CN2832825Y - 一种快速通电加热成膜处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种快速通电加热成膜处理装置。本实用新型特征在于由电流温度曲线控制系统、矫直拉力调节系统、红外测温系统、保温系统和循环水冷系统组成；其中，电流温度控制系统一端与红外测温系统和保温系统相连，另一端与矫直拉力控制系统相连接；循环冷却系统和加热炉相关的电极相连，矫直拉力系统的另一端是通过电气比例阀与电极的下夹具连接的。本实用新型应用多段曲线加热和小拉力矫直等手段，并采用温度反馈引导的电流控制的控制系统，能够实现通电加热成膜过程的自动控制。主要应用于硅钼棒、硅碳棒发热元件及自保护型金属间化合物棒状型材的加热成膜处理。

Description

一种快速通电加热成膜处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种快速通电加热成膜处理装置。

背景技术

对于MoSi₂、SiC、Fe-Cr-Al合金及一些自保护型金属间化合物而言，因为能够在大气环境在表面生成保护膜，所以一定厚度的完整的保护膜是实现其优异的抗氧化性能的关键。而影响保护膜生成的因素除了材料本身以外，成膜工艺也对其有着重要的影响。为了保证工艺的可行和高的生产效率，必须采用具有良好可控性和稳定性的成膜设备。但是，目前采用的成膜处理装置普遍都存在有可控性差和工艺重现性低的问题。提供一种快速通电加热成膜处理装置，使之表面形成均匀的又工艺可控的保护膜，已成为提高MoSi₂等一类自保护导电材料使用寿命的重要保证。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种快速通电加热成膜处理装置，从而藉助于本装置实现了硅钼棒、硅碳棒发热元件及一些自保护型金属间化合物棒状型材氧化成膜的自动控制。

本实用新型提供的一种快速通电加热成膜处理装置，它主要由电流温度曲线控制系统、矫直拉力调节系统、红外测温系统、保温系统和循环水冷系统等组成。其中电流温度控制系统与红外测温系统和保温系统连接，起加热和升温温度控制作用，其另一端与矫直拉力控制系统相连接。循环冷却系统和加热炉相连的电极相连，矫直拉力控制系统的另一端通过电气比例阀与电极的下夹具相连接的。

所述的电流温度曲线控制系统的特征在于：快速通电加热成膜处理装置的电流曲线分为五段，不同段的加热速率可以通过程序预先设定，并根据红外测温系统的反馈信息通过PID控制电流曲线不同阶段的运行时间，(详见实施例)。

所述的矫直拉力调节系统的特征在于：根据工件的断面尺寸，通过电气比例阀调节下夹具在不同电流曲线阶段对工件的拉力，在加热过程中，通过下夹具的移动来补偿工件的线膨胀，在保温过程中，对下夹具施加一定的拉力，来实现工件的矫直。

所述的红外测温系统的特征在于：红外探头对工件的成膜过程全程监控，通过测定工件的表面温度并反馈到控温系统，由PID严格控制电流输出以保证工件的运行温度与程序设定温度的偏差在±5°以内。

所述的保温系统的特征在于：在通电加热成膜处理装置的使用过程中，保温系统减少了工件表面的辐射散热，减轻了工件表面的热负荷，同时也有利于节省电能。

所述的循环水冷系统的特征在于：在通电加热成膜处理装置的使用过程中，循环冷却水对电极进行连续的冷却，以保证电极的安全工作。

由此可见本实用新型具体的优点是：

1.采用定电流控制的方式，保证了加热过程中温度控制的稳定性，消除了电极与工件之间的接触电阻对工艺稳定性的影响；

2.采用分段式电流控制程序，提高了成膜效率，保证了成膜区域温度场的相对均匀和保护膜的快速生长；

3.电流控制程序可以根据温度反馈信息自动运行程序设定的电流，实现了加热过程的自动控制，不但提高了成膜效率，也提高了保护膜质量的稳定性；

4.下夹具的动作是通过高精度电控气缸来实现的，具有可以双向动作和滑动阻力小的优点，既可以实现对工件线膨胀的补偿，也可以对工件施加一定的拉力对工件进行矫直；

5.可以通过调整上夹具的位置实现不同长度工件的要求。

总之，利用本实用新型提供的快速通电加热成膜处理装置，通过对加热曲线和矫直拉力的自动控制，可以非常简单地实现硅钼棒、硅碳棒发热元件及一些自保护型金属间化合物氧化成膜的实时自动控制。该成果不但简化了操作，而且显著提高了通电加热成膜工艺的可控性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图

图2是本实用新型提供的装置的结构示意图

图3实施例所示的电流(加热)曲线不同阶段的运行时间

具体实施方式

下面结合附图具体说明本实用新型的技术进步和特点。

如图1和2所示，本实用新型提供的成膜处理装置是由电流曲线控制系统、矫直拉力调节系统、红外测温系统、保温系统和循环水冷却系统组成。其中电流温度控制系统与红外测温系统和保温系统相连接，起加热升温和温度控制作用，电流温暖度控制系统的另一端与矫直拉力控制系统相连。欲成膜的MoSi₂、SiC、Fe-Cr-Al合金以及其他自保护金属间化合物棒放在如图1所示的加热炉中。两端分别由上下夹具夹住，外面加一个保护套筒，上、下夹具分别与加热电极相连接。在保护套内通入保护气体，如氮气或氩气或抽低真空。

电流控制系统分为5阶段，不同段的加热速率可通过程序预先设定，并根据红外测温系统的反馈信息通过PID控制电流曲线不同运行阶段的运行时间。如图3所示的加热运行时间。所述的5个阶段分别为预热段、快速加热段、缓慢加热段、保温段和电流卸载降温段。保温段又专门由保温系统通过各所示的红外测温仪进行信息反馈。通过矫直拉力调节系统，可根据工件的不同断面尺寸，通过电气比例阀调节下夹具在5个不同电流曲线阶段对工件的拉力，在加热工程中通过下夹具的移动补偿工件的线膨胀，在保温过程，对下夹具施加一定的拉力，实现工件矫直的。

冷却水循环系统是对电极进行连续冷却以保护电极正常工作。通过本实用新型提供的处理装置，在成膜过程5个温度段的运行温度与程序设定温度偏差为±5℃，从而保证成膜的均匀性和可重复性。

Claims (3)

1.一种快速通电加热成膜处理装置，其特征在于由电流温度曲线控制系统、矫直拉力调节系统、红外测温系统、保温系统和循环水冷系统组成；其中，电流温度控制系统一端与红外测温系统和保温系统相连，另一端与矫直拉力控制系统相连接；循环冷却系统和加热炉相关的电极相连，矫直拉力系统的另一端是通过电气比例阀与电极的下夹具连接的。

2.按权利要求1所述的快速通电加热成膜处理装置，其特征在于所述的电流温度曲线控制系统分为5段，依次分别为：预热段、快速加热段、缓慢加热段、保温段和电流卸载降温段。

3.按权利要求1所述的快速通电加热成膜处理装置，其特征在于所述的循环水冷系统的循环冷却水对电极进行连续的冷却。

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