专利名称：铠装热电偶材料的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种热电偶材料的制造方法，特别是涉及一种带气体保护的连续热处理的铠装热电偶材料的制造方法。
背景技术：
热电偶广泛应用于测温和温度控制的自动化仪表，从传统的温度仪表装配式热电偶，已更新换代发展到符合IEC国际标准的铠装热电偶。铠装热电偶测量温度的原理是基于Seeback(赛贝克)效应，通过其中间的两根不同成份的合金均质导体(热电极)组织成闭合回路；当热电极两端存在温度梯度T0和T时，回路中就有电流通过，两端之间就存在赛贝克电势一热电势，其原理图见图1。由于铠装热电偶有许多优点一，是热响应速度快，最小可达到毫妙数量极，适用于微机控制的捡测场合；二，是化学稳定性好，使用很长时间后分度飘移偏差小，因此使因寿命长；三，是有良好的机械性能，能耐强烈的振动和冲击；四，是耐高压大于3000MPa；五，是耐高温，并在高温条件下具有良好的绝缘性能；六，适用于高压、高温同时作用环境下测量温度和自动控制温度；七，是外径体积小、可任意弯曲，适用于复杂、狭小弯曲、微型化的场合测量和控制温度；因此得到了广泛应用。
现有铠装热电偶材料的制造工艺为由金属套管、绝缘材料〔一般为氧化镁粉〕、热电偶丝三者组合而成坚实体；三者组装后采用拉拔机〔链式拉拨机和卷筒式拉拔机〕，从最大直径Φ23mm逐步减径至Φ8mm，最小减径至Φ0.5mm。在每一道减径过程中，金属受到压缩产生变形，其外直径减小而长度拉长，就产生了形变应力；如果不消除形变应力，就会被拉断。为了消除形变应力，必须用热处理炉来退火，以恢复金相结构，使减经工艺继续进行，直至达到需要的热电偶材料的外径。
由于铠装热电偶材料的热电势精度要求非常高，目前常用箱式炉或用钟罩式退火炉，或者用短路退火均达不到热电势稳定的工艺要求，其结果是铠装热电偶材料高品位的产品生产不出来，而且会产生大量废品，因而生产效率低、产品成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷而提供一种带气体保护的铠装热电偶制造方法，以达到铠装热电偶产品一级品率高、生产成本低的目的。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为
铠装热电偶制造方法，先将热电偶丝穿入予制好的绝缘材料孔中，在绝缘材料外面套上金属套管，经过减径、热处理，达到符合产品要求的外直经，所述的热处理是带气体保护连续热处理方法。
上述热处理时，要使热处理的铠装热电偶材料在单位时间里受热和冷却相等，并且均匀，使整圈铠装热电偶材料在热处理过程中，在匀速、连续不断的受到洽到好处的热量和释放热量，才能达到热电势的数据要求。
由于目前传统热电偶材料的制造方法，其制造出来的产品均达不铠装热电偶材料的高品质要求，因此必须对现有的制造方法进行改进，而热处理工艺是关键；本发明人经研究发现采用气体连续热处理方法是保证铠装热电偶产品质量的关键步骤。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过气体保护和连续热处理，与传统的热处理方法相比，其得到的铠装热电偶材料产品的I级品率高，达到70％以上，因此生产效率高、成本低。而且其表面已达到光亮要求，而目前通过普通热处理方法处理的热电偶材料，其表面最好的只达到烟灰色，即表面尚有轻微氧化层，不能符合要求，外观也不美观，更不为市场所接受。
图1为铠装热电偶的原理图；图2为本发明实施例的带气体保护的连续热处理装置示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
铠装热电偶材料的制造方法投料时先将合格的偶丝校直清洗，然后穿入已预制好的氧化镁粉瓷柱的孔中，再将瓷柱穿入金属套管的内孔内，这时三者巳组装完成；开始减径工艺先将直径Φ23至Φ16的金属套管一端，进入轧尖机轧细，然后穿入模具，在链式拉拔机上减径，直至减径至Φ8mm，减径小于Φ8mm时，因为长度超过链式拉拔机最长的拉拔长度25m；所以要用卷筒拉拨机继续减径至Φ3mm，小于Φ3mm以下由立式卷筒拉拔机进行减径，直至减径至最小直径Φ0.5mm。在每一道减径以后，因为金属形变应力而产生硬化，需要由热处理来软化，以恢复金属的金相结构。经过热处理后再继续减径，直至减到需要的直径。
所述热处理是采用气体保护连续热处理方法，其热处理装置如图2所示，由密闭的带保护气进口4的热电偶材料通孔2、加热炉3、冷却器5、密封装置6和带链条7的牵引装置8组成。热处理时，由进口4在通孔2中通入保护气体，由牵引装置8通过链条7牵引铠装热电偶材料1在通孔2内匀速通过加热炉3和冷却器5，并使整圈的铠装热电偶材料1在单位时间里受热和冷却相等，并且匀速、连续不断地受到洽到好处的热量和释放热量，使之达到铠装热电偶材料的热电势理想的数据要求。
热处理中所述保护气体通常采用氮气或者氢气、氮气混合气体，使热处理的产品达到光亮处理的要求。
热处理的温度也是关键，热处理温度为750～1200℃，采用温度智能仪表自动控制显示和控制温度。
是否采用气体保护的热处理步骤，关系到铠装热电偶的表面质量。因为铠装热电偶材料是一种用于自动化仪表的精密材料，其表面质量非常重要，不仅其外观不允许有金属剥落现象、产生麻点或拉毛等缺陷，而且其外表面光亮度要达到镜面；如果不用气体保护，金属受到750℃温度以上就会产生氧化层，铠装热电偶材料的表面会产生金属剥落，并在表面产生麻点等不良缺陷；同时由于反复多次的热处理，会使铠装热电偶材料的外套管壁厚减薄，影响铠装热电偶材料的机械强度，降低其使用寿命，使所生产的产品成为不合格产品，所以热处理的整个过程必须连续且用气体来保护。
上述减径处理中，由大直径Φ23mm逐步减径至最小Φ0.5mm，要配置不同孔径的模具。为了使铠装热电偶材料能穿入模具孔内，必须按照热电偶材料不同的规格，设计轧尖机，轧尖机上有多道孔型，按照减径比例来设计，要求压缩比例合理，轧出的表面光洁，不允许有毛刺，以免拉毛模具。
链式拉拔机采用气动自动夹紧装置和小车自动往返装置，能降低劳动强度，提高生产效率。
在拉拔过程中，拉伸模具与热电偶材料需要良好的润滑，以使被拉拔的工件在模具孔内得到充分的润滑，如果润滑不良，或模具内孔不光洁，就会把铠装偶材表面拉毛，产生不合格品，因此还需要加上润滑装置。
从直径Φ23mm减径至最小Φ0.5mm，还可根据生产场地、设备等具体情况，设计和配置拉拔机、模具的种类和数量。
铠装热电偶材料以热电势的数据为主要质量考核指标。本发明通过上述制造方法，特别是采用气体保护连续热处理，处理后的热电偶产品质量达到了国际电工委员会标准，得到了世界500强自动化仪表厂家罗斯蒙特公司的质量鉴定认可，已为其批量生产。
权利要求
1.铠装热电偶制造方法，先将热电偶丝穿入予制好的绝缘材料孔中，在绝缘材料外面套上金属套管，经过减径、热处理，达到符合产品要求的外直经，其特征在于所述的热处理是带气体保护连续热处理方法。
2.如权利要求1所述的铠装热电偶制造方法，其特征在于所述的热处理时，使要热处理的铠装热电偶在单位时间里受热和冷却相等，并且均匀。
3.如权利要求1或2所述的铠装热电偶制造方法，其特征在于所述的气体为氮气或氢气与氮气的混合气。
4.如权利要求1或2所述的铠装热电偶制造方法，其特征在于所述的热处理的温度为750～1200℃。
5.如权利要求1或2所述的铠装热电偶制造方法，其特征在于所述的热处理的装置由带气体进口的热电偶材料通孔、加热炉、冷却器和牵引装置组成。
全文摘要
本发明涉及一种热电偶材料的制造方法，特别是涉及一种带气体保护的连续热处理的铠装热电偶材料的制造方法。铠装热电偶制造方法，先将热电偶丝穿入予制好的绝缘材料孔中，在绝缘材料外面套上金属套管，经过减径、热处理，达到符合产品要求的外直经，所述的热处理是带气体保护连续热处理方法。优点在于通过气体保护和连续热处理，与传统的热处理方法相比，其得到的铠装热电偶材料产品的I级品率高，达到70％以上，因此生产效率高、成本低。而且其表面已达到光亮要求，而目前通过普通热处理方法处理的热电偶材料，其表面最好的只达到烟灰色，即表面尚有轻微氧化层，不能符合要求，外观也不美观，更不为市场所接受。
文档编号G01K7/02GK1558456SQ200410016018
公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月20日 优先权日2004年1月20日
发明者孙文忠, 孙炯, 孙磊, 张亚娟 申请人:孙文忠