渗透装置及方法_2

文档序号:9344741阅读:来源:国知局
[0054]根据本发明的渗透装置,优选地,所述加热室包括加热构件和加热室保温构件。所述加热构件设置在所述环形槽内壁两侧,可以为分布式设置,例如为条状格栅状排布。优选地,所述加热构件呈环形设置在环形槽内壁两侧。两侧的加热构件与所述旋转托架中心的距离最好相同,使得能够对料盒进行双侧等距加热。所述加热构件可以为本领域的各种耐高温金属材料,优选为耐高温钼板材,厚度可以为1-5_,优选为1.5-3_,根据本发明一个优选实施例,厚度为2mm ;每条耐高温钼板材的宽度可以为30-80mm,优选为40_60mm。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。所述反射屏可以为各种耐高温的金属板材,例如为耐高温钼板材,厚度可以为0.l_3mm,优选为l_2mm,根据本发明一个优选实施例,厚度为1mm。耐火保温材料可以为本领域常用的那些,优选为耐火砖或耐高温莫来石。
[0055]其他与加热处理有关的部件也应该由耐高温材料制成,例如所述料盒材料可以包括耐热钢或石墨。
[0056]根据本发明的渗透装置,优选地,所述加热室包括通风口和通风口开/关单元。通风口为用于控制加热室气压的气流通道,优选为设置在加热室上部且呈环形阵列布置;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,优选地,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,加热室内外仍可以发生气体流通。
[0057]根据本发明的渗透装置,优选地,还包括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的控制器,该控制器的类型和控制程序以能够实现上述控制功能为准,没有其他额外限定,依据现有技术实施即可。例如,控制器可以包括控制旋转托盘旋转速度的变频器或变频调速电机的速度控制器以及控制加热室内温度的功率控制器。
[0058]根据本发明的渗透装置,优选地,所述旋转托盘包括托盘保温构件和支撑构件。托盘保温构件为所述加热室和所述料盒进行保温;支撑构件设置在所述托盘保温构件下方以对所述托盘保温构件进行支撑。所述支撑构件优选由高强度耐高温金属材料制成。所述支撑构件内部最好具有冷却通道,以便于在高温处理完成后进行降温冷却处理。
[0059]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,所述旋转机构是为了使旋转托架既能够相对固定又能够发生自转,具体形式不做限制。
[0060]根据本发明的渗透装置,优选地,所述传动装置包括第一传动器和第二传动器。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,可以包括蜗轮蜗杆减速机或摆线针轮减速机。第二传动器用于驱动所述旋转托架自转,可以包括安装在所述旋转托盘上的主动驱动齿轮,安装在所述旋转托架上的与所述主动驱动齿轮啮合的被动齿轮。
[0061]根据本发明的渗透装置,所述料盒之间以及所述料盒与所述旋转托架之间可以通过各种方式进行可拆卸连接。优选地,所述料盒底部具有凸台,所述料盒的上盖具有凹槽,其中所述凸台与所述凹槽能够配合实现料盒同心定位叠置。更优选地,所述旋转托架上部具有凹槽,所述旋转托架的所述凹槽与所述旋转托架上的最底层料盒的底部所述凸台配合实现所述料盒与所述旋转托架的同心定位放置。凸台与凹槽可以采用圆形、方形、三角形等形状。
[0062]<渗透方法>
[0063]本发明还提供了利用上述任一渗透装置对磁体进行高温渗透的方法,该方法包括装料、抽真空、高温渗透、冷却和取料等步骤。具体如下:
[0064](I)装料:
[0065]将磁体单层或层叠摆放若干层装入料盒中;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;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。所述磁体可以为各种经过表层处理的磁体,例如为表面涂满氟化镝超细粉末的烧结钕铁硼磁体。
[0066](2)抽真空:
[0067]将加热室抽真空。具体可以为:打开加热室上部的通风口下方设置的通风口开/关单元,抽出加热室内的气体并排出渗透装置外,当渗透装置内压强达到预定值时,关闭所述通风口开/关单元。通风口开/关单元关闭并不会完全关闭加热室的气体通道,只是作为反射屏起到保温的作用。
[0068](3)高温渗透:
[0069]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。优选地,对磁体进行渗透处理的过程为:将磁体以3-8°C /min的速度升温至850_950°C并保温时效2-5小时,氟化镝粉末蒸发,与磁体表面元素还原后镝原子通过磁体表面扩散至磁体晶界相,通过所述功率控制器以3-8°C /min的速度降温至400-500°C并保温2_5小时。更优选的处理过程为:将磁体以4-6°C /min的速度升温至880_920°C并保温时效2.5-3.5小时,氟化镝粉末蒸发,与磁体表面元素还原后镝原子通过磁体表面扩散至磁体晶界相,通过所述功率控制器以4-6°C /min的速度降温至420-480°C并保温2.5-3.5小时。
[0070](4)冷却:
[0071]将被循环冷却的高纯氩气从通风口进入加热室,对装载在料盒中的渗透时效完成的磁体进行冷却。具体操作方法优选为:当真空高温渗透炉内压强达到5.5X104Pa-6.5 X 14Pa时,充气停止;当加热室内温度冷却至20-30°C时,循环冷却系统停止,旋转托盘和旋转托架停止旋转,向渗透装置内充入大气至渗透装置内外气压平衡。
[0072](5)取料: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。
[0073]实施例1
[0074]如图1所示,该渗透装置包括旋转托盘10、旋转托架110、加热室20、料盒410等部件。
[0075]旋转托架110安装在其下方的旋转托盘10上,多个旋转托架呈环形阵列安装在旋转托盘10上,可以对多个料盒进行高温渗透。旋转托架110的材料采用耐热钢。旋转托架110与旋转托盘10之间通过旋转机构112安装成一体,旋转托盘10上设置有孔,该孔中安装轴承,旋转托架110通过轴承安装在旋转托盘上。
[0076]参见附图1和图4,旋转托盘10下方安装有驱动其旋转的第一传动器。旋转托架110下方安装有第二传动器,以便通过所述旋转托盘的旋转带动旋转托架的自转。第二传动器采用齿轮传动方式,具体为采用安装在所述旋转托盘上的主动驱动齿轮310,安装在所述旋转托架上的与所述主动驱动齿轮啮合的被动齿轮111。由于旋转托架110与旋转托盘10之间设置有旋转机构112,因此在所述第一传动器驱动旋转托盘10转动时,安装在旋转托盘10上的旋转托架110绕旋转托盘10中心轴公转,通过上述主动驱动齿轮和被动齿轮相互啮合,带动旋转托架110自转。
[0077]所述旋转托盘10为圆形,包括上端的托盘保温构件130和下端的支撑构件120,所述托盘保温构件130为加热室20和磁体保温,所述托盘保温构件130材料采用耐火砖或耐高温莫来石,所述支撑构件120由耐热钢制成,具有高强度并耐高温,且所述支撑构件内部具有冷却通道,冷却通道内部通循环冷却水,用于支撑其上装载的若干旋转托架并防止其下方传动机器高温。
[0078]所述加热室20具有一环形槽结构,参见附图1、2所示,加热室20下端为开口端。装载在所述旋转托架110上的料盒410在所述加热室20的环形槽内旋转,所述加热室20包括加热构件220和加热室保温构件210,所述加热构件220安装在环形槽的内壁左右两侧,且两侧的加热构件220与旋转托架110中心的距离相同,从而对料盒410进行双侧等距加热。所述加热室保温构件210表层为反射屏,加热室保温构件210内部填充有耐火保温材料为加热室20和磁体保温。加热构件220材料采用高温钼板材,宽度为50mm,厚度为2mm ;反射屏材料为耐高温钼板材,厚度为1_ ;保温材料选自耐火砖、耐高温莫来石等。
[0079]此外,如图1所示,加热室20上方还设置有呈环形阵列布置的若干通风口 211,所述通风口 211在风冷阶段吹冷加热室和料盒。通风口 211下方安装有用于打开、关闭通风口的通风口开/关单元230,通风口开/关单元230关闭,此时不完全关闭加热室20的气体通道,只是作为反射屏起到保温的作用。所述通风口开/关单元230材料为耐高温钼板材,厚度为1_。加热室20内还设置有测量其内部温度的温度传感器。
[0080]所述渗透装置还包括一控制器,该控制器包括控制旋转托盘旋转速度的变频器或变频调速电机的速度控制器以及控制加热室
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