一种含镁含钇储氢合金的热处理装置的制作方法

文档序号:15181773发布日期:2018-08-14 20:13阅读:363来源:国知局

本实用新型涉及一种含镁含钇储氢合金的热处理装置,具体属于金属热处理技术领域。



背景技术:

储氢合金作为镍氢电池的负极材料,其性能对镍氢电池的性能起决定性作用。A2B7型含镁含钇储氢合金作为储氢合金的低自放电型品种,主要用于制作低自放电型镍氢电池。镁元素的含量对A2B7型含镁含钇储氢合金的微观晶体结构形成至关重要,因此镁元素的成分波动会使得该类储氢合金性能不稳定,从而影响镍氢电池的自放电性能。目前对储氢合金通常采用负压高真空方式进行退火热处理,但储氢合金中的镁容易挥发析出,导致热处理过程中镁含量损失约12%,致使产品批次间成分不稳定,影响产品质量,同时析出的镁元素在退火炉内形成较多镁灰,在热处理结束后出炉时容易起火燃烧,还存在安全隐患。



技术实现要素:

本实用新型主要目的在于提供一种提高含镁含钇储氢合金产品质量稳定性,降低含镁含钇储氢合金生产安全隐患的热处理装置。

本实用新型一种含镁含钇储氢合金的热处理装置,其特征在于:所述的热处理装置包括真空退火炉(1)、装料筐(2)、抽真空装置(3)、氩气供给装置(4)、气动电磁阀(5)、手动高真空隔膜阀(6)、电接点压力表(7)、不锈钢管道(8)和透明盛水容器(9)。

盛装含镁含钇储氢合金的装料筐(2)设置于真空退火炉(1)内。

抽真空装置(3)通过不锈钢管道(8)与真空退火炉(1)连接,在抽真空装置(3)和真空退火炉(1)之间的不锈钢管道上设置气动电磁阀(5)。

氩气供给装置(4)通过不锈钢管道(8)与真空退火炉(1)连接,管道上安装一个手动高真空隔膜阀(6);透明盛水容器(9)通过不锈钢管道(8)与真空退火炉(1)连接,管道上安装一个电接点压力表(7)和手动高真空隔膜阀(6)。

装料筐(2)是材质为302不锈钢板的方形架构,302不锈钢板上布满直径为10毫米的小孔,利于储氢合金加热及冷却过程中的热传导。

抽真空装置(3)是由机械泵(10)、罗茨泵(11)构成,抽真空装置(3)通过不锈钢管道(8)与真空退火炉(1)内部密闭无缝连接,通过气动电磁阀(5)控制炉内的压力状态;

氩气供给装置(4)是氩气储气罐或氩气瓶,通过不锈钢管道(8)与真空退火炉(1)内部密闭无缝连接,通过手动高真空隔膜阀(6)控制炉内的压力状态。

透明盛水容器(9)通过不锈钢管道(8)与真空退火炉(1)内部密闭无缝连接,在靠近真空退火炉(1)端的不锈钢管道(8)上设置一个电接点压力表(7),用于监测炉内的压力状态;在靠近透明盛水容器(9)端的不锈钢管道(8)上设置一个手动高真空隔膜阀(6),用于控制炉内的压力状态。

透明盛水容器(9)与不锈钢管道(8)为非密闭连接,透明盛水容器(9)内盛装的是过滤后的自来水,装水量为容器体积的80%,伸进透明盛水容器(9)内的不锈钢管道(8)下端口与容器底部相距50毫米。

透明盛水容器(9)主要作用为:正压连续充氩气退火时,观察循环排气的状态,同时收集热处理过程中产生的微量镁灰,降低安全隐患。

本实用新型的有益效果:本热处理装置通过正压连续充氩气方式对含镁含钇储氢合金进行热处理,大幅降低了镁含量的挥发,热处理过程中镁含量损失约3%,有效控制了含镁含钇储氢合金成分的稳定性和一致性,使产品性能均匀稳定。同时通过本热处理装置可以有效收集退火热处理过程中产生的镁灰,减少了退火炉内镁灰的聚集,可防止出炉过程中着火,有效降低了安全隐患。本热处理装置结构紧凑,设计合理,操作简单易行,适合规模生产。

附图说明

图1为本实用新型含镁含钇储氢合金的热处理装置结构示意图;

图中:1、真空退火炉;2、装料筐;3、抽真空装置;4、氩气供给装置;5、气动电磁阀;6、手动高真空隔膜阀;7、电接点压力表;8、不锈钢管道;9、透明盛水容器;

图2为抽真空装置(3)结构示意图;

图中:10、机械泵;11、罗茨泵;8、不锈钢管道。

具体实施方式

实施例1

将含镁含钇储氢合金(镁的质量百分比含量1.2%)放置在真空退火炉(1)的装料筐(2)内,用抽真空装置(3)对炉内抽真空,抽到-0.1MPa时停止抽真空,用氩气供给装置(4)对炉内充氩气到+0.02MPa,重复上述步骤反复抽真空和充氩气三次,完成排氧气工步。然后打开氩气供给装置(4)旁的手动高真空隔膜阀(6)再次对炉内充入氩气,观察电接点压力表(7),当显示炉内压力为+0.03MPa时打开压力表旁边的手动高真空隔膜阀(6),同时观察透明盛水容器(9)内的水中是否有气泡出现。当水中产生连续性的气泡时证明炉内已经处于正压状态,此时调节两个手动高真空隔膜阀(6),保持氩气充气和排气平衡,使真空退火炉(1)内的压力稳定在+0.03MPa。此时对炉内加热,开始进入正式的退火热处理阶段。将炉内升温到960℃后保温6小时,保温结束后开启冷却风机将炉内冷却到室温,完成整个热处理过程。之后将透明盛水容器(9)内的水倒入回收池,并将容器清理干净,装入过滤后的自来水备用。对热处理后的含镁含钇储氢合金取样测试ICP成分,其中镁的质量百分比含量为1.17%,符合质量要求。

实施例2

将含镁含钇储氢合金(镁的质量百分比含量0.9%)放置在真空退火炉(1)的装料筐(2)内,用抽真空装置(3)对炉内抽真空,抽到-0.1MPa时停止抽真空,用氩气供给装置(4)对炉内充氩气到+0.02MPa,重复上述步骤反复抽真空和充氩气三次,完成排氧气工步。然后打开氩气供给装置(4)旁的手动高真空隔膜阀(6)再次对炉内充入氩气,观察电接点压力表(7),当显示炉内压力为+0.03MPa时打开压力表旁边的手动高真空隔膜阀(6),同时观察透明盛水容器(9)内的水中是否有气泡出现。当水中产生连续性的气泡时证明炉内已经处于正压状态,此时调节两个手动高真空隔膜阀(6),保持氩气充气和排气平衡,使真空退火炉(1)内的压力稳定在+0.03MPa。此时对炉内加热,开始进入正式的退火热处理阶段。将炉内升温到970℃后保温7小时,保温结束后开启冷却风机将炉内冷却到室温,完成整个热处理过程。之后将透明盛水容器(9)内的水倒入回收池,并将容器清理干净,装入过滤后的自来水备用。对热处理后的含镁含钇储氢合金取样测试ICP成分,其中镁的质量百分比含量为0.88%,符合质量要求。

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