專(zhuān)利名稱(chēng)：一種蠕變、持久強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種蠕變、持久強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)加熱爐，屬于熱加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蠕變、持久強(qiáng)度試驗(yàn)是在恒定溫度恒定載荷下進(jìn)行的一種高溫拉伸試驗(yàn)。加熱 爐是金屬材料進(jìn)行蠕變、持久強(qiáng)度力學(xué)性能試驗(yàn)時(shí)必用的一種加熱設(shè)備。原蘇聯(lián)生產(chǎn)的 m n -3 r試驗(yàn)機(jī)加熱爐，如圖1所示，電熱元件為小1. 5mm的爐絲，呈絲狀螺旋式密繞于馬 弗罩上，如圖2所示，用兩段爐絲進(jìn)行控溫，爐膛均熱帶是通過(guò)熱平衡達(dá)到恒溫的，加熱爐 的均熱帶為150mm，爐膛內(nèi)徑為小70mm。由于馬弗罩對(duì)熱源的熱輻射有屏蔽作用，加熱爐的 熱傳導(dǎo)性較差，加熱耗電量大，試驗(yàn)測(cè)試成本高。由于選用小1.5mm的爐絲，爐絲強(qiáng)度低，在 進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的高溫加熱后，爐絲的脆性隨著增加，容易發(fā)生斷裂，加熱爐的使用壽命短，設(shè) 備維修費(fèi)用高，增加了試驗(yàn)測(cè)試成本。由于使用的爐絲細(xì)，加熱爐的最高穩(wěn)定工作溫度為 95(TC。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，已不能很好的滿足大批量更高性能材料的試驗(yàn)要求，特別是 不能滿足測(cè)試溫度在IOO(TC以上的材料的測(cè)試要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)提供一種蠕變、持久強(qiáng)度試驗(yàn) 機(jī)加熱爐，其目的是提高加熱爐的溫場(chǎng)穩(wěn)定性和最高穩(wěn)定加熱溫度，確保試驗(yàn)的真實(shí)性、可 靠性。提高加熱爐的使用壽命，降低加熱爐因損壞而發(fā)生的維修成本。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的 該種蠕變、持久試驗(yàn)機(jī)加熱爐，包括操作手柄、固定件、外爐殼、內(nèi)爐殼、保溫層、耐 熱層，保溫層采用硅酸鋁纖維棉，該加熱爐芯部的耐熱層為管狀結(jié)構(gòu)，管狀的耐熱層內(nèi)徑為 (MOO 小110mm，分上、中、下三層，每層耐熱層由兩塊呈半"管式"結(jié)構(gòu)的高鋁磚對(duì)接而 成，并與爐殼軸心保持一致的同軸度，在每層耐熱層的內(nèi)壁上有鑲嵌爐絲的凹槽，爐絲呈螺 旋狀均勻排布于耐熱層內(nèi)壁，爐絲的直徑為小5 小6mm，螺距為10mm，共16匝爐絲，螺旋 高度為160mm，每層耐熱層內(nèi)壁上的爐絲分別引出爐殼外，連接電源。 該加熱爐采用電熱元件直接暴露在爐膛內(nèi)的敞焰爐結(jié)構(gòu)，為了提高加熱爐的熱穩(wěn) 定性和控溫精度，采用三段爐絲控溫的方式，每組爐絲都以單根呈螺旋狀均勻排布于爐膛 內(nèi)側(cè)。中組爐絲主要用于試樣的加熱；上組和下組的爐絲主要補(bǔ)償加熱爐兩端開(kāi)口處的熱 損失，而且通過(guò)熱平衡擴(kuò)散對(duì)爐膛均熱帶的加熱溫度起到了很好的補(bǔ)償和穩(wěn)定作用，使加 熱爐的均熱帶達(dá)到了 200mm，從而提高了加熱爐的熱穩(wěn)定性，使?fàn)t膛內(nèi)整體的控溫精度和穩(wěn) 定性得到了提高，確保了試驗(yàn)控溫溫度的真實(shí)性和可靠性。三組爐絲都以單根呈螺旋狀均 勻排布于爐膛內(nèi)側(cè)，在試驗(yàn)升溫加熱和保溫時(shí)，熱源直接熱輻射加熱試樣，提高了加熱爐的 熱傳導(dǎo)效率，使加熱爐的最高穩(wěn)定加熱溫度達(dá)到了 120CTC ;而且大大的節(jié)約了電能，降低 了試驗(yàn)測(cè)試成本?？紤]到熱源直接熱輻射加熱試樣時(shí)，因爐膛尺寸小會(huì)發(fā)生試樣加熱時(shí)產(chǎn) 生過(guò)熱現(xiàn)象，對(duì)爐膛的尺寸進(jìn)行了加大，耐熱層選用小100mm的高鋁磚，將爐膛內(nèi)徑增加至小100mm，從而避免了過(guò)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生。選用小5 小6mm的爐絲，增加了爐絲的強(qiáng)度，也使
加熱爐的使用壽命大大提高，減少了設(shè)備的維修，降低了試驗(yàn)的測(cè)試成本。該加熱爐的額定
功率設(shè)計(jì)為3000W，在選用粗爐絲后，降低了電熱元件的電阻，所以加熱爐的供電方式采用
低電壓大電流，選用24V的供電電壓。采用低電壓大電流的供電方式也避免了試驗(yàn)員在開(kāi)
啟閉合加熱爐時(shí)因短路導(dǎo)致?tīng)t殼帶電而發(fā)生觸電事故，提高了設(shè)備操作的安全性。 加熱爐爐膛內(nèi)徑的增大也使試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試范圍擴(kuò)大，不僅可以做高溫持久強(qiáng)度試
驗(yàn)，而且可以將引伸計(jì)接入加熱爐進(jìn)行金屬高溫蠕變?cè)囼?yàn)。


圖1為M n -3 r試驗(yàn)機(jī)原有加熱爐1/4剖視圖 圖2為M n -3 r試驗(yàn)機(jī)原有加熱爐耐火層馬弗罩結(jié)構(gòu)圖 圖3為本發(fā)明加熱爐剖視圖 圖4為本發(fā)明選用的爐絲結(jié)構(gòu)圖 圖5為本發(fā)明選用的上下組耐火層高鋁磚結(jié)構(gòu)圖 圖6為本發(fā)明選用的中組耐火層高鋁磚結(jié)構(gòu)圖 圖7為本發(fā)明加熱爐的固定件圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述 參見(jiàn)附圖3 7所示，該蠕變、持久強(qiáng)度試驗(yàn)加熱爐呈"管式"結(jié)構(gòu)的敞焰爐，包括 操作手柄1、固定件2，爐襯由耐熱層6和保溫層5組成，爐殼采用雙層爐殼結(jié)構(gòu)，由外爐殼3 和內(nèi)爐殼4組成。加熱爐外形尺寸為小370X500mm，保溫層5采用硅酸鋁纖維棉。其芯部 的耐熱層6為管狀結(jié)構(gòu)，分上、中、下三層，加熱采用三組爐絲7控溫的方式，在每層耐熱層 6的內(nèi)壁上呈螺旋狀均勻排布爐絲7，爐絲7選用同等長(zhǎng)度的LF-6型鐵鉻鋁鈮電阻絲，爐絲 7的直徑為小5mm，螺距為10mm，共16匝爐絲，螺旋高度為160mm，螺距和螺旋方向與爐絲的 螺距和螺旋方向一致，每層耐熱層6內(nèi)壁上爐絲7分別引出爐殼外，連接電源。管狀的耐熱 層6內(nèi)徑為(M00mm。每層耐熱層6由兩塊高160mm，內(nèi)徑為(M00mm呈半"管式"結(jié)構(gòu)的 高鋁磚對(duì)接而成，并與爐殼軸心保持一致的同軸度。結(jié)構(gòu)相同的高鋁磚夾于中間，三組爐絲 共用六塊高鋁磚，上下兩組的高鋁磚具有相同的結(jié)構(gòu)，一端為平整端面，一端由連接臺(tái)；中 組的高鋁磚兩端都有連接臺(tái)，分別與上下組的高鋁磚銜接。 在高鋁磚與爐殼之間的保溫層5填塞硅酸鋁纖維棉，減少加熱爐的熱損失，降低 爐殼溫度。這樣就形成了一種"管式"的爐膛結(jié)構(gòu)。每組爐絲7與引出棒之間通過(guò)鉆孔銑 槽焊接后，引出加熱爐連接電源給加熱爐供電。該加熱爐的額定功率設(shè)計(jì)為3000W，在選用 粗爐絲后，降低了電熱元件的電阻，所以加熱爐的供電方式采用低電壓大電流，選用24V的 供電電壓。采用低電壓大電流的供電方式提高了設(shè)備操作的安全性。在加熱爐的上下端各 安裝兩個(gè)固定件2，將加熱爐夾于試驗(yàn)機(jī)主機(jī)架上，限定加熱爐在水平方向上的位移，確保 加熱爐和試驗(yàn)機(jī)拉桿拉力中心在垂直方向的同軸度。在加熱爐的底端安裝一個(gè)操作手柄1 ， 用于加熱爐的升降開(kāi)啟閉合操作。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有安全，經(jīng)濟(jì)，實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，可以進(jìn)行1Q(TC 120(TC各
4種金屬材料的蠕變、持久強(qiáng)度試驗(yàn)的加熱，能真實(shí)的反映出整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的恒溫性c
權(quán)利要求
一種蠕變、持久試驗(yàn)機(jī)加熱爐，包括操作手柄(1)、固定件(2)、外爐殼(3)、內(nèi)爐殼(4)、保溫層(5)、耐熱層(6)，其特征在于其芯部的耐熱層(6)為管狀結(jié)構(gòu)，分上、中、下三層，每層耐熱層(6)的內(nèi)壁上呈螺旋狀均勻排布爐絲(7)，爐絲(7)的直徑為φ5～φ6mm，螺距為10mm，共16匝爐絲，螺旋高度為160mm，每層耐熱層(6)內(nèi)壁上的爐絲(7)分別引出爐殼外，連接電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蠕變、持久試驗(yàn)機(jī)加熱爐，其特征在于管狀的耐熱層(6)內(nèi) 徑為小100 小110mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蠕變、持久試驗(yàn)機(jī)加熱爐，其特征在于每層耐熱層(6)由兩塊呈半"管式"結(jié)構(gòu)的高鋁磚對(duì)接而成，并與爐殼軸心保持一致的同軸度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蠕變、持久試驗(yàn)機(jī)加熱爐，其特征在于保溫層(5)采用硅酸鋁纖維棉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種蠕變、持久強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)加熱爐，包括操作手柄、固定件、外爐殼、內(nèi)爐殼、保溫層、耐火層，保溫層采用硅酸鋁纖維棉，該加熱爐芯部的耐熱層為管狀結(jié)構(gòu)，管狀的耐熱層內(nèi)徑為φ100～φ110mm，分上、中、下三層，每層耐熱層由兩塊呈半“管式”結(jié)構(gòu)的高鋁磚對(duì)接而成，并與爐殼軸心保持一致的同軸度，每層耐熱層的內(nèi)壁上呈螺旋狀均勻排布爐絲，爐絲的直徑為φ5～φ6mm，螺距為10mm，共16匝爐絲，螺旋高度為160mm，每層耐熱層內(nèi)壁上的爐絲分別引出爐殼外，連接電源。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有安全，經(jīng)濟(jì)，實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，可以進(jìn)行100℃～1200℃各種金屬材料的蠕變、持久強(qiáng)度試驗(yàn)的加熱，能真實(shí)的反映出整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的恒溫性。
文檔編號(hào)F27D11/02GK101706213SQ20091025063
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者吳安民, 張燕明, 王亮, 鐘漢萍 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院