[发明专利]脉冲磁场下快速加热热处理装置及热处理方法

权利要求书

1.一种脉冲磁场下快速加热热处理装置，由磁场线圈、加热系统、密封系统、送料装置组成，其特征在于：所述磁场线圈（1）与高压脉冲电流源相连，在其腔体内产生脉冲磁场；所述加热系统包括保温材料（2）、石英炉壳（3）、石英炉管（4）、铠装热电偶（8）和支架（7），所述石英炉管（4）外侧以双螺旋的方式缠绕电阻丝，所述石英炉壳（3）与所述石英炉管（4）之间填充所述保温材料（2），所述铠装热电偶（8）置于所述石英炉管（4）内，控制所述石英炉管（4）的温度，所述石英炉壳（3）左右两端分别有一个所述支架（7）支撑，将所述加热系统置于所述磁场线圈（1）的中部；所述密封系统包括第一法兰组（5）、第二法兰组（6）、动密封法兰盘（10）和橡胶圈（20），所述第一法兰组（5）与所述第二法兰组（6）通过若干螺钉（19）夹紧各法兰盘之间的所述橡胶圈（20），将所述石英炉管（4）密封，所述铠装热电偶（8）穿过所述第一法兰组（5）并焊接在所述第一法兰组（5）上，所述动密封法兰盘（10）与所述第二法兰组（6）之间安装所述橡胶圈（20），并用螺钉（19）紧固密封，所述第一法兰组（5）上有出气口阀门（18），所述第二法兰组（6）上有抽气口阀门（12）和进气口阀门（13）；所述送料装置包括送料杆（9）、铜块（14）、螺母（15）、垫片（16）、动密封橡胶圈（17），所述送料杆（9）依次穿过所述螺母（15），所述垫片（16），所述动密封橡胶圈（17）和所述铜块（14），插入所述石英炉管（4）内，所述送料杆（9）可往复运动，所述铜块（14）镶嵌于所述动密封法兰盘（10）中，所述螺母（15）安装在所述动密封法兰盘（10）上，压紧所述垫片（16），使所述动密封橡胶圈（17）变形，密封所述送料杆（9）。

2.一种脉冲磁场下快速加热热处理方法，应用如权利要求1所述的脉冲磁场下快速加热热处理装置，其特征在于，具体实施步骤如下：

1）将样品（11）固定在所述送料杆（9）前端，将所述动密封法兰盘（10）与所述第二法兰组（6）用所述螺钉（19）连接紧固；

2）关闭所述出气口阀门（18），关闭所述进气口阀门（13），打开所述抽气口阀门（12），并连接机械泵对所述石英炉管（4）抽真空，抽气5分钟后，关闭所述抽气口阀门（12），打开所述进气口阀门（13），向所述石英炉管（4）内充入特定热处理气氛，重复以上操作4~5次，保证所述石英炉管（4）内残留较少空气；

3）待所述石英炉管（4）达到预定温度后，将所述螺母（15）略微拧松，使所述送料杆（9）可以往复运动，又不影响所述石英炉管（4）内的真空，推动所述送料杆（9）将样品（11）送入所述石英炉管（4）及磁场中心，拧紧所述螺母（15），在所述磁场线圈（1）中通入高压脉冲电流，在其腔体内产生脉冲磁场，使样品（11）在脉冲磁场下热处理并计时；

本方法实现真空或特定气氛下的脉冲磁场热处理，脉冲磁场强度0~5T，脉冲宽度0~300ms，脉冲频率0~100Hz，热处理温度50℃~1000℃，均温区长度200mm，实现样品（11）快速到达设定温度，并保温若干小时。