当炉温升至600℃左右时，打开净化氢气开关，向耐高温合金管3中通入高纯氢气，并在耐高温合金管3的另一端用试管收集出来的气体，并用明火试之，直至无爆鸣声，说明炉管中无空气存在，排出的气体为纯氢气。这时可用明火点燃剩余气体燃烧器，燃烧剩余氢气，保证安全。根据不同的热处理工艺在升温到规定保温和降温的时间后进行不同时间的保温和降温。降温速度的调节可以通过调节氢气流量大小来实现。

Claims (4)

1一种镍铁软磁合金磁化热处理装置，由氢气净化装置和磁化热处理炉组成，其特征在于：所述磁化热处理炉由炉体外壳(1)、隔热层(2)、耐高温合金管(3)、加热电阻丝(4)、热处理舟(5)、热电偶(6)和温度显示控制器(7)组成，热处理舟(5)放置在水平设置的耐高温合金管(3)内，加热电阻丝(4)设置在耐高温合金管(3)外，热处理舟(5)、耐高温合金管(3)、加热电阻丝(4)外设置有隔热层(2)，隔热层(2)外设置有炉体外壳(1)，热电偶(6)的探测头设置在耐高温合金管(3)内热处理舟上方，热电偶(6)通过热电偶插入口(8)与炉体密封连接，并与炉体外的温度显示控制器(7)相连接，氢气净化装置(9)通过钢管(10)与耐高温合金管(3)的一端连通，耐高温合金管(3)的另一端设置有带放气开关的出气口(11)。

2根据权利要求1所述的一种镍铁软磁合金磁化热处理装置，其特征在于：所述耐高温合金管(3)的带放气开关的出气口(11)一端设置有剩余氢气燃烧器。

3根据权利要求1所述的一种镍铁软磁合金磁化热处理装置，其特征在于：所述隔热层(2)由耐高温高压的莫来石耐火砖填充而成。

4根据权利要求1所述的一种镍铁软磁合金磁化热处理装置，其特征在于：所述氢气净化装置(9)的净化管内设置有含金属钯的陶瓷颗粒催化剂层。

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