[发明专利]一种热处理试样快速冷却装置

说明书

本发明涉及一种热处理试样快速冷却装置，属于金属热处理技术领域。装置由不锈钢法兰盘、底托、冷却室和冷却气道组成，其中不锈钢法兰盘上设有用于连通加热炉内外气体管路的进气通道、出气通道，底托安装在不锈钢法兰盘上，冷却室固定在底托表面。冷却时冷却气体通过冷却室内壁对称设置的气体喷头对试样各表面进行均匀冷却，并可通过调节氩气流量的方式，调控冷却强度满足不同试样、不同热处理工艺的实验需求。本发明所采用的快速冷却装置冷却效率可调，便于改装维护，安全性较高，可应用于不同型号加热炉设备，无需对设备进行额外改造，大大改善了实验效率与可操作性。

技术领域：

本发明涉及金属热处理技术领域，尤其是一种热处理试样快速冷却装置。

背景技术：

设计并制定合理的冷却制度是热处理工艺研究中重要的一环。但受加热炉耐火材料及加热体的抗热震性能限制，现有设备冷却时往往只能被动选择随炉缓冷、空冷、淬火等方式中的一种或几种，无法对冷却速率进行较精确的控制。此外，空冷及淬火等冷却方式需要将试样由加热区转移至冷却区再进行降温，转移过程造成的温降及氧化风险降低了试验结果的准确性。为解决这一问题，有研究者选择尽可能缩短这一转移过程的距离及其在空气中的暴露时间，如中国专利CN 208346224U公开的一种高温下快开式淬火炉，及中国专利CN 202066356U公开的立式开启式管式炉，但并未从根本上解决加热区/淬火区独立设置的问题。

相较于液淬及空冷等冷却方式，气冷的冷却效率更高，并可以通过改变气体流量、温度的方式调节试样冷却强度。中国专利CN 209162140 U公开了一种基于多炉气体管道的热处理退火炉，通过在退火炉顶部设置气体喷口，可对放置于铜网上的试样进行快速冷却。然而气冷的缺点在于，沿冷却气体射流方向，试样不同区域冷却强度分布并不均匀，会对最终实验结果造成不利影响。

发明内容：

为解决上述技术及设备存在的问题，本发明提供了一种安全高效的热处理试样快速冷却装置，具体技术方案如下：

本发明设计的装置为：包括不锈钢法兰盘、底托、冷却室与冷却气道；

所述不锈钢法兰盘上设有用于连通加热炉内外气体管路的进气通道、出气通道；所述底托固定在所述不锈钢法兰盘上，所述冷却室固定在底托表面。

进一步地，所述不锈钢法兰盘通过螺纹或卡勾连接固定在加热炉表面，加热过程中可保持炉体内部气密性良好。

进一步地，所述进气通道在加热炉外侧设有气体流量调节阀，通过阀门与氩气源相连；所述出气通道在加热炉外侧设有气体流量调节阀与真空阀，分别与大气、真空泵相连。

进一步地，所述冷却气道与所述进气通道间为螺纹连接。

进一步地，所述冷却室内、外壁间设有气体通道，冷却气体经冷却气道进入冷却室后，通过对称设置在冷却室内壁的气体喷头对试样进行冷却。

进一步地，所述底托材质为耐热石英或耐高温不锈钢，所述冷却室、冷却气道材质为耐高温不锈钢。

本发明提供的热处理试样快速冷却装置具有以下有益效果：

(1)本发明设备简单，操作方便，易于维护，可应用于不同型号加热炉设备，且无需对炉体进行大规模改造；气冷时冷却室内对称设置的气体喷头具有促进冷却气体与试样、加热炉内气氛间换热的效果，限制了冷却气的流动，使其不会产生指向加热炉内壁的气体射流，安全性较高，

(2)本发明气冷过程无样品氧化风险，且试样各表面冷却速率均匀。通过调节冷却气体流量，可对冷却强度进行调节，满足不同材料、不同热处理实验工艺的需要。

附图说明：

下面结合附图和具体实施例对本专利作进一步描述。

附图1为本发明一种热处理试样快速冷却装置的结构示意图。