一种中频感应炉的制作方法

本发明涉及热处理机械领域，更具体地说，特别涉及一种中频感应炉。

背景技术：

中频感应炉为一种新型的热处理设备，中频感应炉使用中，待加热工件所包围的磁通量发生变化时，环路中就会产生感应电势，处于交变磁场中的工件受电磁感应的作用同样也会产生感应电势，从而会在工件中形成感应电流(涡流)，感应电流克服工件本身的电阻就而产生焦耳热，这一热量进而可以直接加热工件本身，从而使工件升温、熔化，达到工件各种热处理的目的。由于中频感应炉的热量在工件自身内部产生，该加热方式加热温度高、升温速度快、氧化极少、加热效率高，同时感应加热易实现加热均匀、芯表温差小，因此，中频感应炉越来越深受广大用户喜爱。

中频感应炉中，为更好的监测工件的加热温度，有效实现工件加热温度的控制，中频感应炉内部一般设置有专门的温度监测仪。现有设计中，由于热电偶具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高等优点，且热电偶测量时无需外加电源，使用十分方便，因此，中频感应炉内部常常使用热电偶作为温度监测仪。实际操作中，虽然热电偶一般情况下测温比较方便，但是中频感应炉内部的温度往往非常高，常常可以达到3000摄氏度，而热电偶本身的最高承受温度一般不超过1600摄氏度，如此，导致热电偶常常由于温度过大而烧坏，极大影响了设备的正常测温。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为提供一种中频感应炉，该中频感应炉通过其结构设计，能够有效实现设备测温过程的顺利进行。

一种中频感应炉，包括炉壳，所述炉壳外部设置有中频电源，所述炉壳内腔设置有呈环状布置的感应线圈且所述感应线圈与所述中频电源相连接，所述感应线圈底部安装有底盖，所述感应线圈顶部安装有顶盖，所述感应线圈内腔包设有坩埚，所述感应线圈内壁与所述坩埚外壁之间设置有保温腔，所述保温腔内填充有保温料，所述炉壳外部设置有用于所述坩埚内部低温监测的热电偶和所述坩埚内部高温监测的红外仪，所述热电偶通过可以滑动的探针与所述坩埚内部连通，所述探针上连接有气缸，所述气缸用于驱动所述探针进出所述坩埚，所述红外仪通过石墨管与所述坩埚内部连通。

优选地，当所述坩埚内部温度不超过1600摄氏度时，所述热电偶通过所述探针对所述坩埚内部温度进行监测；当所述坩埚内部温度超过1600摄氏度时，所述气缸将所述探针从所述坩埚内部拔出，所述红外仪通过所述石墨管对所述坩埚内部温度进行监测。

优选地，所述感应线圈采用氧化铝材料整体浇注而成。

优选地，所述保温料为黏胶基短切纤维。

优选地，所述坩埚为环状布置的石墨坩埚。

优选地，所述炉壳上插设有冷却水导入管与冷却水导出管，所述冷却水导入管与所述冷却水导出管用于在所述炉壳内形成水冷环路。

优选地，所述炉壳外部设置有真空泵，所述真空泵与所述炉壳内腔相连通。

优选地，所述炉壳外部设置有用于所述炉壳内腔惰性气体输入的第一导气管与用于所述炉壳内腔惰性气体输出的第二导气管。

本发明的有益效果是：本发明提供的中频感应炉结构紧凑，能够有效实现设备测温过程的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的中频感应炉的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1，图1提供了本发明的一种具体实施例，其中，图1为本发明实施例所提供的中频感应炉的整体结构示意图。图中箭头方向为气体或冷却水的流动方向。

本方案在中频感应炉炉壳外部设置有用于坩埚内部低温监测的热电偶和坩埚内部高温监测的红外仪，将低温监测与高温监测相区别，在1600摄氏度低温情况下可以高效运用到热电偶的灵敏性与准确性，在超过1600摄氏度的高温情况下，又可以切换至红外仪进行测温，从而确保中频感应炉整个测温过程的顺利进行，也可以防止热电偶由于受温过高而烧毁。

本方案中，该中频感应炉包括炉壳1，中频电源2，感应线圈3，底盖4，顶盖5，坩埚6，保温料7，热电偶8，红外仪9，探针10，气缸11，石墨管12，冷却水导入管13，冷却水导出管14，真空泵15，第一导气管16，第二导气管17。

本方案中，炉壳1为设备的主体支撑部分，炉壳1的具体形状和尺寸可以根据实际需要进行选择设计。具体地，本实施例选用了圆筒状炉壳。

本方案中，炉壳1外部设置有中频电源2，所述炉壳1内腔设置有呈环状布置的感应线圈3且所述感应线圈3与所述中频电源2相连接。其中，中频电源2用于交变电流的提供，感应线圈3用于交变磁场的提供。具体地，由于感应线圈3的存在，放置在坩埚6内且处于交变磁场中的工件受电磁感应的作用同样也会产生感应电势，从而会在工件中形成感应电流(涡流)，感应电流克服工件本身的电阻就而产生焦耳热，这一热量进而可以直接加热工件。

本方案中，感应线圈3底部安装有底盖4，所述感应线圈3顶部安装有顶盖5，所述感应线圈3内腔包设有坩埚6，所述感应线圈3内壁与所述坩埚6外壁之间设置有保温腔，所述保温腔内填充有保温料7。具体地，底盖4与顶盖5一般选用保温材料制作而成，如此，底盖4与顶盖5可以与保温料7一起环绕坩埚6形成一个保温腔。具体地，为进一步方便工件的加热，坩埚6优选为环状布置的石墨坩埚。

本方案中，炉壳1外部设置有用于所述坩埚6内部低温监测的热电偶8和所述坩埚6内部高温监测的红外仪9，所述热电偶8通过可以滑动的探针10与所述坩埚6内部连通，所述探针10上连接有气缸11，所述气缸11用于驱动所述探针10进出所述坩埚6，所述红外仪9通过石墨管12与所述坩埚6内部连通。

具体地，本实施例的低温指0至1600摄氏度，高温指1600至3300摄氏度。当然，上述低温与高温的划分及界限仅仅相对于本实施例而言。本方案测温时具体选用的测温仪器可以根据温度高低情况进行切换，低温时选用热电偶8，高温时选用红外仪9。其中，红外仪9的测温视镜通过密封的石墨管12与坩埚6内部相连，密封的石墨管12插入炉内高温区，密封的石墨管12既可以用于温度传导，又可以避免高温下工件挥发物对红外仪9测温视镜镜片造成污染，从而确保高温情况下测温过程的顺利进行。

具体实施时，当所述坩埚6内部温度不超过1600摄氏度时，所述热电偶8通过所述探针10对所述坩埚6内部温度进行监测；当所述坩埚6内部温度超过1600摄氏度时，所述气缸11将所述探针10从所述坩埚6内部拔出，所述红外仪9通过所述石墨管12对所述坩埚6内部温度进行监测。

本实施例中，所述感应线圈3采用氧化铝材料整体浇注而成。相对传统的感应线圈采用玻璃纤维带缠绕绝缘方式制作，本方案开创性的将感应线圈3采用氧化铝材料整体浇注而成，如此，使用温度更高，绝缘更可靠。传统中频感应炉的加热温度一般低于3000摄氏度，本发明通过其设计，将中频感应炉的加热温度成功提升到了3300摄氏度以上。

本实施例中，所述保温料7优选为黏胶基短切纤维。具体地，因为中频感应炉使用温度高，常规设备在坩埚外都是采用保温炭毡作为保温料，保温炭毡使用一段时间后往往会发生烧损的情况，一但出现烧损，需拆出坩埚后重新更换保温材料，本专利则开创性的采用的黏胶基短切纤维作为保温料7填充在感应线圈3和坩埚6之间，黏胶基短切纤维出现烧损后可以直接拆掉顶盖5，然后从上方填充进感应线圈3和坩埚6之间的保温腔继续使用，避免了坩埚6的反复拆卸和保温材料的频繁更换，省时省力省成本。

本实施例中，为进一步方便炉壳1与感应线圈3的冷却降温，优选地，所述炉壳1上插设有冷却水导入管13与冷却水导出管14，所述冷却水导入管13与所述冷却水导出管14用于在所述炉壳1内形成水冷环路。具体地，炉壳1可以设置夹层结构，再配合上述水冷结构，可以在设备内形成均匀的冷却水流场，极大提高了设备的使用寿命和一定温度下的使用强度。

本实施例中，所述炉壳1外部设置有真空泵15，所述真空泵15与所述炉壳1内腔相连通。所述炉壳1外部设置有用于所述炉壳1内腔惰性气体输入的第一导气管16与用于所述炉壳1内腔惰性气体输出的第二导气管17。

具体地，中频感应炉加热前，可以通过真空泵15先将设备内部抽至一定真空度，待设备温度升高至1800℃后，通过设备底部的第一导气管16充入氩气，氩气再从真空泵15前的第二导气管17排出，从而使设备内处于惰性气体保护状态，可显著提高材料的使用温度和寿命。

以上对本发明所提供的一种中频感应炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。