本发明专利技术公开了一种大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置，包括设置在前端的放丝系统、设置在后端的收丝系统、以及设置在放丝系统和收丝系统之间的控温系统，控温系统包括石英管、设置在石英管外部的加热圈、设置在加热圈外部的隔热层，放丝系统和收丝系统相配合以使拉拔态超细NiCr合金丝从石英管内匀速通过，石英管的前端设置有与石英管呈45
【技术实现步骤摘要】
大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置
[0001]本专利技术属于Z箍缩驱动惯性约束聚变(ICF)
技术背景
[0002]在Z箍缩驱动惯性约束聚变(ICF)技术中，丝阵负载可以较好实现等离子体的初始构型。其中，中低Z元素丝阵产生的K壳层辐射可用于诊断箍缩过程的离子和电子温度。根据脉冲功率装置的驱动电流大小，需要研制不同直径(10μm~15μm)的超细Ni80Cr20合金(NiCr)丝以获得Ni和Cr的K壳层谱线。冷拉拔塑性变形是制备超细金属丝材的主要技术，通过多道次的减径和退火工艺逐步减径到目标直径。在实验室条件下，进行NiCr合金丝塑性变形技术研究，不仅可以满足Z箍缩K壳层辐射研究需求，而且可以提升国内直径10μm~15μm(在接近冷拉拔下限)的超细丝材拉拔制备能力。
[0003]在实验室条件下，采用传统的氢气气氛进行NiCr合金丝连续退火处理存在以下弱点：一是安全隐患较大，需要将氢气全部收集，然后统一排放并燃烧处理，如有泄露容易产生爆炸；二是需要可使用氢气的特殊场所，一般的实验室存在多设备、多工艺共用的情况；三是使用不方便，实验室研究过程不同于工业连续生产过程，实验研究过程中需要随时启停热处理装置以研究不同工艺参数影响，连续氢气气氛退火处理更适合大规模连续生产。
[0004]在工业化生产中，多模冷拉拔技术制备的超细金属丝材的直径一般在25μm以上，需要在每道次多模拉拔后在氢气气氛条件下进行退火处理以恢复拉拔态丝材的塑性变形性能。如何实现接近冷拉拔塑性变形极限的塑性变形，除穿模技术和减径策略设计之外，拉拔态丝材的塑性变形能力恢复工艺尤为重要。
技术实现思路
[0005]为了解决大应变拉拔态NiCr合金丝塑性变形性能的问题，本专利技术提供一种大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置。
[0006]本专利技术提供了一种大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置，包括设置在前端的放丝系统、设置在后端的收丝系统、以及设置在所述的放丝系统和收丝系统之间的控温系统，所述的控温系统包括石英管、设置在所述的石英管外部的加热圈、设置在所述的加热圈外部的隔热层，所述的放丝系统和收丝系统相配合以使拉拔态超细NiCr合金丝从所述的石英管内匀速通过，所述的石英管的前端设置有与所述的石英管呈45
°
的第一气体入口、与所述的石英管呈225
°
的第二气体入口，所述的第一气体入口、第二气体入口分别通入氮气以使所述的石英管内形成对称分布的有效退火温度场。
[0007]优选的，所述的放丝系统包括放线轮、第一导向轮，所述的放线轮的线盘上设置有拉拔态超细NiCr合金丝。
[0008]优选的，所述的收丝系统包括第二导向轮、收丝轮，所述的拉拔态超细NiCr合金丝绕设在所述的收丝轮的线盘上。
[0009]优选的，所述的第二导向轮、收丝轮之间设置有张力调节轮，所述的张力调节轮的
张力调节范围为0~7g。
[0010]优选的，所述的隔热层的外部设置有不锈钢外壳。
[0011]优选的，热处理温度为850℃至930℃，预热半小时。
[0012]优选的，所述的第一气体入口、第二气体入口的氮气流量为1L/min。
[0013]优选的，所述的石英管的有效加热长度为55cm。
[0014]优选的，所述的放丝系统、收丝系统配合的收丝速度为30转/min。
[0015]优选的，所述的张力调节轮的收丝张力为1g。
[0016]本专利技术不但可以实现大应变拉拔态NiCr合金丝塑性变形性能恢复，而且可以有效改善热处理区域温度分布均匀性问题及解决合金丝退火过程中的表面氧化问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置的示意图；图2为石英管内不同氮气流量下的有效退火温度场的温度场分布情况。
具体实施方式
[0018]下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0019]参见附图1所示，图1为本专利技术的大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置的示意图，该装置包括设置在前端的放丝系统、设置在后端的收丝系统、以及设置在放丝系统和收丝系统之间的控温系统。
[0020]控温系统包括石英管6、设置在石英管6外部的加热圈7、设置在加热圈7外部的隔热层12、设置在隔热层12的外部的不锈钢外壳13，加热线圈7外面包裹的隔热层12对石英管中的温度场进行保温，不锈钢外壳13对保温层12进行约束和保护。
[0021]放丝系统包括设置在连续退火装置面板1上的放线轮2、第一导向轮4，收丝系统包括第二导向轮5、收丝轮9，第二导向轮5、收丝轮9之间设置有张力调节轮8，张力调节轮8的张力调节范围为0~7g。放线轮2的线盘上设置有拉拔态超细NiCr合金丝3，拉拔态超细NiCr合金丝3从放线轮2上引出，经过第一导向轮4和第二导向轮5沿两端开口管式石英管6的轴心匀速通过由加热线圈7加热形成的高温区域，退火处理后的拉拔态超细NiCr合金丝3经张力调节轮8导向后绕设在收丝轮9的线盘上。
[0022]放丝系统和收丝系统相配合以使拉拔态超细NiCr合金丝3从石英管6内匀速通过，石英管6的前端设置有与石英管6呈45
°
的第一气体入口10、以及与石英管6呈225
°
的第二气体入口11，第一气体入口10、第二气体入口11分别通入氮气，以避免NiCr合金丝在高温热处理过程中的表面氧化，并使石英管6内形成对称分布的有效退火温度场。
[0023]实施例1通电并设置热处理温度为850℃，从第一气体入口10、第二气体入口11分别向石英管6中通入高纯氮气，流量分别约为0L/min、1L/min和2L/min，预热半小时。采用热电偶进行石英管6内温度的测量，石英管6的有效加热长度为55cm，测量点从有效加热区域超细丝入口处开始测量，间隔距离为5cm，共测试12点温度，测量结果如图2所示。当从45
°
和225
°
的两个气体注入口通入约1L/min的高纯氮气时，可以隔绝空气构建出对称的且稳态的温度场。
该温度场相对于未通保护气体（0L/min）情况下的温度场没有明显的温度差异，达到设计值的温度区间大约为距入口端25cm~30cm区域。当高纯氮气流量增加到2L/min，石英管6内温度呈不对称分布，出口端温度明显增加，从140℃增加到324℃，带来超细NiCr合金丝氧化的风险。
[0024]实施例2通电并设置热处理温度为930℃及收丝张力为1g，从第一气体入口10、第二气体入口11分别向石英管6中通入高纯氮气，流量约为1L/min，预热半小时。将绕有直径约21.14μm的拉拔态NiCr合金丝(应变量约为46.6%)的金属线盘卡入放线轮2上，牵引NiCr合金丝3经过导向轮4从垂直方向变为水平方向，用穿丝工具将NiCr合金丝穿过石英管6，经过导向轮5和张力调节轮8变向后，将NiC本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置，包括设置在前端的放丝系统、设置在后端的收丝系统、以及设置在所述的放丝系统和收丝系统之间的控温系统，其特征在于：所述的控温系统包括石英管（6）、设置在所述的石英管（6）外部的加热圈（7）、设置在所述的加热圈（7）外部的隔热层（12），所述的放丝系统和收丝系统相配合以使拉拔态超细NiCr合金丝（3）从所述的石英管（6）内匀速通过，所述的石英管（6）的前端设置有与所述的石英管（6）呈45
°
的第一气体入口（10）、与所述的石英管（6）呈225
°
的第二气体入口（11），所述的第一气体入口（10）、第二气体入口（11）分别通入氮气以使所述的石英管（6）内形成对称分布的有效退火温度场。2.根据权利要求1所述的大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置，其特征在于：所述的放丝系统包括放线轮（2）、第一导向轮（4），所述的放线轮（2）的线盘上设置有拉拔态超细NiCr合金丝（3）。3.根据权利要求1所述的大应变镍铬合金超细丝单丝连续退火装置，其特征在于：所述的收丝系统包括第二导向轮（5）、收丝轮（9），所述的拉拔态超细...
【专利技术属性】
技术研发人员：周秀文，朱晔，刘旭东，李恺，吴卫东，罗炳池，李文琦，牛高，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：
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