專利名稱：非晶合金鐵芯熱處理方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非晶合金鐵芯制造領(lǐng)域，特別是涉及一種非晶合金鐵芯熱處理方法與
裝置O
背景技術(shù)：
在日常生活中人們接觸的材料一般有兩種一種是晶態(tài)材料，另一種是非晶態(tài)材料。所謂晶態(tài)材料，是指材料內(nèi)部的原子排列遵循一定的規(guī)律。反之，內(nèi)部原子排列處于無(wú) 規(guī)則狀態(tài)，則為非晶態(tài)材料。一般的金屬，其內(nèi)部原子排列有序，都屬于晶態(tài)材料。研究發(fā) 現(xiàn)，金屬在熔化后，內(nèi)部原子處于活躍狀態(tài)，一旦金屬開(kāi)始冷卻，原子就會(huì)隨著溫度的下降， 而慢慢地按照一定的晶態(tài)規(guī)律有序地排列起來(lái)，形成晶體。如果冷卻過(guò)程很快，原子還來(lái)不 及重新排列、形核結(jié)晶就被凝固，進(jìn)而保持了液態(tài)的結(jié)構(gòu)，由此就產(chǎn)生了非晶態(tài)合金。非晶態(tài)合金與晶態(tài)合金相比，在物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能方面都發(fā)生了顯 著的變化。以鐵元素為主的非晶態(tài)合金為例，它具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低損耗的特點(diǎn)。由 于這樣的特性，非晶態(tài)合金材料在電子、航空、航天、機(jī)械、微電子等眾多領(lǐng)域中具備了廣闊 的應(yīng)用空間。特別值得關(guān)注的是，非晶合金于變壓器領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用——非晶合金變壓器，其磁 滯及渦流損失很小，空載損耗較之一般硅鋼片鐵芯可降低70%左右，同時(shí)具有較低的勵(lì)磁 功率，是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負(fù)載率 較低的地方。因此，與非晶合金變壓器性能直接相關(guān)的非晶合金鐵芯的制造便顯得尤為重要。 非晶合金鐵芯是利用非晶合金帶材加工而成，制造過(guò)程涉及非晶合金帶材的快淬、沖剪、卷 制等工藝。然而在這些工藝流程中，極易產(chǎn)生應(yīng)力，而這些應(yīng)力直接影響著非晶合金鐵芯的 電磁性能。因此，往往采用機(jī)械振動(dòng)和熱處理等多種手段來(lái)去除這些應(yīng)力。其中，在磁場(chǎng)條 件下進(jìn)行退火處理，就是一種重要的去除應(yīng)力的方法，是非晶合金鐵芯制造的關(guān)鍵工序。目前，一般通過(guò)測(cè)量熱處理爐的爐溫來(lái)控制非晶鐵芯的熱處理過(guò)程，但由于熱處 理對(duì)象為大批量鐵芯，使得各個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)際溫度與爐溫偏差較大，有的鐵芯會(huì)產(chǎn) 生“過(guò)燒”現(xiàn)象，而有的鐵芯則處理溫度或時(shí)間不足，從而大大影響鐵芯性能的均勻性，甚至 產(chǎn)生不合格產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠合理控制非晶鐵芯熱處理溫度的非晶合金鐵芯 熱處理方法與裝置，從而提高非晶合金鐵芯在熱處理過(guò)程中的受熱一致性，進(jìn)而改善非晶 合金鐵芯性能的均勻性，提高產(chǎn)品的成品合格率。為此，本發(fā)明提供一種非晶合金鐵芯熱處理方法，包括利用溫度傳感器測(cè)定熱處 理爐的爐溫；同時(shí)，利用另外多個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)待處理的多個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度； 根據(jù)所測(cè)定的爐溫和多個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整熱處理爐的加熱功率。
進(jìn)一步的，在進(jìn)行熱處理之前包括以下步驟預(yù)先設(shè)定爐溫范圍和非晶合金鐵芯 溫度范圍。進(jìn)一步的，所述爐溫范圍為300 400°C，且所述非晶合金鐵芯溫度范圍為290 390 "C。進(jìn)一步的，所述非晶合金鐵芯熱處理方法還包括當(dāng)所有非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫 度達(dá)到其所預(yù)設(shè)的溫度范圍時(shí)，保溫一段時(shí)間；進(jìn)行降溫冷卻，直至所有非晶合金鐵芯溫度 降至室溫。進(jìn)一步的，所述保溫時(shí)間為20至240分鐘。本發(fā)明還提供一種非晶合金鐵芯熱處理裝置，包括熱處理爐，其內(nèi)用以疊置多個(gè) 非晶合金鐵芯；爐溫傳感器，設(shè)置于所述熱處理爐內(nèi)，以測(cè)定爐溫；支撐架，具有多個(gè)均勻 分布的支點(diǎn)，以支撐多個(gè)非晶合金鐵芯；多個(gè)溫度傳感器，在所述多個(gè)非晶合金鐵芯置于支 撐架上時(shí)，分別位于所述多個(gè)非晶合金鐵芯內(nèi)部，以監(jiān)測(cè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度；溫度控 制器，與所述爐溫傳感器和所述多個(gè)溫度傳感器信號(hào)連接，并根據(jù)這些傳感器所感測(cè)的溫 度，實(shí)時(shí)調(diào)整熱處理爐的加熱功率。進(jìn)一步的，所述多個(gè)溫度傳感器對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)支點(diǎn)而設(shè)置于所述支撐架上。進(jìn)一步的，所述多個(gè)溫度傳感器在所述多個(gè)非晶合金鐵芯置于支撐架上時(shí)，分別 被插入所述多個(gè)非晶合金鐵芯內(nèi)部?？梢?jiàn)，以上非晶合金鐵芯熱處理方法與裝置采用多個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)各個(gè)非晶合 金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度，相應(yīng)的調(diào)整熱處理爐的加熱功率，從而保證了非晶合金鐵芯在熱處理 過(guò)程中受熱的均勻性與同步性，有效改善了非晶合金鐵芯產(chǎn)品的電磁性能，極大的提高了 產(chǎn)品合格率，明顯增加經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的非晶合金鐵芯熱處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉示例性實(shí)施例，并配合附 圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。請(qǐng)參考圖1，其為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的非晶合金鐵芯熱處理裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖所示，該非晶合金鐵芯熱處理裝置包括熱處理爐10和可移動(dòng)進(jìn)出熱處理爐10的 支撐架20，且支撐架20具有多個(gè)均勻分布的支點(diǎn)21，用以支撐多個(gè)非晶合金鐵芯100。該 非晶合金鐵芯熱處理裝置還包括爐溫傳感器30、多個(gè)鐵芯溫度傳感器40以及溫度控制器 50，其中爐溫傳感器30設(shè)置于熱處理爐10內(nèi)，以測(cè)定爐溫；多個(gè)鐵芯溫度傳感器40，在多 個(gè)非晶合金鐵芯100置于支撐架20上時(shí)，分別位于多個(gè)非晶合金鐵芯100內(nèi)部，以監(jiān)測(cè)非 晶合金鐵芯100的實(shí)時(shí)溫度；溫度控制器50與爐溫傳感器30和多個(gè)鐵芯溫度傳感器40信 號(hào)連接，并根據(jù)這些傳感器所感測(cè)的溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整熱處理爐的加熱功率。為了使每個(gè)非晶合金鐵芯100內(nèi)具有鐵芯溫度傳感器40，可以在支撐架20上對(duì)應(yīng) 每個(gè)支點(diǎn)的位置設(shè)置一個(gè)鐵芯溫度傳感器40 ；或者在將非晶合金鐵芯100置于支撐架上以 后，分別將一個(gè)鐵芯溫度傳感器40插入一個(gè)非晶合金鐵芯100內(nèi)部。
這樣，在非晶合金鐵芯熱處理過(guò)程中，一個(gè)溫度傳感器用于測(cè)定爐溫，另外多個(gè)溫 度傳感器插入鐵芯內(nèi)部，用于監(jiān)測(cè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度。并根據(jù)這些溫度實(shí)時(shí)調(diào)整熱 處理爐的加熱功率，相應(yīng)的控制爐溫，保證鐵芯受熱均勻一致，按照特定的程序進(jìn)行升溫、 保溫、降溫。這樣既可避免由于鐵芯溫度滯后于爐溫，使鐵芯保溫溫度或保溫時(shí)間不夠，而 影響鐵芯應(yīng)力的消除；又可以避免部分鐵芯溫度升高過(guò)快，造成鐵芯性能惡化與不均勻。下面詳細(xì)描述利用以上裝置進(jìn)行非晶合金鐵芯熱處理的過(guò)程。首先，將支撐架20移出熱處理爐10的爐膛12。而后將待處理的一批非晶合金鐵 芯100放置在支撐架20上；在放置過(guò)程中，同一個(gè)支撐桿22上的鐵芯需要上下對(duì)齊放置， 且各層鐵芯之間預(yù)留有一定空間，以保證熱風(fēng)從爐膛12的底部吹向上部，保證各層鐵芯受 熱均勻一致，提高產(chǎn)品性能的均勻一致性；另外，預(yù)留的空間便于插入鐵芯溫度傳感器40。 在非晶合金鐵芯100放置完畢后，將支撐架20移入熱處理爐10的爐膛12，關(guān)上爐門11，開(kāi) 始加熱。在加熱過(guò)程中，利用爐溫傳感器30和鐵芯溫度傳感器40實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐溫和鐵芯溫 度，并根據(jù)這些溫度實(shí)時(shí)調(diào)整熱處理爐的加熱功率，相應(yīng)的控制爐溫，保證鐵芯受熱均勻一 致。整個(gè)熱處理過(guò)程為首先向爐膛12內(nèi)充入氮?dú)庖耘懦鋬?nèi)的空氣，然后按照一定的升 溫速率進(jìn)行升溫，待溫度達(dá)到設(shè)定要求后保溫一段時(shí)間，再按一定的速率進(jìn)行降溫，最后， 將支撐架20移出熱處理爐10的爐膛12，完成對(duì)這批非晶合金鐵芯100的熱處理。相應(yīng)的，本發(fā)明一實(shí)施例還提供一種非晶合金鐵芯熱處理方法，其利用溫度傳感 器測(cè)定熱處理爐的爐溫；同時(shí)，利用另外多個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)待處理的多個(gè)非晶合金鐵芯 的實(shí)時(shí)溫度；根據(jù)所測(cè)定的爐溫和多個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整熱處理爐的加 熱功率。通常，非晶合金鐵芯的熱處理過(guò)程包括升溫、保溫和降溫三個(gè)過(guò)程，而以上方法往 往應(yīng)用于升溫和保溫過(guò)程，并用以判段何時(shí)開(kāi)始降溫。具體而言，在進(jìn)行熱處理之前往往預(yù)先設(shè)定爐溫范圍和非晶合金鐵芯溫度范圍。 當(dāng)所有非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度達(dá)到其所預(yù)設(shè)的溫度范圍時(shí)，保溫一段時(shí)間；然后進(jìn)行降 溫冷卻，直至所有非晶合金鐵芯溫度降至室溫。具體，可以將爐溫范圍設(shè)定為300 400°C， 鐵芯溫度范圍設(shè)定為290 390°C，待所有鐵芯溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，而后保溫20至 240分鐘，然后停止加熱，開(kāi)始降溫冷卻，直至鐵芯溫度降至室溫，進(jìn)入下一道工序。應(yīng)用以上方法對(duì)批量鐵芯進(jìn)行熱處理時(shí)，既可保證鐵芯受熱均勻一致，又能保證 爐膛的利用率，提高生產(chǎn)效率，從而提高了產(chǎn)品性能的均勻一致性。以上所述的溫度傳感器可以由熱電偶構(gòu)成，當(dāng)然，本發(fā)明不以此為限，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可在此提示下，選用其他溫度傳感器加以實(shí)現(xiàn)。綜上所述，由于在熱處理過(guò)程的升溫、保溫階段，采用多個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)各個(gè)非 晶鐵芯的溫度，相應(yīng)的調(diào)整熱處理爐的加熱功率，從而保證非晶鐵芯熱處理過(guò)程的均勻性 與同步性，有效改善了非晶鐵芯產(chǎn)品的電磁性能，使產(chǎn)品合格率接近100%，明顯增加經(jīng)濟(jì) 效益。以上僅為舉例，并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書所涵 蓋的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種非晶合金鐵芯熱處理方法，其特征是，包括利用溫度傳感器測(cè)定熱處理爐的爐溫；同時(shí)，利用另外多個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)待處理的多個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度；根據(jù)所測(cè)定的爐溫和多個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整熱處理爐的加熱功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶合金鐵芯熱處理方法，其特征是，在進(jìn)行熱處理之前包 括以下步驟預(yù)先設(shè)定爐溫范圍和非晶合金鐵芯溫度范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶合金鐵芯熱處理方法，其特征是，所述爐溫范圍為300 400°C，且所述非晶合金鐵芯溫度范圍為290 390°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶合金鐵芯熱處理方法，其特征是，還包括當(dāng)所有非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度達(dá)到其所預(yù)設(shè)的溫度范圍時(shí)，保溫一段時(shí)間；進(jìn)行降溫冷卻，直至所有非晶合金鐵芯溫度降至室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非晶合金鐵芯熱處理方法，其特征是，所述保溫時(shí)間為20至 240分鐘。
6.一種非晶合金鐵芯熱處理裝置，包括熱處理爐，其特征是，該非晶合金鐵芯熱處理 裝置還包括爐溫傳感器，設(shè)置于所述熱處理爐內(nèi)，以測(cè)定爐溫；支撐架，可移動(dòng)進(jìn)出所述熱處理爐，該支撐架具有多個(gè)均勻分布的支點(diǎn)，以支撐多個(gè)非 晶合金鐵芯；多個(gè)鐵芯溫度傳感器，在所述多個(gè)非晶合金鐵芯置于支撐架上時(shí)，分別位于所述多個(gè) 非晶合金鐵芯內(nèi)部，以監(jiān)測(cè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度；溫度控制器，與所述爐溫傳感器和所述多個(gè)鐵芯溫度傳感器信號(hào)連接，并根據(jù)這些傳 感器所感測(cè)的溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整熱處理爐的加熱功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非晶合金鐵芯熱處理裝置，其特征是，所述多個(gè)鐵芯溫度傳 感器對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)支點(diǎn)而設(shè)置于所述支撐架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非晶合金鐵芯熱處理裝置，其特征是，所述多個(gè)鐵芯溫度傳 感器在所述多個(gè)非晶合金鐵芯置于支撐架上時(shí)，分別被插入所述多個(gè)非晶合金鐵芯內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種非晶合金鐵芯熱處理方法，包括利用溫度傳感器測(cè)定熱處理爐的爐溫；同時(shí)，利用另外多個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)待處理的多個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度；根據(jù)所測(cè)定的爐溫和多個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整熱處理爐的加熱功率?？梢?jiàn)，其利用多個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)各個(gè)非晶合金鐵芯的實(shí)時(shí)溫度，相應(yīng)的調(diào)整熱處理爐的加熱功率，從而保證了非晶合金鐵芯在熱處理過(guò)程中受熱的均勻性與同步性，有效改善了非晶合金鐵芯產(chǎn)品的性能，極大的提高了產(chǎn)品合格率，明顯增加經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C21D11/00GK101993986SQ20091005648
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者周慶豐, 張士巖, 徐華 申請(qǐng)人:上海日港置信非晶體金屬有限公司