一种可批量热处理的双电源加热夹具制造技术

本发明专利技术公开了一种可批量热处理的双电源加热夹具，包括直流通电加热单元、感应加热单元、气冷单元、水冷单元；直流通电加热单元由下底座、上盘座及安装在下底座、上盘座的夹持单元构成，一方面利用夹持单元可实现棒状或板状试样的批量夹持；另一方面通过下底座、上盘座分别与热模拟设备的通电实现对试样的直流通电加热。同时本申请还设计感应加热单元，实现双电源加热，在感应加热单元上集成气冷单元，用于试样的喷气冷却；水冷单元设置在下底座、上盘座之间以及感应加热单元；用于对下底座、上盘座的冷却还能对感应加热单元的线圈自身进行冷却。因此本申请所设计的夹具既可以实现直流通电加热和感应加热的双电源加热，还可实现棒状或板状试样的批量夹持。现棒状或板状试样的批量夹持。现棒状或板状试样的批量夹持。

【技术实现步骤摘要】
一种可批量热处理的双电源加热夹具


[0001]本专利技术涉材料热加工
，尤其涉及一种可批量热处理的双电源加热夹具。

技术介绍

[0002]通过对金属(导电)材料进行加热、保温和冷却，以获得特定组织和性能的热处理工艺，从而满足材料的机加工和使用要求。热处理工艺获得的样品，应具有较大的均温区、较多样品数，以保证后续力学性能测试和显微组织分析，进而对热处理制度进行合理性评价。当前高校、企业或研究院所通常采用马弗炉或热模拟设备进行热处理试验获得的样品，而这两种设备的使用存在以下不足：
[0003]1.采用马弗炉可获得较大尺寸的均温区试样，且一次性可同时处理多个试样，但马弗炉的升温速率慢，冷却速率难以准确控制、升温速率和控冷速率范围小；
[0004]2.采用热模拟设备可以实现升温和冷却速率的准确控制及较宽的控冷速率和升温速率范围，但无法获得较大尺寸的均温区，且一次只能处理1个试样；
[0005]3.无论是采用马弗炉还是热模拟试验机都无法一次性获得金属材料在不同冷速下的过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的不足，本申请提出了一种可批量热处理的双电源加热夹具，可以实现直流通电加热和感应加热的双电源加热，还可实现棒状或板状试样的批量夹持。
[0007]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种可批量热处理的双电源加热夹具，包括：
[0009]直流通电加热单元，所述直流通电加热单元包括相对布置的下底座、上盘座及夹持单元；所述下底座、上盘座上均可拆卸装有夹持单元，通过夹持单元将试样固定在下底座、上盘座之间；所述下底座、上盘座均设有与热模拟设备连接的电极柱；所述下底座、上盘座、夹持单元选用导体材料；
[0010]感应加热单元，所述感应加热单元包括感应线圈组件，所述感应线圈组件设置在下底座、上盘座之间，所述感应线圈组件连接交流电源；所述感应线圈组件螺旋设置，且感应线圈组件套装在试样外部；
[0011]气冷单元，所述气冷单元包括带孔喷气冷却器，带孔喷气冷却器是采用带均匀分布多个出气孔的管道制成；孔喷气冷却器设有气管进口，由气管进口向带孔喷气冷却器内输入气体，且输入的气体自带孔喷气冷却器上的出气孔喷出；
[0012]水冷单元，所述水冷单元包括冷却水路和冷却水管，分别在下底座、上盘座上设置冷却水路，利用冷却水管连接下底座、上盘座之间的冷却水路。
[0013]进一步，所述气冷单元固定安装在感应线圈组件的内壁面，且带孔喷气冷却器上的出气孔朝向试样所在侧。
[0014]进一步，所述感应线圈组件包括感应器、电源负极接线柱和电源正极接线柱，所述感应器等间距螺旋设置多层；所述感应器为中空设计，内部为感应器循环水流道。
[0015]进一步，在上盘座上设置分流孔，分流孔与冷却水路对应且相互连通，感应线圈组件的两端分别与上盘座上的分流孔连通，实现冷却水路与感应器循环水流道的连通，对线圈本身冷却散热。
[0016]进一步，在下底座和上盘座上均设有用于夹持单元的限位面，限位面设有一对且相对设置；限位面之间的底部设置T型滑道；T型滑道与一侧的限位面的底部连接，与另一侧的限位面之间断开；在未与T型滑道连接的限位面上沿水平方向设置紧定螺纹通孔，紧定螺纹通孔内可以配装有螺栓。
[0017]进一步，夹持单元包括一个压板和至少一个垫块，压板和垫块之间为试样固定处。
[0018]进一步，压板和垫块均设置滑槽，通过滑槽与T型滑道配合。
[0019]进一步，压板一侧竖直面为平面，朝向限位面上的紧定螺纹通孔设置；另一侧为工作面；工作面设置多个相互平行的竖直圆弧凹面，相邻竖直圆弧凹面之间为平面；垫块的两侧均为工作面，与压板的工作面相同。
[0020]进一步，所述根据限位面的长度，增加垫块个数，增加同时热处理的试样数量。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]1、本专利技术具备双电源加热的特点，可使用单一通电加热或感应加热，也可以两者一起采用进行混合加热，实现不同应用场景下的加热效果。
[0023]2、本专利技术可批量装卡多个棒状或板状试样，对试样尺寸要求不高，且试样夹持端无特殊加工要求，操作简单方便，易于安装。
[0024]3、感应线圈组件带有带孔喷气冷却器，可实现冷却效果；带孔喷气冷却器的孔的分布可以设计为单侧布孔或环向布孔，再与不同的加热方式配合使用，可达到不同的批量热处理效果。例如：
[0025]采用通电加热，带孔喷气冷却器设计为单侧布孔，试样中间段具有峰值温度相同，冷却时受单向冷却介质制冷，距离喷气孔位置近的样品冷却速率高，反之则低，从而可以达到不同冷却速率的热处理效果，适合做CTT曲线(过冷奥氏体连续冷却转变曲线)试验。
[0026]采用感应加热，带孔喷气冷却器设计为环向布孔，试样中间段距离外圆感应器近的样品峰值温度高，反之则低；冷却时受环向冷却介质制冷，各个样品的冷却效果相同；可以实现不同峰值温度相同冷却速率的热处理效果，适合做等温冷却试验。
[0027]4、本专利技术以热模拟设备为载体，以本夹具为技术手段，可获得较大尺寸的均温区(40mm
×
50mm
×
50mm)，满足后续力学性能测试试样尺寸和显微测试试样尺寸的加工。
附图说明
[0028]图1为本夹具的结构示意图；
[0029]图2为本夹具的下底座示意图；
[0030]图3为本夹具的上盘座示意图；
[0031]图4为本夹具的压板示意图；
[0032]图5为本夹具的垫块示意图；
[0033]图6为本夹具的线圈组件示意图；
[0034]图7为本夹具的使用时示意图。
[0035]图中，1、下底座；1
‑
1、定位通孔；1
‑
2、冷却水路；1
‑
3、水路端口扩孔；1
‑
4、T型滑道；1
‑
5、紧定螺纹通孔；1
‑
6、限位面；1
‑
7、电极柱；2、压板；2
‑
1、压板小平面；2
‑
2、压板圆柱面；2
‑
3、压板滑槽；2
‑
4、压板大平面；3、冷却水管；4、垫块；4
‑
1、垫块小平面；4
‑
2、垫块圆柱面；4
‑
3、垫块滑槽；5、堵头；6、上盘座；6
‑
1、分流孔；7、快速公接头；8、感应线圈组件；8
‑
1、感应器；8
‑
2、电源负极接线柱；8
‑
3、感应器循环水进口；8
‑
4、气管进口；8
‑
5、带孔喷气冷却器；8
‑
6、感应器循环水出口；8
‑
7、电源正极接线柱；9、试样；10、螺栓；11、快速母接头。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可批量热处理的双电源加热夹具，其特征在于，包括：直流通电加热单元，所述直流通电加热单元包括相对布置的下底座(1)、上盘座(6)及夹持单元；所述下底座(1)、上盘座(6)上均可拆卸装有夹持单元，通过夹持单元将试样(9)固定在下底座(1)、上盘座(6)之间；所述下底座(1)、上盘座(6)均设有与热模拟设备连接的电极柱(1
‑
7)；所述下底座(1)、上盘座(6)、夹持单元选用导体材料；感应加热单元，所述感应加热单元包括感应线圈组件(8)，所述感应线圈组件(8)设置在下底座(1)、上盘座(6)之间，所述感应线圈组件(8)连接交流电源；所述感应线圈组件(8)螺旋设置，且感应线圈组件(8)套装在试样(9)外部；气冷单元，所述气冷单元包括带孔喷气冷却器(8
‑
5)，带孔喷气冷却器(8
‑
5)是采用带均匀分布多个出气孔的管道制成；孔喷气冷却器(8
‑
5)设有气管进口(8
‑
4)，由气管进口(8
‑
4)向带孔喷气冷却器(8
‑
5)内输入气体，且输入的气体自带孔喷气冷却器(8
‑
5)上的出气孔喷出；水冷单元，所述水冷单元包括冷却水路(1
‑
2)和冷却水管(3)，分别在下底座(1)、上盘座(6)上设置冷却水路(1
‑
2)，利用冷却水管(3)连接下底座(1)、上盘座(6)之间的冷却水路(1
‑
2)。2.根据权利要求1所述的一种可批量热处理的双电源加热夹具，其特征在于，所述气冷单元固定安装在感应线圈组件(8)的内壁面，且带孔喷气冷却器(8
‑
5)上的出气孔朝向试样(9)所在侧。3.根据权利要求1或2所述的一种可批量热处理的双电源加热夹具，其特征在于，所述感应线圈组件(8)包括感应器(8
‑
1)、电源负极接线柱(8
‑
2)和电源正极接线柱(8
‑
7)，所述感应器(8
‑
1)等间距螺旋设置多层；所述感应器(8
‑
1)为中空设计，内部为感应器循环水流道。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂江涛，范国华，曹国剑，罗雪莲，张珂，华达，
申请(专利权)人：长三角先进材料研究院，
类型：发明
国别省市：