本發(fā)明涉及一種非晶材料晶化熱處理裝置和方法，尤其涉及一種爐膛法晶化熱處理非晶材料的裝置和方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，非晶材料性能好壞與晶化熱處理溫度有密切關(guān)系，當(dāng)前非晶材料熱處理晶化的處理是在大的爐膛內(nèi)加熱，一般采用爐膛直徑約60厘米，爐膛高約50厘米在這樣一個大爐中，爐中心溫度和爐周邊溫度差都較大，爐的上部溫度與爐底的溫度出存在大的溫差。由于在晶化時不同位置存在大的溫差，因此，產(chǎn)品的性能就不可能完全一致，要想產(chǎn)品的性能一致性好，就必須控制爐內(nèi)各位置的溫度差不超過30℃，目前熱處理用大爐膛，要想達到這么小的溫差是不可能。同時目前大爐熱處理晶化加熱時間長，一般在5～6小時，因此為了防止非晶產(chǎn)品的氧化，加熱爐必須通保護氣體或抽真空，因此目前熱處理晶化能源消耗大，更主要產(chǎn)品性能一致性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種節(jié)約能源、產(chǎn)品性能好的非晶材料小型爐膛法熱處理裝置和使用該裝置處理非晶材料的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種非晶材料小型爐膛法熱處理裝置，包括：小型爐膛、爐內(nèi)溫度傳感器、溫控儀、控制器、電源、爐內(nèi)發(fā)熱體、非晶探測器及連接線；所述小型爐膛設(shè)有非晶材料進口和出口，以使待處理非晶材料從進口進入小型爐膛內(nèi)，晶化處理完成后從出口退出小型爐膛；所述爐內(nèi)發(fā)熱體位于小型爐膛內(nèi)，與電源的輸出端連接，以通過電源的輸出加熱小型爐膛內(nèi)的非晶材料；所述爐內(nèi)溫度傳感器用于測量小型爐膛內(nèi)非晶材料的溫度，并將采集的溫度數(shù)據(jù)輸送給與所述爐內(nèi)溫度傳感器相連接的溫控儀；所述溫控儀用于設(shè)定非晶材料的熱處理溫度、接收所述爐內(nèi)溫度傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、實時比較設(shè)定溫度和接收的測量溫度，將數(shù)據(jù)分析處理后形成的溫度控制信號傳輸給與所述溫控儀相連接的控制器；所述非晶探測器設(shè)置在小型爐膛的非晶材料出口處，與所述控制器相連，用于探測是否有晶化處理完成的產(chǎn)品，并將探測到的有或無產(chǎn)品信號傳遞給控制器；所述控制器接收所述溫控儀、非晶探測器的信號，據(jù)此控制相連接的電源的開關(guān)及輸出功率。

進一步的，本發(fā)明裝置還包括設(shè)置在所述小型爐膛內(nèi)壁與爐內(nèi)發(fā)熱體之間的金屬反射屏，以增加加熱溫度均勻性和減少熱量損失。

更進一步的，本發(fā)明裝置的所述小型爐膛的尺寸尺寸在高不超過10cm、長不超過100cm、寬不超過50cm的范圍內(nèi)。這個尺寸明顯小于現(xiàn)有的直徑約60厘米、爐膛高約50厘米的大尺寸爐膛，因此節(jié)約加熱整個爐膛內(nèi)空間所需的能源。

更進一步的，本發(fā)明裝置的所述爐內(nèi)發(fā)熱體為電阻絲、紅外發(fā)熱元件、硅碳棒、硅鉬棒中的一種或多種，所述爐內(nèi)發(fā)熱體至少為兩個，以從多個方向同時加熱非晶材料。

更進一步的，本發(fā)明裝置的所述電源為任何頻率的交流電或直流電源，功率在1KW到10KW之間。

更進一步的，本發(fā)明裝置的爐內(nèi)溫度傳感器為熱電偶、或鉑電阻、或紅外探頭。

還進一步的，對于帶狀非晶材料的熱處理，本發(fā)明裝置還包括設(shè)置在小型爐膛進口處的從動滾輪和小型爐膛出口處的主動滾輪，從動滾輪上的待處理非晶材料經(jīng)小型爐膛熱處理完成后卷在主動滾輪上，主動滾輪在控制器控制下轉(zhuǎn)動帶動非晶材料在小型爐膛移動。

其工作原理如下：需處理的非晶帶卷在從動滾輪上，由主動滾輪帶動進入小型爐膛內(nèi)，小型爐膛內(nèi)的爐內(nèi)發(fā)熱體由電源經(jīng)電源連接線提供的功率對非晶帶加熱。爐內(nèi)反射屏是增加溫度均勻性和減少熱損失，爐內(nèi)發(fā)熱體是電阻或硅碳棒或硅鉬棒或遠紅外加熱發(fā)熱體。非晶帶溫度由熱電偶或鉑電阻或紅外探頭等形式的爐內(nèi)溫度傳感器測量，測得的溫度由電線傳送到溫控儀，溫控儀依照設(shè)定晶化溫度和爐內(nèi)溫度之差發(fā)出信號給程序控制電線到達控制器，控制器依照溫控儀的信號決定需要電流功率大小，信號經(jīng)電線傳送給電源，電源經(jīng)過電源連接線連接到爐內(nèi)發(fā)熱體，輸出加熱功率。當(dāng)爐內(nèi)溫度達到晶化溫度后，控制器開始控制主動滾輪轉(zhuǎn)動，主動滾輪的轉(zhuǎn)動速度可以按需要設(shè)定，其根據(jù)是非晶產(chǎn)品晶化時間，也就是要晶化的產(chǎn)品在爐內(nèi)停留時間，一般情況幾十秒足夠完成，主動滾輪不斷將已處理完畢的帶狀產(chǎn)品卷到自身上，同時帶動從動滾輪上的待處理非晶帶不斷進入小型爐膛內(nèi)的爐內(nèi)發(fā)熱體之間，非晶探測器可以在爐內(nèi)加熱體工作半小時后開始工作，檢查出口是否有晶化處理完成的產(chǎn)品經(jīng)過，當(dāng)非晶探測器探測不到小型爐膛出口有非晶材料時，發(fā)出報警信號，并向控制器傳遞信號信息，控制器控制電源等裝置停止工作，這時整盤非晶帶處理完成，可以更換另一盤非晶帶或可以關(guān)閉總電源。

還進一步的，對于塊狀非晶材料的熱處理，本發(fā)明裝置還包括載物臺、推動器、收集器；所述載物臺穿過小型爐膛，用于放置非晶材料；所述推動器與所述控制器相連接，在控制器控制下推動載物臺上的非晶材料進入爐膛；所述收集器用于盛放已熱處理完成的產(chǎn)品。

其工作原理如下：成型產(chǎn)品或塊狀非晶放在載物臺上，通過推動器將它送入小型爐膛內(nèi)，推動器可以推動一個產(chǎn)品也可以推動一排，這一排可以是幾個或幾十個或更多成型產(chǎn)品同時進入小型爐膛內(nèi)，進入小型爐膛內(nèi)的非晶材料被爐內(nèi)發(fā)熱體加熱，爐內(nèi)發(fā)熱體材料是電阻絲、硅碳棒、硅鎳棒或紅外加熱發(fā)熱體組成，在爐內(nèi)加熱體外面設(shè)有個反射屏，其目的是增加溫度均勻性以及減少熱量的對外擴散的損失，節(jié)約電能，爐內(nèi)溫度由熱電偶或鉑電阻溫度計或紅外探測器等形式的爐內(nèi)溫度傳感器測量，溫度信號經(jīng)進電線送到溫控儀，溫控儀依照設(shè)定晶化溫度和爐內(nèi)溫度之差發(fā)出信號給程序控制電線到達控制器，控制器依照溫控儀的信號決定需要電流功率大小，信號經(jīng)電線傳送給電源，電源經(jīng)過電源連接線連接到爐內(nèi)發(fā)熱體，輸出加熱功率。當(dāng)爐內(nèi)溫度達到晶化溫度后，控制器開始控制推動器連續(xù)運動，推動器的運動速度可以按需要設(shè)定，其根據(jù)是非晶產(chǎn)品晶化時間，也就是要晶化的產(chǎn)品在爐內(nèi)停留時間，一般情況幾十秒足夠完成，晶化材料送到收集器，推動器不斷向爐內(nèi)輸送要晶化的材料，當(dāng)要晶化的材料推入完畢后，用等效阻抗的金屬塊替代非晶材料塊，繼續(xù)向小型爐膛內(nèi)推動，非晶探測器可以在爐內(nèi)加熱體工作半小時后開始工作，檢查出口是否有晶化處理完成的產(chǎn)品經(jīng)過，當(dāng)非晶探測器探測不到小型爐膛出口有非晶材料時，發(fā)出報警信號，并向控制器傳遞信號信息，控制器控制電源等裝置停止工作，這時可以關(guān)閉總電源。

本發(fā)明還包括利用上述適用于熱處理帶狀非晶材料的非晶材料小型爐膛法熱處理裝置熱處理帶狀非晶材料的方法，包括以下步驟：

1)將待熱處理的帶狀非晶卷在從動滾輪上，非晶材料一端穿過爐膛卷在主動滾輪上；

2)接通電源，打開控制器、溫控儀、非晶探測器；

3)在溫控儀中設(shè)定晶化溫度、晶化時間等參數(shù)；

4)當(dāng)所述主動滾輪開始滾動并帶動帶狀非晶材料移動時，從動滾輪轉(zhuǎn)動，其上的待處理非晶材料被送入小型爐膛內(nèi)，從小型爐膛出口處移動出的已完成處理的產(chǎn)品卷在主動滾輪上；

6)當(dāng)非晶探測器發(fā)出未檢測到產(chǎn)品的報警，控制器發(fā)出停止工作時，關(guān)掉所有裝置，切斷總電源。

本發(fā)明還包括利用上述適用于熱處理帶狀非晶材料的非晶材料小型爐膛法熱處理裝置熱處理塊狀非晶材料的方法，包括以下步驟：

1)將成型產(chǎn)品或塊狀非晶放在載物臺上；

2)接通電源，打開控制器、溫控儀、推動器、非晶探測器；

3)在溫控儀中設(shè)定晶化溫度、晶化時間等參數(shù)；

4)推動器在控制器的信號控制下將載物臺上的成型產(chǎn)品或塊狀非晶推入爐膛內(nèi)；

5)待處理非晶材料塊全部推入小型爐膛中后，用等效阻抗的金屬塊代替非晶材料塊，供推動器推入小型爐膛；

6)當(dāng)非晶探測器發(fā)出未檢測到產(chǎn)品的報警，控制器發(fā)出停止工作指示時，關(guān)掉所有裝置，切斷總電源。

本發(fā)明的裝置的方法能顯著提高晶化處理后產(chǎn)品性能的一致性，且明顯節(jié)約能源。

附圖說明

附圖1為用于本發(fā)明實施例1中加熱塊狀非晶的小型爐膛法法熱處理裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

附圖2為用于本發(fā)明實施例1中加熱帶狀非晶的小型爐膛法熱處理裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。

具體實施方式

實施例1：熱處理內(nèi)徑為9mm外徑為15mm高10mm環(huán)形非晶材料

如圖1所示，小型爐膛2的尺寸為：高8cm、長20cm、寬20cm；將內(nèi)徑為9mm外徑為15mm高10mm的環(huán)形非晶材料放在載物平臺15上按排排好，接通總電源，各設(shè)備在等待工作狀態(tài)，設(shè)定晶化溫度為610℃，設(shè)定溫度和實際溫度不一致，則溫控儀7發(fā)出信號通知控制器9，要求電源11提供1KG功率給爐內(nèi)發(fā)熱體3，如電阻絲，控制器9則通知電源11輸出220伏5安功率加熱爐內(nèi)發(fā)熱體3，大約10分鐘，爐內(nèi)溫度傳感器6的熱電偶測得爐內(nèi)溫度已達610℃，溫控儀7通知控制器9，開始恒溫，并起動推動器16開始推動環(huán)形非晶材料進入爐內(nèi)，外徑15mm的環(huán)形非晶每排15個同時進入爐內(nèi)，每隔1秒推進一排，每排非晶材料經(jīng)過20秒鐘后完成晶化從小型爐膛2的出口出來，落入收集器5中，如果處理1500個樣品約25分鐘就可完成，所有待處理環(huán)狀非晶都被推入小型爐膛2中后，推動器16繼續(xù)以相同模式將替代環(huán)狀非晶的等效阻抗的金屬塊推入小型爐膛2中，當(dāng)非晶探測器17沒檢測到非晶材料，則通知控制9關(guān)閉電源11、停止推動器16工作并報警。

實施例2：熱處理8mm寬非晶帶材

如圖2所示，小型爐膛2的尺寸為：高4mm、長20mm、寬3mm，將繞有非晶帶盤安在從動滾輪5上或?qū)⒎蔷Ю@在從動滾輪5上，將非晶帶穿過小型爐膛2內(nèi)的爐內(nèi)加熱體之間，繞在卷帶盤上并安在主動滾輪14上或直接卷在主動滾輪14上，接通總電源，各裝置進入工作狀態(tài)，將溫控儀7設(shè)定晶化溫度為610℃，此時爐內(nèi)溫度傳感器6如熱電偶測得爐內(nèi)溫度為室溫，設(shè)定溫度與爐內(nèi)溫度不同，溫控儀7發(fā)出信號給控制器9，要求提供600W功率加熱爐內(nèi)發(fā)熱體3如電阻絲，接著控制器9給電源11指令要求提供電壓220伏電流3安培功率給爐內(nèi)發(fā)熱體3如電阻絲，電阻絲將爐內(nèi)溫度快速上升，約10分鐘到晶化溫度后，溫控儀7通知控制器9，調(diào)節(jié)電源11功率保持恒溫，同時程控器9控制主動滾輪14開始轉(zhuǎn)動，非晶帶在小型爐膛內(nèi)移動，其移動速度每秒4cm，如非晶帶100米長，約43分鐘后非晶帶非晶探測器17未檢測到非晶帶，發(fā)出信號給控制器9關(guān)閉電源11和停止主動滾輪14轉(zhuǎn)動，同時報警。