能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐及其淬火實現(xiàn)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐及其淬火實現(xiàn)方法，所述真空感應(yīng)熔煉爐包括爐體以及位于所述爐體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)懸掛單元、樣品盛放單元、感應(yīng)加熱單元和淬火單元，所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元設(shè)置在爐體的頂部，所述淬火單元設(shè)置在爐體的底部并與所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元相對地設(shè)置；所述感應(yīng)加熱單元設(shè)置在旋轉(zhuǎn)懸掛單元與淬火單元之間，所述感應(yīng)加熱單元具有容納樣品盛放單元的至少一個通孔并能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)加熱；所述樣品盛放單元懸掛在所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元上并位于所述感應(yīng)加熱單元的至少一個通孔內(nèi)，所述樣品盛放單元能夠在旋轉(zhuǎn)懸掛單元的旋轉(zhuǎn)作用下脫離所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元并落入淬火單元中。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐及其淬火實現(xiàn)方法
本專利技術(shù)涉及真空感應(yīng)熔煉設(shè)備的
，更具體地講，涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐及其淬火實現(xiàn)方法。
技術(shù)介紹
大多數(shù)金屬制品在加工的初期階段都需鑄造成型，而鑄件的組織及性能與其凝固過程有密切的關(guān)系。對于凝固后還需經(jīng)歷其他加工程序的材料，凝固過程中形成的組織形態(tài)不僅會影響最終性能，在很大程度上也決定了后續(xù)加工的手段和工藝。常見的淬火方式分為兩種：真空室淬火與大氣淬火。真空室淬火的設(shè)備通常分為高真空加熱保溫腔體與低真空淬火室兩個腔體，并且在高低真空的連接處設(shè)有精密閥門。此種類型的設(shè)備多為大型工廠采用，可以實現(xiàn)自動化操作，主要用于大尺寸工件的熱處理，但其價格昂貴，少見于對液態(tài)金屬的淬火處理。大氣淬火設(shè)備較為簡單，一般的馬弗爐、真空感應(yīng)爐和真空電阻爐等具有加熱功能的爐體都能實現(xiàn)此功能，多見于實驗樣品熱處理，但由于其設(shè)備簡單、溫度控制欠準確且淬火時需破壞真空，操作具有安全隱患且淬火效果不太理想。因此，有必要提供一種能夠直接在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上實現(xiàn)真空室淬火的設(shè)備和方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)的目的是提供一種安全準確、設(shè)計簡單、成本低且易于推廣的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐及其淬火實現(xiàn)方法。本專利技術(shù)的一方面提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐，所述真空感應(yīng)熔煉爐包括爐體以及位于所述爐體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)懸掛單元、樣品盛放單元、感應(yīng)加熱單元和淬火單元，其中，所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元設(shè)置在爐體的頂部，所述淬火單元設(shè)置在爐體的底部并與所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元相對地設(shè)置；所述感應(yīng)加熱單元設(shè)置在旋轉(zhuǎn)懸掛單元與淬火單元之間，所述感應(yīng)加熱單元具有容納樣品盛放單元的至少一個通孔并能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)加熱；所述樣品盛放單元懸掛在所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元上并位于所述感應(yīng)加熱單元的至少一個通孔內(nèi)，所述樣品盛放單元能夠在旋轉(zhuǎn)懸掛單元的旋轉(zhuǎn)作用下脫離所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元并落入淬火單元中。根據(jù)本專利技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的一個實施例，所述感應(yīng)加熱單元包括石墨加熱體和卷繞在所述石墨加熱體的外表面上的感應(yīng)線圈，所述石墨加熱體具有容納樣品盛放單元的至少一個通孔和和至少一個測溫孔。根據(jù)本專利技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的一個實施例，所述石墨加熱體具有對稱分布的兩個或四個通孔，所述感應(yīng)加熱單元還包括設(shè)置在石墨加熱體和感應(yīng)線圈之間的絕緣保溫層。根據(jù)本專利技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的一個實施例，所述樣品盛放單元包括坩堝和設(shè)置在坩堝頂部的提手，所述樣品盛放單元通過所述提手懸掛在旋轉(zhuǎn)懸掛單元上并使所述坩堝位于所述感應(yīng)加熱單元的至少一個通孔內(nèi)。根據(jù)本專利技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的一個實施例，所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元包括旋轉(zhuǎn)控制桿和旋轉(zhuǎn)盤，所述旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有至少一個缺口并且所述旋轉(zhuǎn)盤能夠隨著旋轉(zhuǎn)控制桿的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，所述樣品盛放單元懸掛在所述旋轉(zhuǎn)盤上并且能夠在旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)作用下從所述至少一個缺口脫離并經(jīng)過所述至少一個通孔落入淬火單元中。根據(jù)本專利技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的一個實施例，所述淬火單元包括淬火槽和位于所述淬火槽中的液態(tài)淬火金屬。根據(jù)本專利技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的一個實施例，所述缺口的數(shù)量與所述通孔的數(shù)量相同，所述缺口的設(shè)置位置與所述通孔的設(shè)置位置相對應(yīng)。本專利技術(shù)的另一方面提供了一種淬火實現(xiàn)方法，使用上述能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐直接進行真空感應(yīng)熔煉后的淬火。根據(jù)本專利技術(shù)的淬火實現(xiàn)方法的一個實施例，所述淬火實現(xiàn)方法包括以下步驟：1)將樣品置于樣品盛放單元中，將樣品盛放單元懸掛在旋轉(zhuǎn)懸掛單元上并置于感應(yīng)加熱單元的至少一個通孔內(nèi)，調(diào)整樣品盛放單元的位置使樣品位于感應(yīng)加熱單元的中部；2)向感應(yīng)加熱單元通電，對樣品進行感應(yīng)熔煉；3)感應(yīng)熔煉結(jié)束后，降低熔煉功率并降低熔煉溫度，再旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元使樣品和樣品盛放單元脫離所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元并落入淬火單元中，對樣品進行淬火。根據(jù)本專利技術(shù)的淬火實現(xiàn)方法的一個實施例，所述淬火實現(xiàn)方法還包括在一次感應(yīng)熔煉過程中先后對多組樣品分別進行淬火的步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐及其淬火實現(xiàn)方法能夠準確地測量熔煉時的溫度并可以直接實現(xiàn)多樣品同批次的真空室淬火處理，實現(xiàn)安全快捷的淬火操作，具有安全準確、設(shè)計簡單、成本低和易于推廣等優(yōu)點。附圖說明圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)示例性實施例的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A示出了根據(jù)本專利技術(shù)一個實施例的感應(yīng)加熱單元中石墨加熱體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，其中，通孔的數(shù)量為一個。圖2B示出了圖2A的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3A示出了根據(jù)本專利技術(shù)另一個實施例的感應(yīng)加熱單元中石墨加熱體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，其中，通孔的數(shù)量為兩個。圖3B示出了圖3A的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4A示出了根據(jù)本專利技術(shù)再一個實施例的感應(yīng)加熱單元中石墨加熱體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，其中，通孔的數(shù)量為四個。圖4B示出了圖4A的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5示出了根據(jù)本專利技術(shù)示例性實施例的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐中樣品盛放單元的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6示出了根據(jù)本專利技術(shù)示例性實施例的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐中旋轉(zhuǎn)懸掛單元的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明：10-爐體、20-旋轉(zhuǎn)懸掛單元、21-旋轉(zhuǎn)控制桿、22-旋轉(zhuǎn)盤、221-缺口、30-樣品盛放單元、31-提手、32-坩堝、40-感應(yīng)加熱單元、41-石墨加熱體、411-通孔、412-測溫孔、42-感應(yīng)線圈、43-絕緣保溫層、50-淬火單元、60-樣品。具體實施方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。下面先對本專利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的結(jié)構(gòu)和原理進行詳細的說明。需要說明的是，本專利技術(shù)主要對真空感應(yīng)熔煉爐的主要機械結(jié)構(gòu)和原理進行說明，而不對抽真空系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等其他系統(tǒng)進行說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲知真空感應(yīng)熔煉爐的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)示例性實施例的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實施例，所述能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐包括爐體10以及位于爐體10內(nèi)的旋轉(zhuǎn)懸掛單元20、樣品盛放單元30、感應(yīng)加熱單元40和淬火單元50。其中，爐體10是利用真空感應(yīng)熔煉爐進行真空感應(yīng)熔煉的主要部件，本專利技術(shù)也同時利用該爐體10進行真空室淬火的處理，避免了破壞真空并且降低了成本。而位于爐體10內(nèi)的旋轉(zhuǎn)懸掛單元20、樣品盛放單元30、感應(yīng)加熱單元40和淬火單元50則是本專利技術(shù)同時實現(xiàn)真空感應(yīng)熔煉和真空室淬火的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。具體地，旋轉(zhuǎn)懸掛單元20設(shè)置在爐體10的頂部，淬火單元50設(shè)置在爐體10的底部并與旋轉(zhuǎn)懸掛單元20相對地設(shè)置。旋轉(zhuǎn)懸掛單元20用于懸掛盛裝樣品60的樣品盛放單元30，并使樣品盛放單元30在需要時能夠在旋轉(zhuǎn)懸掛單元20的旋轉(zhuǎn)作用下脫離旋轉(zhuǎn)懸掛單元20。淬火單元50用于對樣品60進行淬火，將淬火單元50設(shè)置在于旋轉(zhuǎn)懸掛單元20相對的爐體底部是為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于，所述真空感應(yīng)熔煉爐包括爐體以及位于所述爐體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)懸掛單元、樣品盛放單元、感應(yīng)加熱單元和淬火單元，其中，所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元設(shè)置在爐體的頂部，所述淬火單元設(shè)置在爐體的底部并與所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元相對地設(shè)置；所述感應(yīng)加熱單元設(shè)置在旋轉(zhuǎn)懸掛單元與淬火單元之間，所述感應(yīng)加熱單元具有容納樣品盛放單元的至少一個通孔并能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)加熱；所述樣品盛放單元懸掛在所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元上并位于所述感應(yīng)加熱單元的至少一個通孔內(nèi)，所述樣品盛放單元能夠在旋轉(zhuǎn)懸掛單元的旋轉(zhuǎn)作用下脫離所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元并落入淬火單元中。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于，所述真空感應(yīng)熔煉爐包括爐體以及位于所述爐體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)懸掛單元、樣品盛放單元、感應(yīng)加熱單元和淬火單元，其中，所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元設(shè)置在爐體的頂部，所述淬火單元設(shè)置在爐體的底部并與所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元相對地設(shè)置；所述感應(yīng)加熱單元設(shè)置在旋轉(zhuǎn)懸掛單元與淬火單元之間，所述感應(yīng)加熱單元具有容納樣品盛放單元的至少一個通孔并能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)加熱；所述樣品盛放單元懸掛在所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元上并位于所述感應(yīng)加熱單元的至少一個通孔內(nèi)，所述樣品盛放單元能夠在旋轉(zhuǎn)懸掛單元的旋轉(zhuǎn)作用下脫離所述旋轉(zhuǎn)懸掛單元并落入淬火單元中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于，所述感應(yīng)加熱單元包括石墨加熱體和卷繞在所述石墨加熱體的外表面上的感應(yīng)線圈，所述石墨加熱體具有容納樣品盛放單元的至少一個通孔和至少一個測溫孔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于，所述石墨加熱體具有對稱分布的兩個或四個通孔，所述感應(yīng)加熱單元還包括設(shè)置在石墨加熱體和感應(yīng)線圈之間的絕緣保溫層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐，其特征在于，所述樣品盛放單元包括坩堝和設(shè)置在坩堝頂部的提手，所述樣品盛放單元通過所述提手懸掛在旋轉(zhuǎn)懸掛單元上并使所述坩堝位于所述感應(yīng)加熱單元的至少一個通孔內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)崿F(xiàn)淬火功能的真空感應(yīng)熔煉爐，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡貴超，唐清富，王震宏，魏怡蕓，張林英，凃遠洋，
申請(專利權(quán))人：中國工程物理研究院材料研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51