CN218002188U - 一种热冲击表面改性装置 - Google Patents
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Abstract
一种热冲击表面改性装置，它涉及表面改性装置。解决现有升降温热处理炉无法实现对材料表面局域的灵活处理，无法实现极大的升降温速率及使用温度，表面改性设备依赖于待处理材料本身的导电性，不适用于非导电材料的问题。装置：它包括直流电控制装置、直流电输出装置、焦耳热辐射控制装置及气氛控制装置；所述的直流电控制装置由电脑主机及直流电控制柜组成；所述的直流电输出装置为直流电源；所述的焦耳热辐射控制装置由电阻放热元件及平面热反射层组成；所述的气氛控制装置由气瓶组、抽气泵、密封箱体、手套接口及手套接口盖组成。
Description
技术领域
本实用新型涉及表面改性装置。
背景技术
表面改性技术在现代工业生产中的各个领域，如机械工业、国防工业航空航天领域、能源器件领域发挥着重要的作用。通过对材料表面进行热处理，可以实现对材料表面晶粒尺寸、材料表面化学成分以及材料表面微观形貌等调控，从而使材料获得更良好的力学性质(如耐磨性、耐腐蚀性、表面机械强度)以及功能性质(如热导性、吸附性、电化学活性)。良好的表面改性效果依赖于对材料表面处理区域以及热处理温度循环过程的精准控制，传统结构的表面改性及热处理设备在放置待处理材料后，升降温循环过程中只能依靠炉腔内部空间的加热对材料表面进行整体处理，无法对材料表面进行局部的灵活处理。此外，依据材料本身物理化学性质差异，在一些特殊需求或重要应用场景下，甚至需要极大的升降温速率(如1000℃/s以上)以及极高的温度(如1800℃以上)。然而，绝大多数现有升降温热处理炉设备升降温速率小(往往5℃/min～20℃/min)，使用温度往往在1500℃以下，难以满足这种使用需求。常用的表面改性设备(如电弧表面处理、电火花表面处理) 往往依赖于材料本身的导电性，不适用于非导电的绝大多数陶瓷材料。上述问题制约着表面改性效果的进一步提升。
实用新型内容
本实用新型要解决现有升降温热处理炉无法实现对材料表面局域的灵活处理，无法实现极大的升降温速率及使用温度，表面改性设备依赖于待处理材料本身的导电性，不适用于非导电材料的问题，而提供一种热冲击表面改性装置。
一种热冲击表面改性装置，它包括直流电控制装置、直流电输出装置、焦耳热辐射控制装置及气氛控制装置；
所述的直流电控制装置由电脑主机及直流电控制柜组成；所述的直流电输出装置为直流电源；所述的焦耳热辐射控制装置由电阻放热元件及平面热反射层组成；所述的气氛控制装置由气瓶组、抽气泵、密封箱体、手套接口及手套接口盖组成；
所述的电脑主机与直流电控制柜连接，所述的直流电源与直流电控制柜连接，所述的电阻放热元件与平面热反射层设置于密封箱体内，且电阻放热元件设置于平面热反射层下表面，电阻放热元件通过导线与直流电源相连，所述的气瓶组及抽气泵分别通过气管与密封箱体连通，所述的密封箱体上设置手套接口，手套接口上设置手套接口盖。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型使用时将待处理材料置于密封箱内，然后将电阻放热元件放置于待处理材料上表面，通过密封箱体前表面手套接口的设计，可调整电阻放热元件位于待处理材料表面位置，进而实现对材料表面热冲击区域位置的手动调整，满足对于材料表面局域灵活处理的需求。此外，通过平面热反射结构可以实现热量在材料表面的有效集中，避免热损耗，从而可以实现1800℃以上的温度范围、超过1000℃/s的升降温速率、毫秒级超快热冲击过程，突破了现有热处理及表面改性设备的工艺参数限制，摆脱对材料本身导电性的依赖，适用于导电金属及非导电陶瓷材料表面的热冲击处理，显著提升表面改性处理的效率。
附图说明
图1为本实用新型热冲击表面改性装置的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1具体说明本实施方式，本实施方式一种热冲击表面改性装置，它包括直流电控制装置、直流电输出装置、焦耳热辐射控制装置及气氛控制装置；
所述的直流电控制装置由电脑主机1及直流电控制柜2组成；所述的直流电输出装置为直流电源3；所述的焦耳热辐射控制装置由电阻放热元件4及平面热反射层5组成；所述的气氛控制装置由气瓶组6、抽气泵7、密封箱体8、手套接口9及手套接口盖10组成；
所述的电脑主机1与直流电控制柜2连接，所述的直流电源3与直流电控制柜2连接，所述的电阻放热元件4与平面热反射层5设置于密封箱体8内，且电阻放热元件4设置于平面热反射层5下表面，电阻放热元件4通过导线与直流电源3相连，所述的气瓶组6 及抽气泵7分别通过气管与密封箱体8连通，所述的密封箱体8上设置手套接口9，手套接口9上设置手套接口盖10。
本具体实施方式所述的电脑主机为工业电脑主机，可以按逻辑顺序将电压、电流波形指令传送给直流电控制柜。
本具体实施方式所述的直流电控制柜可以通过逻辑指令调控直流电源的电流波形。
所述的电阻放热元件受直流电源的电流激发，电流量级为10A～100A，可在毫秒级的时间内释放大量焦耳热，急速升温至1000℃～3000℃温度范围。
所述的平面热反射层可有效反射热量到待处理材料表面，从而完成对贴近于其表面的材料热冲击过程。
所述的气瓶组与抽气泵搭配，可对密封箱空间进行抽真空、更换气氛、控制气氛压力等操作，有利于保护电阻放热元件，以及调控热冲击过程中材料表面化学反应。且抽真空时，需要手套接口盖承受外面大气压的压力。
所述的手套接口以及手套接口盖搭配，可允许操作者进行热冲击表面局部区域位置的手动调整，满足材料表面局域灵活处理的需求。
所述的密封箱体内气氛可通过气瓶组按需求通入空气、惰性气体、甲烷、氢气、氧气、氮气等其中的一种或几种的混合。
所述的电阻放热元件与平面热反射层连接在一起，两者在腔内可随意调节位置。
本具体实施方式的有益效果是：
本具体实施方式使用时将待处理材料置于密封箱内，然后将电阻放热元件放置于待处理材料上表面，通过密封箱体前表面手套接口的设计，可调整电阻放热元件位于待处理材料表面位置，进而实现对材料表面热冲击区域位置的手动调整，满足对于材料表面局域灵活处理的需求。此外，通过平面热反射结构可以实现热量在材料表面的有效集中，避免热损耗，从而可以实现1800℃以上的温度范围、超过1000℃/s的升降温速率、毫秒级超快热冲击过程，突破了现有热处理及表面改性设备的工艺参数限制，摆脱对材料本身导电性的依赖，适用于导电金属及非导电陶瓷材料表面的热冲击处理，显著提升表面改性处理的效率。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的电阻放热元件4 为金属箔片、碳纤维编织体或导电陶瓷。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一的不同点是：所述的平面热反射层5面积为电阻放热元件4的1.2倍以上。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一的不同点是：所述的手套接口盖10面积为手套接口9的1.2倍以上。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一的不同点是：所述的电脑主机1通过信号转接线与直流电控制柜2连接。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一的不同点是：所述的直流电源3通过信号转接线与直流电控制柜2连接。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一的不同点是：所述的密封箱体8内部底面设置隔热底座11。其它与具体实施方式一至六相同。
实施例：
一种热冲击表面改性装置，它包括直流电控制装置、直流电输出装置、焦耳热辐射控制装置及气氛控制装置；
所述的直流电控制装置由电脑主机1及直流电控制柜2组成；所述的直流电输出装置为直流电源3；所述的焦耳热辐射控制装置由电阻放热元件4及平面热反射层5组成；所述的气氛控制装置由气瓶组6、抽气泵7、密封箱体8、手套接口9及手套接口盖10组成；
所述的电脑主机1与直流电控制柜2连接，所述的直流电源3与直流电控制柜2连接，所述的电阻放热元件4与平面热反射层5设置于密封箱体8内，且电阻放热元件4设置于平面热反射层5下表面，电阻放热元件4通过导线与直流电源3相连，所述的气瓶组6 及抽气泵7分别通过气管与密封箱体8连通，所述的密封箱体8上设置手套接口9，手套接口9上设置手套接口盖10；
所述的电阻放热元件4为2cm×4cm×0.1mm的碳纤维编织体。
所述的平面热反射层5面积为电阻放热元件4的1.5倍。
所述的手套接口9直径为20cm。
所述的手套接口盖10面积为手套接口9的1.5倍。
所述的电脑主机1通过信号转接线与直流电控制柜2连接。
所述的直流电源3通过信号转接线与直流电控制柜2连接。
所述的密封箱体8内部底面设置隔热底座11。
所述的直流电源3的电流波形为30A～80A恒电流，恒电流周期设置为1s。
所述的密封箱体8内为空气气氛，气氛压力为大气压。
本实施例可实现对热冲击表面改性区域位置的手动灵活调整，温度范围可达到1500℃～2000℃，升降温速率可达到1000℃/s～2000℃/s。
Claims (7)
1.一种热冲击表面改性装置，其特征在于它包括直流电控制装置、直流电输出装置、焦耳热辐射控制装置及气氛控制装置；
所述的直流电控制装置由电脑主机(1)及直流电控制柜(2)组成；所述的直流电输出装置为直流电源(3)；所述的焦耳热辐射控制装置由电阻放热元件(4)及平面热反射层(5)组成；所述的气氛控制装置由气瓶组(6)、抽气泵(7)、密封箱体(8)、手套接口(9)及手套接口盖(10)组成；
所述的电脑主机(1)与直流电控制柜(2)连接，所述的直流电源(3)与直流电控制柜(2)连接，所述的电阻放热元件(4)与平面热反射层(5)设置于密封箱体(8)内，且电阻放热元件(4)设置于平面热反射层(5)下表面，电阻放热元件(4)通过导线与直流电源(3)相连，所述的气瓶组(6)及抽气泵(7)分别通过气管与密封箱体(8)连通，所述的密封箱体(8)上设置手套接口(9)，手套接口(9)上设置手套接口盖(10)。
2.根据权利要求1所述的一种热冲击表面改性装置，其特征在于所述的电阻放热元件(4)为金属箔片、碳纤维编织体或导电陶瓷。
3.根据权利要求1所述的一种热冲击表面改性装置，其特征在于所述的平面热反射层(5)面积为电阻放热元件(4)的1.2倍以上。
4.根据权利要求1所述的一种热冲击表面改性装置，其特征在于所述的手套接口盖(10)面积为手套接口(9)的1.2倍以上。
5.根据权利要求1所述的一种热冲击表面改性装置，其特征在于所述的电脑主机(1)通过信号转接线与直流电控制柜(2)连接。
6.根据权利要求1所述的一种热冲击表面改性装置，其特征在于所述的直流电源(3)通过信号转接线与直流电控制柜(2)连接。
7.根据权利要求1所述的一种热冲击表面改性装置，其特征在于所述的密封箱体(8)内部底面设置隔热底座(11)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202222404524.XU CN218002188U (zh) | 2022-09-09 | 2022-09-09 | 一种热冲击表面改性装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202222404524.XU CN218002188U (zh) | 2022-09-09 | 2022-09-09 | 一种热冲击表面改性装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN218002188U true CN218002188U (zh) | 2022-12-09 |
Family
ID=84289465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202222404524.XU Active CN218002188U (zh) | 2022-09-09 | 2022-09-09 | 一种热冲击表面改性装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN218002188U (zh) |
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2022
- 2022-09-09 CN CN202222404524.XU patent/CN218002188U/zh active Active
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