TWI463016B - 金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法 - Google Patents

金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法 Download PDF

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Description

金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法
本發明涉及金屬熱處理技術領域，特別涉及一種金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法。
鎂合金具有輕量化、高強度、耐壓性、散熱佳、易於鑄造及射出成型等特性，因此正逐漸取代塑膠材料，越來越廣泛被應用於筆記本電腦，行動電話等體積輕巧之電子產品中。請參閱文獻M.Bamberger,G.Dehm；Trends in the Development of New Mg Alloys；Annual Review of Materials Research,August 2008,Vol.38,Pages 505-533，其簡單介紹目前鎂合金之發展及應用趨勢。
目前，於製備過程中，鎂合金從熔融態凝固為固態時，於合金中形成溫度梯度，使晶體形核長大形成所需之微觀組織形貌。然而，鎂合金之晶體形核長大過程中，相鄰晶粒之間之晶界會存在較大之內應力，該內應力於凝固過程中無法被消除。然而，鎂合金內部存在內應力過大，會使降低鎂合金之韌性、塑性且性能分佈不均勻之問題。如果採用該鎂合金進行產品製作，則會使產品易出現裂紋或結合不緊密等問題。
有鑑於此，提供一種金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法，以消除 金屬之內應力實屬必要。
以下將以實施例說明一種金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法。
一種金屬熱處理裝置，其包括加熱腔、第二偏壓電源與第一偏壓電源。該加熱腔用於收容待處理金屬以對其進行熱處理，該第一偏壓電源與第二偏壓電源分別於該加熱腔內產生兩個方向相反之電場。該第一偏壓電源之偏壓值U1與第二偏壓電源之偏壓值U2分別滿足以下關係式：
n為大於或等於0之整數，u1之取值範圍為50伏至1000伏，u2之取值範圍為25伏至50伏，頻率f為104赫茲至106赫茲，t表示時間。
一種使用該金屬熱處理裝置之金屬熱處理之方法，其包括以下步驟：首先，加熱腔升溫並保溫加熱放置於加熱腔內之金屬。然後，開啟第一偏壓電源與第二偏壓電源於加熱腔內產生兩個方向相反之電場，使金屬於高溫與電場之作用下進行熱處理。
與先前技術相比，該金屬熱處理裝置藉由加熱與電場同時作用於金屬對其進行熱處理。該電場分別由第一偏壓電源與第二偏壓電源，使待處理金屬交替處於第一偏壓電源與第二偏壓電源分別產生之電場中受相應電場之作用，從而於該交替電場及溫度之作用下消除金屬應力，獲得較好之綜合性能。
10、20‧‧‧金屬熱處理裝置
11、21‧‧‧加熱腔
12、22‧‧‧第一偏壓電源
13、23‧‧‧第二偏壓電源
111‧‧‧側壁
112‧‧‧封閉門
113、213‧‧‧石英加熱管
115、215‧‧‧頂壁
116、216‧‧‧底壁
201‧‧‧第一腔室
202‧‧‧第二腔室
24‧‧‧移動承載裝置
241‧‧‧承載面
214‧‧‧間隔門
214a‧‧‧固定端
214b‧‧‧移動端
圖1係本技術方案第一實施例提供之金屬熱處理裝置圖。
圖2係本技術方案第二實施例提供之金屬熱處理裝置結構示意圖。
下面將結合附圖及複數實施例，對本技術方案提供之金屬熱處理裝置及金屬熱處理方法作進一步之詳細說明。
請參閱圖1，本技術方案第一實施例提供之金屬熱處理裝置10，其包括加熱腔11、第一偏壓電源12與第二偏壓電源13。該第二偏壓電源13與第一偏壓電源12與加熱腔11電連接。
該加熱腔11藉由加熱對收容其中之待處理金屬進行熱處理。該加熱腔11可為退火爐或其他可加熱並具有保溫功能之腔體。本實施例中，加熱腔11具有一腔室，該腔室為真空加熱腔，即使用時可將其中之空氣及其他雜質氣體抽出，並向其中充入惰性氣體、氮氣或兩者之混合物，以防止熱處理金屬被氧化。該金屬熱處理裝置10具有側壁111，並於該側壁111設置有封閉門112，用以從加熱腔11內取出或放入待處理金屬。優選地，該加熱腔11內設置石英加熱管113，即藉由石英玻璃吸收來自電熱絲輻射之可見光與近紅外光，並將其轉化為遠紅外輻射，該遠紅外輻射使加熱腔11內升溫至所需溫度。當然，該加熱腔11內亦可設置電阻加熱元件或其他加熱裝置。該金屬熱處理裝置10具有相對設置之頂壁115與底壁116。
該第一偏壓電源12之兩極分別連接於頂壁115與底壁116，其具有偏壓值U1，該偏壓值U1滿足以下關係式：
其中，n為大於或等於0之整數，u1之取值範圍為50伏至1000伏，u2之取值範圍為25伏至50伏，頻率f為104赫茲至106赫茲，t表示時間，以使第一偏壓電源12於加熱腔11內產生與該第一偏壓電源12相對應之第一電場E1，該第一電場E1之方向：自頂壁115指向底壁116(如圖1中E1所示之電場方向)。本實施例中，第一電場E1之方向垂直於待處理金屬之最大表面，以保證電場作用均勻。
該第二偏壓電源13之兩極分別連接於頂壁115與底壁116，其具有與第一偏壓電源12相類似之偏壓值U2，其區別在於，該第二偏壓電源13與第一偏壓電源12存在180度之相位差，且產生之電場方向相反，該偏壓值U2滿足以下關係式：
其中，n為大於或等於0之整數，u1之取值範圍為50伏至1000伏，u2之取值範圍為25伏至50伏，頻率f為104赫茲至106赫茲，t表示時間，以使第二偏壓電源13於加熱腔11內產生與該第二偏壓電源13相對應之第二電場E2。該第二電場E2方向與第一偏壓電源12產生第一電場E1方向相反，即：自底壁116指向頂壁115(如圖1中E2所示之電場方向)。
本實施例中，對金屬進行熱處理，該第一偏壓電源12與第二偏壓電源13於加熱腔11內同時產生與該兩個電源分別相對應之第一電場E1與第二電場E2，以作用於金屬。該第一偏壓電源12與第二偏壓電源13存在180度之相位差。
如果以對鎂合金進行消除應力之熱處理為例，該加熱腔11升溫並保溫於100至200度之間，同時，該第一，第二偏壓電源12，13之偏壓值U1與U2中u1為150伏至500伏，頻率f為4×104赫茲至 4×105赫茲，使鎂合金內方向相反之應力被消除，獲得較好之綜合性能。
請參閱圖2，本技術方案第二實施例提供之金屬熱處理裝置20，其結構與第一實施例之熱處理裝置10之結構大致相同，其區別在於：第一，第二偏壓電源對加熱腔電場作用方式。
本實施例中，加熱腔21包括相連通之第一腔室201與第二腔室202。該第一偏壓電源22及第二偏壓電源23分別於第一腔室201產生與第一偏壓電源22對應之第一電場E1，而於第二腔室202產生與第二偏壓電源23對應之第二電場E2。第一電場E1與第二電場E2之方向相反。使用時，第一腔室201與第二腔室202之保溫之溫度相同。
該金屬熱處理裝置20還包括移動承載裝置24，用於承載並帶動待處理金屬於加熱腔21內移動，以帶動待處理金屬進入或離開第一腔室201或第二腔室202，並於腔室中受到相應電場之作用。本實施例中，移動承載裝置24為耐高溫金屬製成之傳送帶。該傳送帶同時設置於第一腔室201與第二腔室202，並可沿相反地兩個方向運動，以帶動放置於傳送帶之待處理金屬於第一腔室201與第二腔室202之間做往返運動。移動承載裝置24具有面對石英加熱管213之承載面241，以供待處理金屬放置，以使放置於承載面241之待處理金屬朝向石英加熱管213，保證金屬受熱均勻。
該移動承載裝置24之移動速度需要根據實際熱處理時需要之作用電場之方向、大小與時間及第一偏壓電源22與第二偏壓電源23電壓變化週期來決定，以保證待處理金屬之熱處理效果。
本實施例中，第一腔室201與第二腔室202之間設置有垂直於承載面241之間隔門214。該間隔門214採用電磁遮罩材料製成，以於使用時阻隔第一腔室201內產生之第一電場E1與第二腔室202內產生之第二電場E2相互干擾，使待處理金屬可單獨於第一電場E1或第二電場E2之作用下進行熱處理。
該間隔門214包括固定端214a與移動端214b。該固定端214a一端固定於加熱腔21之底壁216，而另一端靠近移動承載裝置24。該移動端214b可動地穿設於加熱腔21之頂壁215，用於相對於頂壁215移動，做遠離與靠近移動承載裝置24之承載面241。
使用中，移動端214b遠離承載面241，放置於承載面241之待處理金屬於移動承載裝置24之帶動下，將經第一腔室201之第一電場E1作用後之待處理金屬傳送至第二腔室202進行第二電場E2之作用。同時，移動端214b靠近承載面241將第一腔室201與第二腔室202間隔開，以減小電場干擾。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
20‧‧‧金屬熱處理裝置
201‧‧‧第一腔室
202‧‧‧第二腔室
21‧‧‧加熱腔
22‧‧‧第一偏壓電源
23‧‧‧第二偏壓電源
213‧‧‧石英加熱管
214‧‧‧間隔門
214a‧‧‧固定端
214b‧‧‧移動端
215‧‧‧頂壁
216‧‧‧底壁
24‧‧‧移動承載裝置
241‧‧‧承載面

Claims (10)

  1. 一種金屬熱處理裝置，其包括加熱腔、第二偏壓電源與第一偏壓電源，該加熱腔用於收容待處理金屬以對其進行熱處理，該第一偏壓電源與第二偏壓電源分別於該加熱腔內產生兩個方向相反之電場，該第一偏壓電源之偏壓值U1與第二偏壓電源之偏壓值U2分別滿足以下關係式： n為大於或等於0之整數，u1之取值範圍為50伏至1000伏，u2之取值範圍為25伏至50伏，頻率f為104赫茲至106赫茲，t表示時間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬熱處理裝置，其中，該u1為150伏至500伏，頻率f為4×104赫茲至4×105赫茲。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬熱處理裝置，其中，該加熱腔具有一腔室，該第一偏壓電源及第二偏壓電源同時於加熱腔產生兩個方向相反之電場。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之金屬熱處理裝置，進一步包括用於承載並移動待處理金屬之移動承載裝置，其相對於加熱腔滑動設置，以帶動金屬於加熱腔內移動，該加熱腔包括相連通之第一腔室與第二腔室，該第一偏壓電源及第二偏壓電源分別於第一腔室及第二腔室產生兩個方向相反之電場，使移至第一腔室或第二腔室之金屬分別受到相應電場之作用。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之金屬熱處理裝置，其中，該第一腔室與第二腔室之間設置有間隔門，以阻隔第一腔室與第二腔室產生之電場相互干 擾。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之金屬熱處理裝置，其中，該加熱腔為真空加熱腔。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之金屬熱處理裝置，其中，該加熱腔相對兩側分別設置第一置料室與第二置料室，分別用於放置待處理與處理完畢之金屬。
  8. 一種使用如申請專利範圍第1至7任意一項項所述之金屬熱處理裝置對金屬進行熱處理之方法，其包括以下步驟：加熱腔升溫並保溫加熱放置於加熱腔內之金屬；開啟第一偏壓電源與第二偏壓電源於加熱腔內產生兩個方向相反之電場，使金屬於高溫與電場之作用下進行熱處理。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之金屬熱處理裝置對金屬進行熱處理之方法，其中，其還包括於該加熱腔升溫前向加熱腔加入惰性氣體、氮氣或兩者之混合物之步驟，以熱處理於保護氣體下進行。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之金屬熱處理裝置對金屬進行熱處理之方法，其中，該第二偏壓電源與第一偏壓電源同時於加熱腔產生兩個方向相反之電場，並作用於金屬。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5109389A (en) * 1989-04-04 1992-04-28 Otto Stenzel Apparatus for generating an inductive heating field which interacts with metallic stock in a crucible
US6289033B1 (en) * 1998-12-08 2001-09-11 Concurrent Technologies Corporation Environmentally controlled induction heating system for heat treating metal billets
TW465092B (en) * 1999-08-27 2001-11-21 Tokyo Electron Ltd Method of heat treatment
TW538432B (en) * 2001-02-12 2003-06-21 Hitachi Int Electric Inc Ultra fast rapid thermal processing chamber and method of use
TW200807513A (en) * 2006-06-16 2008-02-01 Tokyo Electron Ltd Placing table structure and heat treatment apparatus
CN101200798A (zh) * 2006-12-15 2008-06-18 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 表面处理方法和电子装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5109389A (en) * 1989-04-04 1992-04-28 Otto Stenzel Apparatus for generating an inductive heating field which interacts with metallic stock in a crucible
US6289033B1 (en) * 1998-12-08 2001-09-11 Concurrent Technologies Corporation Environmentally controlled induction heating system for heat treating metal billets
TW465092B (en) * 1999-08-27 2001-11-21 Tokyo Electron Ltd Method of heat treatment
TW538432B (en) * 2001-02-12 2003-06-21 Hitachi Int Electric Inc Ultra fast rapid thermal processing chamber and method of use
TW200807513A (en) * 2006-06-16 2008-02-01 Tokyo Electron Ltd Placing table structure and heat treatment apparatus
CN101200798A (zh) * 2006-12-15 2008-06-18 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 表面处理方法和电子装置

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