[发明专利]一种采用PTC陶瓷辅助加热的铝铸件热处理炉

说明书

技术领域：

    本发明属金属材料加工技术领域，特别涉及一种采用PTC陶瓷辅助加热的铝铸件热处理炉。

 

背景技术：

  PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，原料以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成。目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用PTC加热。 PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。

   PTC加热元件就是利用恒温加热PTC热敏电阻恒温发热特性设计的加热元件件。在中小功率加热场合，PTC加热元件具有恒温发热、无明火、热转换率高、受电源电压影响极小、自然寿命长等传统发热元件无法比拟的优势，在电热器具中的应用越来越受到研发工程师的青睐。目前广泛应用于电热蚊药驱蚊器、暖手器、干燥器、电热板、电烫斗、电烙铁、电热粘合器、卷发烫发器、小型晶体器件恒温槽、恒温培养箱、电子保温瓶、 保温箱、保温杯、保温盘、保温柜、保温桌、小型温风取暖器、电吹风、暖房机、烘干机、干衣柜、干衣机、工业烘干设备等。

  热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的晶相组织结构，来控制其性能的一种金属热加工工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

  热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，近而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

  PTC陶瓷加热具有以下优点：1、对过载电流反应迅速，性能稳定可靠；2、耐冲击力强，使用寿命长；3、无极性，交直流都可用；4、可自动恢复；5、最大工作电流可达数十安培；6、体积小，可根据客户需要，加工生产各种不同形状、规格的产品。广泛替代传统加热方式，应用于工业、生活的各个方面。但由于PTC陶瓷加热目前只能做到不到500°C的温度，而铝合金热处理需要500~550°C温度，因此，目前PTC陶瓷加热无法应用于铝合金热处理。

 

发明内容：

[  鉴于以上技术的不足，本发明针对铝合金热处理过程，提出一种采用PTC陶瓷辅助加热的铝铸件热处理炉，其技术方案为将热处理炉分为两部分，中间用可以自动移动的隔板分割；隔板上部为预热区，使用PTC陶瓷进行预热，隔板下部为热处理区，使用电阻丝进行加热、保温；工件首先在预热区预热，达到PTC上限温度后，隔板自动下降至电阻丝区域进行加热和保温热处理，完成热处理过程。

 PTC陶瓷居里点温度为300~480°C之间。

  预热区和热处理区设有K型热电偶，检测区域温度，并传送至控制系统。

   电阻丝加热仅在预热区温度达到PTC陶瓷上限温度以下50~100°C时启动，以最大程度节能。

 

有益效果：