[实用新型]磁谱时效装置

说明书

本实用新型是属于提高各类金属零部件的耐用性、可靠性、强度和耐磨性的加工设备，能够对各类金属切削刀具、钻头、球磨机的钢球和衬板、施工机械的推刀、钻探机钻头、活塞、轴承、冲压模具、齿轮等进行处理，以降低被处理件的内应力，钝化微裂纹，均化杂质，从而提高性能和使用寿命。磁谱时效装置又可称为磁改性装置，或磁处理装置。

本实用新型的目的是提供一种高效率低消耗，操作简便，工作过程无污染的装置，能够对各类金属零部件进行磁谱处理，以提高其性能和使用寿命，充分发挥成品件的潜能。

本实用新型磁谱时效装置，包括电磁感应腔、电力部件、贮能部件、电力控制部件和微处理机等。电磁感应腔是对工件进行磁谱处理的主体，其实质是电感线圈，可以是空芯的或带铁芯的。电力部件，贮能部件和电力控制部件组成可控电源，接受微处理机的控制，输出脉冲系列去激励电磁感应腔产生四维的功率谱磁场。

本实用新型的技术基础是任何物质都会感受到磁场的影响，其效果与工件的材质、结构和磁场特征量紧密相关。磁场功率谱综合地体现出磁场的场强以及它在空间和时间上的变化梯度。被处理的工件在磁场功率谱的作用下产生力学内耗与磁弹性内耗，从而降低内应力和杂质、微裂纹等对工件的影响，达到性能的提高。

下面结合附图对本实用新型磁谱时效装置作进一步详细描述：

图1是本实用新型磁谱时效装置框图

图2、3为工件处理方式示意图

图4为磁谱时效系统之一

图5为磁谱时效系统之二

图1所示为本实用新型磁谱时效装置的结构框图，电力部件1，贮能部件2和电力控制部件3组成可控电源，在微处理机7的控制下产生幅值和占空比可调整的脉冲系列，去激励电磁感应腔。电力部件1是输出电压可调的AC-DC电源，它将单相或三相的交流电压进行可整流，变换成直流电压，可选用AC-DC可控硅电源或PWM AC-DC电源的成熟技术或产品来实现。贮能部件2是电容器组，接在AC-DC电源的输出端，起到匹配功率的作用，使电磁感应腔能够获得高梯度电流而又不致过多地加大AC-DC电源的输出功率。电力控制部件3是大功率电子开关器件，采用可控硅或IGBT，它按微处理机7的指令将贮能部件2与电磁感应腔接通，从而输出脉冲系列。

电磁感应腔4是电感线圈，其结构取决于被加工件的尺寸和几何特征，是磁谱处理的主体，处理工件可以在电磁感应腔4的腔内进行，如图2所示，也可以在感应腔4的端面进行，如图3所示。用端面对工件进行磁谱处理时，电感线圈有时是带铁芯的。在电磁感应腔内设传感器4’，用以感受电磁感应圈所产生的磁谱特征，可以采用霍尔器件或电流通互感器来实现，它与检测部件5一起提取出磁谱特征的电信号，再经电子放大变换部件6处理成微处理机7能够接受的标准信号(0～5)V或(4～20)mA，这个信号一方面用来监视磁谱的质量，另一方面作为反馈信号，以降低电磁电感腔参数的离散性或不稳定性对输出脉冲系列的影响，达到提高磁谱处理质量的目的。

微处理机7和工况输入部件8采用工业控制机或可编程控制器来实现，此时，靠键盘输入工况条件，即脉冲幅值，占空比，脉冲数。微处理机7也可用单片机来实现，此时要通过专门设计的输入部件8来输入工况条件。微处理机7根据工况输入部件8输入的设定值和来自部件6的反馈信号计算出控制指令，去调节电力部件1的输出电压和电力控制部件3中的功率电子开关的操作规律。

工件进行磁谱处理的方法和方式不仅影响磁谱时效装置的工作效率(单位时间的处理量)，还直接影响时效效果，因此，应将装置与处理方式作为一个整体来考虑，即构成磁谱时效系统，图4所示为腔内单件处理工件的系统示意图，图5所示为腔内连续处理工件的系统示意图。

大量的实验数据表明，经磁谱时效装置处理的工件性能普通得到提高：

硬质合金钢的金属切削刀具的切削寿命提高1.4～3倍

高速钢钻头——1.5～3倍；

钻探钻头——1.5～3倍；

磨机钢球的球耗降低——30％～40％。

综上所述，磁谱时效装置能够显著提高机械零部件性能。处理后的工件和机械零件所获得的性能(耐用性、强性、耐磨等)具有通体性，即深度磨损后的工件仍能保持经磁谱处理所获得的性能，表里是一致的。磁谱时效装置维护简便，处理成本低，加工过程无环境污染。

磁谱时效装置所创造的经济效益显著，以降低磨机球耗来加以说明：对于一个年耗钢球一千吨的中型选矿厂来说，降低球耗30％，意味着节省300吨钢球，即节省人民币120万元。如果在全国推广应用，可望创造直接经济效益人民币十几亿元。