[发明专利]一种适用于板条形金属试样热处理的直接电阻加热设备

说明书

技术领域

本发明属于钢铁生产设备领域，特别涉及一种适用于板条形金属试样热处理的直接电阻加热设备。

背景技术

我国钢铁企业的热处理实验设备研究温度控制不精确，一般只能进行空冷、随炉冷却和水淬，无法满足复杂、精确的冷却控制要求。而退火是一种对金属材料、非金属材料的热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却；其目的是降低硬度，改善切削加工性，消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向，细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。由此可见，退火工艺对产品的最终性能有着重要的影响，通过对退火工艺的模拟研究可以有效地降低产品成本，优化退火工艺，改善产品性能。

目前国内外在退火实验研究方面普遍采用热处理炉、热模拟试验机以及专门的连续退火模拟装置。普通热处理炉(如电阻炉、盐浴炉等)是我国钢铁企业的退火实验研究的最主要的设备之一，其缺点是冷却速度很难精确控制，一般只能进行空冷、随炉冷却和水淬，无法满足复杂、精确的冷却控制要求；而热力模拟试验机热循环过程控制较好，不足之处是试样小，不能进行后续拉伸和深冲实验，另一不足是不能开展退火过程表面反应方面的研究；而连续退火模拟装置，需要成卷的原料，实验成本高，周期长，并且工艺参数调整不灵活。

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于一种适用于板条形金属试样热处理的直接电阻加热设备。

技术方案：本发明提供的一种适用于板条形金属试样热处理的直接电阻加热设备，包括保温壳体、设于保温壳体内的主体、控制装置；所述主体包括底板、固定于底板上的固定加热电极、滑动加热电极、固定于底板上的滑动装置、张力装置，所述滑动加热电极固定于滑动装置上，所述张力装置与滑动加热电极底部连接；控制装置包括变压器以及依次连接的热电偶、数据采集装置、计算机控制系统、档位选择模块、可控硅控制器、可控硅，可控硅与变压器原边连接，变压器副边分别与固定加热电极、滑动加热电极连接。

作为改进，保温壳体包括盒体、上盖、设于壳体和上盖内的耐高温隔热涂层。

作为另一种改进，所述盒体包括主盒体和平行设置于主盒体内的盒体端筋板；所述上盖包括盖顶板、设于盖顶板相对边上的压条板、设于盖顶板顶部的手柄和设于盖顶板底部的盖筋板。

作为另一种改进，所述滑动装置包括导轨和与导轨配合的滑动轴承，所述导轨固定于底板上，滑动加热电极固定于滑动轴承上。

作为另一种改进，所述张力装置包括螺杆、套接在螺杆上的弹簧、设于弹簧底部的螺帽。

有益效果：

具体而言，相对于现有技术，具有以下突出的优势：

1)相比于箱式电阻炉，直接电阻加热设备为金属板材试样提供一个稳定的热环境，可实现精确控制保温温度和时间、加热和冷却速度，其控温精确性和重复性更优异；

2)相比于箱式电阻炉，直接电阻加热设备硬件系统可及时检测系统问题，便于拆卸和维修；软件系统便于调试和检测问题，软件运行效率高、运行速度快；

3)相比于箱式电阻炉，直接电阻加热设备自动性能更好，不需实验人员手工记录，可提高实验的精确性、节省实验时间、提高效率；

4)相比于箱式电阻炉，直接电阻加热设备具有张力系统，可有效防止热处理试样的变形，保证热处理试样后续的显微组织和力学性能分析测试的制样要求。

附图说明

图1为上盖的结构示意图。

图2为上盖的仰视图。

图3为盒体的结构示意图。

图4为主体的结构示意图。

图5为该装置局部放大图。

图6为控制装置结构示意图。

图7为数据采集装置的采集原理图。

图8为数据采集卡AD双端输入连接方法；

图9为数据采集卡DA模拟量输出的信号连接方法；

图10为数据采集卡DO数字量输出的信号连接方法；

图11为档位选择模块的自动模式下电路原理图；

图12为档位选择模块的档位切换模块程序框图；

图13为档位选择模块的手动模式下2v控制电路原理图；

图14为可控硅控制器电路原理图；

图15为温度控制和测量系统的原理图；

图16为数据采集模块流程图；

图17为数据采集模块程序框图；

图18为温度控制模块程序框图；

图19为箱式电阻炉保温5min时，14次重复试验实际控制效果图；