渗透装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种渗透装置及方法，特别涉及一种用于磁体表层渗透处理的渗透装置及方法。
【背景技术】
[0002]表层渗镝渗铽技术是高性能钕铁硼稀土永磁体烧结成坯块后表层处理的新技术。对磁体表层一定深度范围的渗镝渗铽处理，可显著提高磁体的耐温性和矫顽力，在高性能钕铁硼稀土永磁制造领域得到了初步应用。
[0003]真空高温渗透炉是一种可对烧结永磁体表层进行渗镝渗铽热处理的高温真空炉。普通的高温真空炉主体结构包括能够加热和抽真空的炉体以及能够驱动工件在其内部运动的驱动机构。例如中国专利申请CN102331194A公开了一种高温真空炉，包括具有内腔的炉本体、设置于内腔开口处的炉盖、开设于所述的炉盖上的用于观察内腔内加工工件运动的观察孔、驱动所述的加工工件运动的驱动机构，所述的高温真空炉还包括控制所述的驱动机构的控制箱，所述的观察孔内设置有监控器，所述的控制箱上设置有显示屏，所述的监控器与所述的显示屏相电连接。然而，渗透工艺具有很高的温度敏感性，普通的高温真空炉不能满足要求。进行渗透处理时，加热室内各个被渗透磁体温度的控制，直接影响到磁体表层渗透的质量。对各个方位磁体加热温度的不同以及升降温速度的不同，都会导致磁体渗透层的厚度和质量不同，严重影响产品性能的一致性，甚至导致无法正常生产。
[0004]目前对磁体进行表层渗透处理的渗透装置一般采用普通真空烧结炉。例如中国专利申请CN103839670A公开了一种提高烧结钕铁硼永磁体矫顽力的磁体制备方法，包括步骤:a)、采用真空速凝技术制备钕铁硼合金磁性材料毛坯；b)、将上述毛坯依次进行倒角-清洗处理-水洗-表面改性-水洗处理；c)、将处理好永磁体置于进行镍/重稀土复合镀层的电镀；d)、将烧结钕铁硼磁性材料置于真空热处理炉内进行热处理。采用普通真空热处理炉进行表层渗透处理的效果不太理想，这主要是由于被渗透钕铁硼磁体在炉体内是静止的，加热过程是从外层摆放的磁体传导至内层摆放的磁体，且热处理炉内各个方位的温度有偏差，导致各个方位摆放的磁体在加热保温及升降温时温度高低不一，最后导致成品渗透层深度不一致，性能参差不齐。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种渗透装置及方法，解决了被渗透磁体温度不一致和升温降温速度不一致的问题。
[0006]本发明提供的渗透装置包括:
[0007]加热室，具有环形槽并在下端设置有加热室开口端；
[0008]旋转托盘，设置在所述加热室开口端下方；
[0009]旋转托架，安装在所述旋转托盘上；
[0010]料盒，设置在所述旋转托架上；
[0011]升降机构，用于使所述旋转托盘上下升降运动，使得旋转托架和料盒从所述加热室开口端进入所述环形槽内或从所述环形槽退出离开所述开口端；和
[0012]传动装置，使所述旋转托架能够在环形槽内自转且可绕所述旋转托盘中心轴公转。
[0013]根据本发明的渗透装置，优选地，所述加热室包括:
[0014]加热构件，设置在所述环形槽内壁两侧，所述加热构件与所述旋转托架中心的距离相同，对料盒进行双侧等距加热；和
[0015]加热室保温构件，所述加热室保温构件形成所述环形槽，其中加热室保温构件表层为反射屏，所述加热室保温构件内部填充有耐火保温材料。
[0016]根据本发明的渗透装置，优选地，所述加热室还包括:
[0017]通风口，设置在加热室上部且呈环形阵列布置；
[0018]通风口开/关单元，设置在所述通风口下方，用于打开/关闭所述通风口，所述通风口开/关单元具有在关闭状态起保温作用的反射屏，所述通风口开/关单元处于关闭状态时，所述通风口不完全封闭。
[0019]根据本发明的渗透装置，优选地，所述旋转托盘包括:
[0020]托盘保温构件，用于为所述加热室和所述料盒进行保温；
[0021]支撑构件，设置在所述托盘保温构件下方，所述支撑构件内部具有冷却通道。
[0022]根据本发明的渗透装置，优选地，该渗透装置还包括:
[0023]控制器，其用于控制所述旋转托盘的旋转速度和所述加热室加热温度。
[0024]根据本发明的渗透装置，优选地，所述旋转托架通过旋转机构呈环形阵列安装在所述旋转托盘上。
[0025]根据本发明的渗透装置，优选地，所述传动装置包括:
[0026]第一传动器，用于驱动所述旋转托盘旋转以及驱动所述旋转托架绕所述旋转托盘中心轴公转；
[0027]第二传动器，用于驱动所述旋转托架自转。
[0028]根据本发明的渗透装置，优选地，所述料盒底部具有凸台，所述料盒的上盖具有凹槽，所述料盒的凸台与所述料盒的凹槽设置为能够配合实现不同料盒的同心定位叠置。
[0029]根据本发明的渗透装置，优选地，所述旋转托架上部具有凹槽，所述旋转托架的凹槽与所述料盒底部的凸台设置为能够配合实现所述料盒与所述旋转托架的同心定位放置。
[0030]本发明还提供了利用上述任一项渗透装置对磁体进行高温渗透的方法，包括如下步骤:
[0031](I)装料:
[0032]将磁体单层或层叠摆放若干层装入料盒中；
[0033]通过升降机构使旋转托盘和旋转托架整体下降，将所述料盒单层或层叠摆放在旋转托架上；
[0034]通过升降机构使旋转托盘和旋转托架整体上升，所述料盒进入加热室的环形槽内；
[0035](2)抽真空:
[0036]将加热室抽真空；
[0037](3)高温渗透:
[0038]通过传动装置使得旋转托盘旋转，旋转托架在环形槽内自转且绕加热室的环形槽公转；控制所述旋转托盘的旋转速度和所述加热室加热温度，对磁体进行渗透处理；
[0039](4)冷却:
[0040]将被循环冷却的氩气从通风口进入加热室，对装载在料盒中的渗透完成的磁体进行冷却；
[0041](5)取料:
[0042]通过升降机构使旋转托盘下降，取出装载有渗透完成的磁体的料盒。
[0043]本发明的积极效果是:料盒放置在旋转托架上，随旋转托架自转，且绕环形槽加热室公转，从而实现了旋转换位高温渗透，保证了磁体位置的条件等同性。料盒同心放置在旋转托架上进一步保证了磁体位置的条件等同性。进一步，加热室采用环形槽结构，采用两侧等距加热，实现了加热环境的条件等同性。因此，本发明消除了因加热室各个方位的温度差异造成的磁体温度差异，提高了磁体渗透层厚度的一致性；提高了成品性能的一致性；且当提高升温速度和降温速度时，也能保证磁体温度的一致性，从而减少了能耗，缩短了生产周期。
【附图说明】
[0044]图1为本发明渗透装置的示意性剖示图。
[0045]图2为本发明渗透装置的加热室的仰视示意图。
[0046]图3为本发明渗透装置的旋转托盘、旋转托架旋转方式的俯视示意图。
[0047]图4为本发明渗透装置的旋转托盘、旋转托架传动机构的俯视示意图。
[0048]图5为本发明料盒在旋转托架上层叠摆放的示意图。
[0049]附图标记说明:10_旋转托盘；110_旋转托架；120_支撑构件；130_托盘保温构件；111-被动齿轮；112_旋转机构；20_加热室；210_加热室保温构件；220_加热构件；230-通风口开/关单元；211-通风口 ；310_主动驱动齿轮；410_料盒。
【具体实施方式】
[0050]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0051]本发明涉及的“上”、“下”等方位限定语只是表示本发明的渗透装置的相关部件之间的相对方位。本发明涉及的“耐高温”、“高强度”等对材料的限定是基于本领域的公知常识而言的，是惯常命名，本领域技术人员能够清楚地明白其含义。
[0052]<渗透装置>
[0053]本发明提供的渗透装置可以为用于磁体表层渗透处理的渗透装置，例如渗透炉，具体的实例包括但不限于高温真空渗透炉。本发明提供的渗透装置包括加热室、旋转托盘、旋转托架、料盒、升降机构和传动装置。其中，加热室具有一环形槽，作为进行加热渗透处理的容纳空间，所述加热室在下端设置有加热室开口端；旋转托盘设置在所述加热室开口端下方；旋转托架安装在所述旋转托盘上；料盒设置在所述旋转托架上；旋转托架和料盒能够在升降机构作用下，进行上下升降运动，从所述加热室开口端进入所述环形槽内或从所述环形槽退出离开所述开口端；所述旋转托架能够在所述传动装置的作用下在环形槽内自转且可绕所述旋转托盘中心轴公转。