专利名称：多功能热浸镀模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属材料加工的模拟装置，是以热镀锌模拟试验为主的多功能热浸镀模拟试验装置。
上述的模拟装置结构一般是试样装卡位与加热位及浸锌位三者在高度方向上呈线性排列布置。同时因熔锌炉、加热炉均有一定高度，所以导致位于其上的试样装卡位距离基础地面很高，必须借助一定高度的阶梯走台，才能实现装卡，不仅造成操作不便，而且还造成整个装置举架太高(约4米以上)，一般的实验室无法安装。
目前，现有技术中的加热方式大多采用感应加热方式或电阻加热方式。感应加热能达到急速加热，工作环境良好，温度易于调节，对试样规格变化的适应性强。但是，感应加热存在加热区域不均匀、耗电量大、附属控制装置多、投资高的缺陷；电阻炉加热具有加热均匀，投资少，结构简单等特点。但是，电阻炉加热存在升温慢、温度调节滞后性强等不足。
试样装卡及传输机构的好坏，对现场情况模拟的真实性和可靠性是至关重要的。现有技术中，试样装卡一般采取传输杆与试样通过螺钉或焊接联接，其联接位置位于试样顶边中部，这样可实现试样的上、下自由运动，与加热设备不发生干涉。由于试样传输杆上下移动的距离很长，为保证头部带试样的传动杆平稳传动，通常采用具有一定强度和刚度的试样传动杆。因此，试样传动杆的直径必须保证达到一定大小的数值，这样就相对地限制了试样与加热炉中发热体之间的距离，同时也限制了试样与喷嘴之间的距离。目前，现有技术中已有一种改进型的结构，如中国专利ZL96229143.9，申请日为96.1.19，名称为“试样传动杆与感应加热平板线圈呈轴偏心的装置”中，公开了一种采用L型试样移动杆的结构，可以达到不影响试样与加热炉中加热体之间的距离，也不影响试样与喷嘴之间的距离，但对操作和炉腔的密封十分不便，移动杆难于同轴工作。并且，最重要的是这些结构都无法达到真实地模拟现场生产中带钢受张力的情况，一定程度上仍然限制了热镀锌模拟机对现场情况模拟的真实性和可靠性。
本实用新型多功能热浸镀模拟装置的构成，主要包括金属熔化炉2，熔化炉2上部装配有气刀机构3，试样加热炉5，试样装卡机构6和与其相联接的试样传输机构7，其特征是在熔化炉2的下部置于基础平面的导轨9上，装有一个起降熔化炉2的液压缸8，气刀机构3与试样加热炉5之间装有一个隔离密封装置4，试样加热炉5采用金属试样低热惯性快速加热装置，第二阶平台26上装有一个用于主传输机构7升降的液压缸16和两个升降试样加热炉的液压缸15，试样装卡机构6中的卡具为带张力装卡器具6a。
金属熔化炉2内的容器1可以是坩埚、涂料锅或水槽。采用坩埚时，可进行镀锌、镀铝试验，采用涂料锅或水槽，可进行涂敷或淬火试验。
下机架21上的第一阶平台22上装有一个气刀机构3是由两组4个液压缸24组成，两个水平安装，两个倾斜带有角度装配，与水平面呈15°-20°可变角运行，用以达到控制气刀间距离及气刀喷嘴角度的调节。
气刀机构3与试样加热炉5间的隔离密封机构4是由两个闸板导轨11和与其匹配的两个闸板启闭液压缸12，闸板13构成。
上述的金属试样低热惯性快速加热炉，是由炉体5a、红外电加热器17和冷却气管18构成，炉体5a的内壁上装配有抛物面镀金反射罩19，红外电加热器17装配于抛物面镀金反射罩19的焦点上，冷却气管18装于炉体5a内的试样气氛保护罩20内环四周边。
上述的带张力的装卡器具6a，其构成为一框式结构，试样可匹配装入，达到实现张力可调。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1、本实用新型显著优点是多功能。由于设置了隔离密封装置，使试样加热炉和金属熔化炉可以分为两个腔室，不但保证了试验环境，而且可以实现模拟试验多功能化。当闸板关闭，可进行连续退火热处理试验；当闸板打开可进行热镀锌、镀铝模拟试验。在更换熔化炉内的坩埚为涂料锅或水槽时，还可进行涂敷或淬火模拟试验。
2、本实用新型在两处采用压力密封，即试样加热炉与隔离密封装置间的密封，熔化炉与气刀室间的密封。加热炉与隔离密封装置间的压力密封用两个液压缸实现的。装料时炉抬起，上好后加热炉复位，并由液压缸压紧密封圈实现密封，使加热与装料在同一位置，可大大减少整个装置的高度，使高度降到3米以下，通常的室内高度即可安装此装置。底部是熔化炉与气刀室间的压力密封，它由密封法兰罩和炉底部的液压缸使熔化炉起降来实现。这可以使熔化金属的操作离开试验位进行，安全且易操作。由于装置高度降低，这就可以实现传输机构的移动杆的液压控制，比现有技术中采用机械移动的结构简单，定位精度提高。
3、采用低热惯性快速加热装置是实现对金属试样快速加热的主要条件，由于该装置的低热惯性，可实现在该装置中进行控制加热与控制冷却两种方式的热处理。加热升温速率最高可达到50℃/s，降温速率最高可达100℃/s。
4、本实用新型气刀室内的气刀控制机构，可实现多参数控制，即气刀间距离，气刀角度，喷嘴喷气压力，气刀口的大小等。
5、本实用新型采用带张力夹头，可实现在热处理过程中对试样的张力调节，与实际生产更为接近。
及具体实施方式
图1是本实用新型多功能热浸镀模拟装置的结构示意图，图2是本实用新型的A-A剖面图，图3是本实用新型的B-B剖面图，图4是本实用新型的C-C剖面图。
在图1、图2、图3、图4中给出了本实用新型有一个熔化炉2，放置于熔化炉导轨9上的小车25上，熔化炉2内装配有一个容器1，容器1可以是坩埚、涂料锅或水槽。熔化炉2与气刀机构3工作状态是上下紧密连接，且为压力密封，它由密封法兰27和熔化炉2下面导轨9上的液压缸8使熔化炉起降来实现。同时熔化炉2还可通过小车25水平移动，使熔化金属的操作离开试验工作位，进行装料，并由熔化炉2内的电热丝10加热，安全且易操作。气刀机构3有两组共4只液压缸构成。其中两只水平安装，两只倾斜带有角度安装，与水平面呈15°-20°可变角度运行。通过上述4只液压缸实现对试样的喷吹动作进行调节，可进行喷吹压力的调整，喷吹角度的调整，喷吹距离的调整。在气刀机构3与试样加热炉5之间装配有一个隔离密封机构4，它可将气刀机构3与试样加热炉5上下连通起来，不但可保证对加热时试样所处加热炉内气氛的更换和控制，而且可以实现模拟试验的多功能化。如果隔离密封机构4中的闸板13关闭，可进行连续退火热处理试验。在熔化炉内装置为坩埚时，闸板13打开可进行热镀锌、镀铝模拟试验。如改变容器1为涂料锅或水槽，还可进行涂敷或淬火模拟试验。隔离密封机构4中的闸板13的关闭实施，是通过装配在机构内两个闸板启闭液压缸12沿闸板导轨11上运行来完成。试样加热炉5为金属试样低热惯性快速加热炉，它是由装配在炉壁内侧的抛物面镀金反射罩19、红外电热加热器17和冷却气管18构成，红外电加热器17装配于抛物面镀金反射罩19的焦点上，从而使红外电加热器17与镀金反射罩19构成热辐射源。4个冷却管18装于炉体5a内的试样气氛保护罩20内四周边。加热炉为金属试样低热惯性快速加热炉，对金属试样进行快速热处理，加热升温速率最高可达到50℃/s，降温速率最高可达100℃/s，真实精确地模拟出实际生产中带钢在连续退火炉中的温度变化曲线。试样加热炉5与隔离密封装置4间的压力密封，是用安装在第二阶平台26上的两个液压缸15实现的。装料时炉抬起，料上好后加热炉复位，并由液压缸压紧密封圈28实现密封，使加热与装料在同一位置，可大大减少装置高度。传输机构7的传输杆装配在移动升降导架23上，移动升降导架23通过装在第二阶平台26上的液压缸16的动作进行上下移动，使传输机构的传输杆达到升降，完成热浸镀的模拟试验。装配于传输杆下端的试样装卡机构6的装卡器具6a是一个带张力的试样卡具，其构成为一框式结构，可实现在热处理过程中对试样的张力调节，达到与实际生产更为接近。
权利要求1.一种多功能热浸镀模拟装置，包括熔化炉2，熔化炉2上部装配有气刀机构3，试样加热炉5，试样装卡机构6和与其相联接的试样传输机构7，其特征是在熔化炉2的下部置于基础平面的导轨9上，装有一个起降熔化炉2的液压缸8，气刀机构3与试样加热炉5之间装有一个隔离密封装置4，试样加热炉5采用金属试样低热惯性快速加热装置，第二阶平台26上装有一个用于主传输机构7升降的液压缸16和两个升降试样加热炉5的液压缸15，试样装卡机构6的装卡器具6a为带张力的装卡器具。
2.按照权利要求1所述的多功能热浸镀模拟装置，其特征是熔化炉2内的容器1可以是坩埚、涂料锅或水槽。
3.按照权利要求1、2所述的多功能热浸镀模拟装置，其特征是熔化炉2为可移动式的。
4.按照权利要求1所述的多功能热浸镀模拟装置，其特征是安装于第一阶平台22上的气刀机构3是两组4个液压缸24组成。
5.按照权利要求1、4所述的多功能热浸镀模拟装置，其特征是气刀机构3中一组两个液压缸为水平安装，另一组两个液压缸为倾斜带有角度装配，与水平面呈15°-20°可变角度运行。
6.按照权利要求1所述的多功能热浸镀模拟装置，其特征是隔离密封机构6是由两个闸板导轨11和与其匹配的两个闸板启闭液压缸12，一个闸板13构成。
7.按照权利要求1所述的多功能热浸镀模拟装置，其特征是采用的金属试样低热惯性快速加热炉是由炉体5a，红外电加热器17、冷却气管18构成，炉体5a内壁上装配有抛物面镀金反射罩19，红外电加热器装配于抛物面镀金反射罩19的焦点上，4个冷却气管18装于炉体5a内的试样气氛保护罩20内环四周边。
8.按照权利要求1、7所述的多功能热浸镀模拟装置，其特征是金属试样低热惯性快速加热炉的炉体5a可对折打开，抛物面镀金反射罩19平行安装在炉体5a两侧内壁上。
9.按照权利要求1所述的多功能热浸镀模拟装置，其特征是带张力的试样装卡器具6a，其构成为一框式结构。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能热浸镀模拟装置，主要包括有金属熔化炉，其上部空间依次装配有气刀机构，试样加热炉，试样装卡机构，试样传输机构，其特征是在气刀机构与试样加热炉间装配有一个隔离密封机构，不但保证试验环境，而且可以实现模拟试验多样化；试样加热炉采用金属试样低热惯性加热装置，可以实现同一装置的加热与冷却的热处理试验；试样装卡机构采用带张力夹头，可实现试样的张力调节，与实际更接近；采用移动式金属试样低热惯性加热炉，实现低位试样夹持装料并降低了试验装置高度。
文档编号C23C2/00GK2558664SQ02274838
公开日2003年7月2日 申请日期2002年8月20日 优先权日2002年8月20日
发明者王国栋, 刘相华, 边军, 王振范, 岳发 申请人:东北大学