一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐的制作方法
【專利摘要】一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，屬于永磁合金等溫磁場熱處理爐【技術領域】，包括機架、推料機構、加熱爐和落料導槽；還包括直流空心線圈，所述直流空心線圈繞設在加熱爐外側，直流空心線圈是用銅管繞制而成，銅管中通入冷卻水和低電壓、高電流的直流電，通過直流空心線圈產生均勻的磁場，直流空心線圈長度為2500-6000mm，內徑尺寸為300-500mm；加熱爐包括不銹鋼爐殼、保溫層、裝有電阻絲的碳化硅加熱管、馬弗管，所述加熱爐外徑為300-500mm，長度為2500-6000mm；本發明的有益效果是：可連續化生產，與普通電磁鐵型的磁場熱處理設備相比，生產效率是提高3-30倍，單位能耗只有原來的0.2-0.9倍；適合用于FeCrCo、AlNiCo合金的、長度為200-500mm的長元件產品的磁場熱處理。
【專利說明】一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐
【技術領域】
[0001]本發明為一種永磁合金等溫磁場熱處理爐，特別涉及一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，屬于永磁合金等溫磁場熱處理爐【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在永磁合金中，屬于亞穩分解型的有Fe-Cr-Co、Al-N1-Co、Fe-N1-Al等。具有亞穩分解型的永磁合金，都需要在亞穩分解溫度下進行磁場處理，以提高合金的磁性能。
[0003]在實際生產中，FeCrCo和AlNiCo合金對亞穩分解的溫度精度要求高，這就要求放置在磁場強度達到160KA/m以上的電磁鐵均勻磁場部分的加熱爐的溫度一致性和均勻性要好。FeCrCo和AlNiCo溫度的一致性要求和磁場強度的要求，使得產品的裝爐量受到很大制約，而且等溫磁場熱處理的時間一般為60-90分鐘，磁場強度、加熱爐的溫度一致性和均勻性、等溫磁場熱處理的時間這三個因素的影響，使得FeCrCo和AlNiCo合金的磁場等溫熱處理效率很低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對上述FeCrCo和AlNiCo合金在亞穩分解溫度下進行磁場處理的現有技術中，存在制備工藝復雜、產品的裝爐量受到很大制約、FeCrCo和AlNiCo合金的磁場等溫熱處理效率很低的缺陷，提供了一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，可以達到制備工藝簡單、產品的裝爐量增大、FeCrCo和AlNiCo合金的磁場等溫熱處理效率提高的目的。
[0005]為了實現上述目的本發明采取的技術方案是:一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，為一種在磁場條件下的熱處理裝置，包括機架、支柱、推料機構、加熱爐、落料導槽和出料口，所述機架包括前機架和后機架，所述推料機構設置在前機架前部，所述支柱設置在前機架和后機架之間，所述加熱爐為長圓筒形結構、橫向設置，加熱爐的前端固定設置在前機架后端，加熱爐的后端固定設置在后機架前端，加熱爐的中部固定架設在支柱上，所述落料導槽在后機架上方、向后下方向固定斜向設置，所述出料口在落料導槽后下端，本發明用于FeCrCo合金的磁場熱處理,也可用于AlNiCo合金的磁場熱處理； [0006]還包括直流空心線圈，所述直流空心線圈繞設在加熱爐外側，直流空心線圈是用銅管繞制而成，銅管中通入冷卻水和低電壓、高電流的直流電，通過直流空心線圈產生均勻的磁場，直流空心線圈中的冷卻水可以保證在通電的情況下，線圈的溫度保持相對恒溫；直流空心線圈長度為2500-6000mm，內徑尺寸為300_500mm ；
[0007]加熱爐包括不銹鋼爐殼、保溫層、裝有電阻絲的碳化硅加熱管、馬弗管，所述馬弗管包括馬弗管前部和馬弗管后部，所述馬弗管后部在碳化娃加熱管內，馬弗管前部向碳化硅加熱管前方伸出、固定設置在前機架后部上方；所述不銹鋼爐殼、保溫層、裝有電阻絲的碳化硅加熱管、馬弗管前部作為加熱爐的爐壁從外至里依次設置；
[0008]所述加熱爐外徑為300-500mm，長度為2500-6000mm，加熱爐長度與直流空心線圈長度相一致；加熱爐其中部為2000_5500mm的磁場均勻區和溫度均勻區(恒溫磁場)；
[0009]所述推料機構部分為進料段，所述馬弗管前部部分為預熱段，所述直流空心線圈部分為磁場和加熱段，所述落料導槽部分為出料段。
[0010]所述直流空心線圈的輸入電壓為120-300V，輸入電流為200-500A，直流空心線圈中心線上的磁場強度達到160KA/m-400KA/m。
[0011]所述銅管直徑為6-8mm，銅管所繞圈數為312.5-1000圈，匝數均為35匝。
[0012]所述加熱爐采用3-8點單獨控溫加熱，保證馬弗管內的溫度均勻性，加熱爐的使用溫度為400-900°C。
[0013]在磁場熱處理前增加500-2000mm的預熱段，預熱段溫度為500-900°C，在滿足工藝要求的情況下，提高產品的加熱速度，縮短產品的加熱時間。
[0014]當用于FeCrCo合金的磁場熱處理時:
[0015]所述直流空心線圈長度為4000mm,內徑尺寸為350mm ；
[0016]所述銅管直徑為8mm,銅管所繞圈數為500圈，阻數均為35阻；
[0017]所述直流空心線圈的輸入電壓為145V，輸入電流為290A，空心線圈中心線上的磁場強度達到160KA/m以上；
[0018]所述加熱爐外徑為345mm,長度為4000mm ;加熱爐其中部為3500mm的磁場均勻區和溫度均勻區(恒溫磁場)；加熱爐的使用溫度為630-660°C ；
[0019]在磁場熱處理前增加1200mm的預熱段，預熱段溫度為700°C。
[0020]生產效率是普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的23倍，單位能耗只有普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的0.27倍。
[0021]當用于AlNiCo合金的磁場熱處理時:
[0022]所述直流空心線圈長度為3000mm，內徑尺寸為410mm ；
[0023]所述銅管直徑為6mm, 銅管所繞圈數為500圈，阻數為35阻；
[0024]所述直流空心線圈的輸入電壓為280V，輸入電流為450A，直流空心線圈中心線上的磁場強度達到350KA/m以上；
[0025]所述加熱爐外徑為400mm,長度為3000mm ;加熱爐其中部為2500mm的磁場均勻區和溫度均勻區(恒溫磁場)；加熱爐的使用溫度為830-850°C ；
[0026]在磁場熱處理前增加1200mm的預熱段，預熱段溫度為850°C。
[0027]生產效率是普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的5倍，單位能耗只有普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的0.54倍。
[0028]直流空心線圈產生磁場的原理為安培定則。空心線圈是用銅管繞制而成，銅管中通入冷卻水和低電壓、高電流的直流電。空心線圈中的冷卻水可以保證在通電的情況下,線圈的溫度保持相對恒溫，這樣既保證空心線圈不至于發熱而燒壞，同時又能保證空心線圈內產生的磁場就比較穩恒。
[0029]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0030](I)同時滿足磁場熱處理的磁場強度和溫度均一性好的連續式生產的高效熱處理設備，本發明的磁場均勻區和溫度均勻區可達到2000-5500mm長，可以實現產品的連續化生產，生產效率是普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的3-30倍，單位能耗只有普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的0.2-0.9倍；[0031](2)解決了產品長度為150_500mm的長元件產品的磁場熱處理難題；
[0032](3)本發明特別適合用于FeCrCo合金的磁場熱處理,也可用于AlNiCo合金的磁場熱處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1是:本發明主視圖；
[0034]圖2是:圖1A-A剖視放大圖。
[0035]附圖標記說明:前機架1、支柱2、推料機構3、加熱爐4、不銹鋼爐殼401、保溫層402、碳化硅加熱管403、馬弗管404、落料導槽5、出料口 6、直流空心線圈7、銅管701、后機架8、進料段9，預熱段10，磁場和加熱段11、出料段12。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。
[0037]實施例1:
[0038]如圖1至圖2所示，一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，為一種在磁場條件下的熱處理裝置，用于FeCrCo合金的磁場熱處理,包括機架、支柱2、推料機構3、加熱爐4、落料導槽5和出料口 6，所述機架包括前機架I和后機架8，所述推料機構3設置在前機架I前部，所述支柱2設置在前機架I和后機架8之間，所述加熱爐4為長圓筒形結構、橫向設置，加熱爐4的前端固定設置在前機架I后端，加熱爐4的后端固定設置在后機架8前端，加熱爐4的中部固定架設在支柱`2上，所述落料導槽5在后機架8上方、向后下方向固定斜向設置，所述出料口 6在落料導槽5后下端；
[0039]還包括直流空心線圈7，所述直流空心線圈7繞設在加熱爐4外側，直流空心線圈7是用銅管701繞制而成，銅管701中通入冷卻水和低電壓、高電流的直流電，通過直流空心線圈7產生均勻的磁場，直流空心線圈7中的冷卻水可以保證在通電的情況下，線圈的溫度保持相對恒溫；所述直流空心線圈7長度為4000mm，內徑尺寸為350mm ;所述銅管701直徑為8mm，銅管701所繞圈數為500圈，匝數均為35匝；
[0040]加熱爐4包括不銹鋼爐殼401、保溫層402、裝有電阻絲的碳化硅加熱管403、馬弗管404,所述馬弗管404包括馬弗管前部和馬弗管后部,所述馬弗管后部在碳化娃加熱管403內，馬弗管前部向碳化硅加熱管403前方伸出、固定設置在前機架I后部上方；所述不銹鋼爐殼401、保溫層402、裝有電阻絲的碳化硅加熱管403、馬弗管后部作為加熱爐的爐壁從外至里依次設置；
[0041 ] 所述加熱爐4外徑為345mm，長度為4000mm，加熱爐4長度與直流空心線圈7長度相一致；加熱爐4其中部3500mm為磁場均勻區和溫度均勻區(恒溫磁場)；
[0042]所述推料機構3部分為進料段9，所述馬弗管前部部分為預熱段10，所述直流空心線圈7部分為磁場和加熱段11，所述落料導槽部分為出料段12。
[0043]所述直流空心線圈7的輸入電壓為145V，輸入電流為290A，直流空心線圈7中心線上的磁場強度達到160KA/m以上。
[0044]所述加熱爐4采用3-8點單獨控溫加熱，保證馬弗管404內的溫度均勻性，加熱爐4的使用溫度為645°C。[0045]在磁場熱處理前增加1200mm的預熱段10，預熱段10溫度為700°C，在滿足工藝要求的情況下，提高產品的加熱速度，縮短產品的加熱時間。
[0046]FeCrCo合金為非真空感應爐冶煉、不需要高溫固溶處理的永磁合金，其熱處理條件和步驟如下:
[0047](I)選取直徑為 30mm、長為 20mm的FeCrCo合金，其成分為 Cr:24.8%,Co:11.2%,V:1.5%, Ti:1.2%，余鐵。
[0048](2)產品在預熱段10長度為1200mm、溫度為700°C的預熱區預熱30分鐘，根據產品的尺寸確定推料機構3的送料頻率為30秒。
[0049](3)經過預熱的產品進入長為4000mm，磁場強度為180KA/m的磁場和加熱段11。按照設定的送料頻率使每個產品通過3500mm長，645°C的恒溫磁場的時間在87分鐘。
[0050](4)經過等溫磁場處理的產品在出料口收集，等產品冷卻后，在井式回火爐內、以6200C *lh、610*lh、590*2h、570*3h、560*4h、540°C *6h 溫度區間內進行分段時效處理。
[0051](5)通過磁特性測試儀測得產品的典型磁性能為:剩余磁感應強度Br:13658Gs,矯頑力He:6160e,最大磁能積BHm:6.08MG0e。
[0052](6)按照產品單重108.8克計算，一臺連續磁場熱處理爐24h可處理313公斤的直徑為30mm、長為20mm的FeCrCo合金，電量使用量為1440KWh。而一臺普通電磁鐵型的磁場熱處理設備24h只能處理13.9公斤的直徑為30mm、長為20mm的FeCrCo合金，電量使用量為 240KWh。
[0053]通過比較連續等溫磁場熱處理爐的生產效率是普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的22.5倍，單位能耗只有普通`電磁鐵型的磁場熱處理設備的0.27倍。
[0054]實施例2:
[0055]如圖1至圖2所示，一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，為一種在磁場條件下的熱處理裝置，用于AlNiCo合金的磁場熱處理。
[0056]所述直流空心線圈7長度為3000mm,內徑尺寸為410mm ;所述銅管701直徑為6mm,銅管701所繞圈數為500圈，匝數均為35匝；
[0057]所述加熱爐4外徑為400mm，長度為3000mm，加熱爐4長度與直流空心線圈7長度相一致；加熱爐4其中部為2500mm的磁場均勻區和溫度均勻區(恒溫磁場)；
[0058]所述直流空心線圈7的輸入電壓為280V，輸入電流為450A，直流空心線圈7中心線上的磁場強度達到350KA/m以上；
[0059]加熱爐4的使用溫度為850°C ;在磁場熱處理前增加1200mm的預熱段，預熱段溫度為850°C。
[0060]典型AlNiCo8類合金的熱處理條件和步驟如下:
[0061](I)選取直徑為10_、長為IOmm的AlNICo合金，其成分為Al:7.5%, Ni:14%,Co:36%, Cu:3.0%, Ti:6.0%, Nb:0.5，余鐵。
[0062](2)產品經1250°C高溫固溶冷卻后，在預熱段10長度為1200mm、溫度為850°C的預熱區預熱8分鐘，根據產品的尺寸確定推料機構3的送料頻率為4秒。
[0063](3)經過預熱的產品進入長為3000mm，磁場強度為380KA/m的磁場和加熱段11。按照設定的送料頻率使每個產品通過2500mm長，850°C的恒溫磁場的時間在16分鐘。
[0064](4)經過等溫磁場處理的產品在出料口收集，等產品冷卻后在井式回火爐、以660°C *3h、630*6h、590°C *12h溫度區間內進行分段時效處理。
[0065](5)通過磁特性測試儀測得產品的典型磁性能為:Br:8586Gs, He:15820e, BHm:5.72MG0e。
[0066](6)按照產品單重5.7克計算，一臺連續磁場熱處理爐24h可處理約490公斤的直徑為10mm、長為IOmm的AlNiCo8類合金，電量使用量為2400KWh。而一臺普通電磁鐵型的磁場熱處理設備24h只能處理約53公斤的直徑為10mm、長為IOmm的AlNiCo8類合金，電量使用量為480KWh。
[0067]通過比較連續等溫磁場熱處理爐的生產效率是普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的4.9倍，單位能耗只有普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的0.54倍。
[0068]余同實施例1。
[0069]實施例3:
[0070]如圖1至圖2所示，一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，為一種在磁場條件下的熱處理裝置，用于FeCrCo合金的磁場熱處理；
[0071]典型FeCrCo永磁合金，其熱處理條件和步驟如下:
[0072](I)選取尺寸為直徑為10mm、長為200mm的FeCrCo合金，其成分為Cr:24.2%,Co:12.2%, Si:1.02%，余鐵。
[0073](2)產品在預熱段長度為1200mm、溫度為700°C的預熱區預熱30分鐘，根據產品的尺寸確定推料機構的送料頻率為300秒。
[0074](3)經過預熱 的產品進入長為4000mm，磁場強度為180KA/m的磁場和加熱段11。按照設定的送料頻率使每個產品通過3500mm長，645°C的恒溫磁場的時間在87分鐘。
[0075](4)經過等溫磁場處理的產品在出料口收集，等產品冷卻后，在井式回火爐內、以6200C *ih、610*lh、590*2h、570*3h、560*4h、540°C *6h 溫度區間內進行分段時效處理。
[0076](5)通過磁特性測試儀測得產品的典型磁性能為:剩余磁感應強度Br:13920Gs,矯頑力He:5980e，最大磁能積BHm:5.87MG0e。
[0077](6)按照產品單重120克計算，一臺連續磁場熱處理爐24h可處理138公斤的直徑為10mm、長為200mm的FeCrCo合金，電量使用量為1440KWh
[0078]而普通電磁鐵型的磁場熱處理設備根本無法處理這種類型的FeCrCo合金。
[0079]余同實施例1。
[0080]以上所述的實施例，只是本發明較優選的【具體實施方式】的三種，本領域的技術人員在本發明技術方案范圍內進行的通常變化和替換都應包含在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐,包括機架、支柱、推料機構、加熱爐、落料導槽和出料口，所述機架包括前機架和后機架，所述推料機構設置在前機架前部，所述支柱設置在前機架和后機架之間，所述加熱爐為長圓筒形結構、橫向設置，加熱爐的前端固定設置在前機架后端，加熱爐的后端固定設置在后機架前端，加熱爐的中部固定架設在支柱上，所述落料導槽在后機架上方、向后下方向固定斜向設置，所述出料口在落料導槽后下端，本發明用于FeCrCo合金的磁場熱處理,也可用于AlNiCo合金的磁場熱處理,其特征在于: 還包括直流空心線圈，所述直流空心線圈繞設在加熱爐外側，直流空心線圈是用銅管繞制而成，銅管中通入冷卻水和低電壓、高電流的直流電，通過直流空心線圈產生均勻的磁場，直流空心線圈中的冷卻水可以保證在通電的情況下，線圈的溫度保持相對恒溫；直流空心線圈長度為2500-6000mm，內徑尺寸為300_500mm ； 加熱爐包括不銹鋼爐殼、保溫層、裝有電阻絲的碳化硅加熱管、馬弗管，所述馬弗管包括馬弗管前部和馬弗管后部，所述馬弗管后部在碳化硅加熱管內，馬弗管前部向碳化硅加熱管前方伸出、固定設置在前機架后部上方；所述不銹鋼爐殼、保溫層、裝有電阻絲的碳化硅加熱管、馬弗管前部作為加熱爐的爐壁從外至里依次設置； 所述加熱爐外徑為300-500mm，長度為2500-6000mm，加熱爐長度與直流空心線圈長度相一致；加熱爐其中部為2000-5500mm磁場均勻區和溫度均勻區(恒溫磁場)； 所述推料機構部分為進料段，所述馬弗管前部部分為預熱段，所述直流空心線圈部分為磁場和加熱段，所述落料導槽部分為出料段。
2.根據權利要求1所述的一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，其特征在于:所述直流空心線圈的輸入電壓為120-300V，輸入電流為200-500A，直流空心線圈中心線上的磁場強度 達到160KA/m — 400KA/m。
3.根據權利要求1所述的一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，其特征在于:所述銅管直徑為6-8mm，銅管所繞圈數為312.5-1000圈，匝數均為35匝。
4.根據權利要求1所述的一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，其特征在于:所述加熱爐采用3-8點單獨控溫加熱，保證馬弗管內的溫度均勻性，加熱爐的使用溫度為400-900。。。
5.根據權利要求1所述的一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，其特征在于:在磁場熱處理前增加500-2000mm的預熱段，預熱段溫度為500-900°C，在滿足工藝要求的情況下，提高產品的加熱速度，縮短產品的加熱時間。
6.根據權利要求1或2、3、4、5所述的一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，其特征在于:當用于FeCrCo合金的磁場熱處理時: 所述直流空心線圈長度為4000mm，內徑尺寸為350mm ； 所述銅管直徑為8mm，銅管所繞圈數為500圈，匝數為35匝； 所述直流空心線圈的輸入電壓為145V，輸入電流為290A，直流空心線圈中心線上的磁場強度達到160KA/m以上； 所述加熱爐外徑為345mm,長度為4000mm ;加熱爐其中部為3500mm的磁場均勻區和溫度均勻區(恒溫磁場)；加熱爐的使用溫度為630-660°C ； 在磁場熱處理前增加1200_的預熱段，預熱段溫度為700°C ； 生產效率是普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的23倍，單位能耗只有普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的0.27倍。
7.根據權利要求1或2、3、4所述的一種永磁合金高效連續等溫磁場熱處理爐，其特征在于:當用于AlNiCo合金的磁場熱處理時: 所述直流空心線圈長度為3000mm，內徑尺寸為410mm ； 所述銅管直徑為6mm，銅管所繞圈數為500圈，匝數為35匝； 所述直流空心線圈的輸入電壓為280V，輸入電流為450A，空心線圈中心線上的磁場強度達到350KA/m以上； 所述加熱爐外徑為400mm,長度為3000mm ;加熱爐其中部為2500mm的磁場均勻區和溫度均勻區(恒溫磁場)；加熱爐的使用溫度為830-850°C ； 在磁場熱處理前增加1200mm的預熱段，預熱段溫度為850°C ； 生產效率是普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的5倍，單位能耗只有普通電磁鐵型的磁場熱處理設備的0.54倍。`
【文檔編號】C21D1/00GK103789515SQ201310740384
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】李文軍, 凌銓, 王占國 申請人:寧波盛事達磁業有限公司