[发明专利]一种能精准控制退火工艺参量的应力退火方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及非晶软磁合金材料技术领域，特别是一种能精准控制退火工艺参量的应力退火方法及装置。

背景技术

非晶软磁合金是继铁氧体和硅钢片之后，最受重视的新型磁性材料。被命名为“Metglas”的FeSiB非晶态合金于1982年被发明，将其用作变压器铁芯,与取向硅钢片相比,铁损可下降1/3～1/5。1988年,Yoshizawa等将非晶合金进行退火热处理的方法制备成了纳米晶软磁材料，发明了以Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉为典型成分的“Finemet”合金。Finemet合金具有高磁导率、低矫顽力、高电阻率和低损耗等优异的综合软磁性能，相比传统硅钢材料，具有显著的节能和磁性能优势，具有广阔的应用前景。但是新型的非晶软磁材料，对应力十分敏感，尤其是在热处理过程中应力对磁结构具有灵敏的调控作用。然而，在现有热处理技术通常采用粗放式工艺，即将被退火材料盘绕成盘状静置于退火炉膛内进行退火。这种粗放式退火方式，虽然能够在一定程度上改善材料性能，但是由于炉膛的温度梯度和材料自身热胀冷缩等因素，难以精准控制应力和温度等退火工艺参量，无法精准控制材料的退火状态，无法保证整盘材料在同等条件下退火，难以保证材料性能的一致性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应力退火方法及装置，旨在解决炉膛的温度梯度和材料自身热胀冷缩等因素，难以精准控制应力和温度等退火工艺参量，无法精准控制材料的退火状态，无法保证整盘材料在同等条件下退火，难以保证材料性能的一致性的问题。

本发明是这样实现的，一种能精准控制退火工艺参量的应力退火方法，在退火过程中使非晶合金材料自动匀速通过退火腔，并在线自动精确调控张应力、退火温度和传送速度。

进一步，退火腔为通道式退火腔，通道式退火腔在良导热块横截面中心部位沿轴向设装，在良导热块的侧面设装有加热片，由控温仪根据设装在退火腔中的测温探头反馈信号调节设装在良导热块侧面的加热片的加热功率，对通道式退火腔温度精准控制。

进一步，在通道式退火腔的中部设装有通气孔，由通气孔流入经导热块加热的气体对腔内的被退火材料进行加热，同时隔离被退火材料与空气接触。

进一步，被退火材料在退火腔中移动通过，然后紧接着进入冷却腔，以同样速度通过冷却腔被冷却。

进一步，冷却腔为通道式冷却腔，通道式冷却腔在良导热块横截面中心部位沿轴向设装，在通道式冷却腔的中部设装有通气孔，由通气孔流入保护气体对腔内的被退火材料进行冷却，同时隔离被退火材料与空气接触，防止被退火材料被氧化。

本发明另一目的在于提供一种能精准控制退火工艺参量的应力退火装置，包括：送料盘、应力调节制动片、被退火材料、保护气体进气管、通道式退火腔、加热片、通道式冷却器、转速传感器、冷却压辊、收集轮、驱动轴、冷却气体进气管、通道式退火腔导热块、温度传感器、应力传感器、缓冲弹簧、滑轮组；

应力调节制动片的外部安装有送料盘，送料盘上缠绕有被退火材料，被退火材料依次通过滑轮组设置的三个滑轮，被退火材料上通过缓冲弹簧安装有应力传感器；根据应力传感器的反馈信号调节应力调节制动片的制动力实现退火应力的精准控制；

被退火材料通过通道式退火腔导热块，被退火材料通过冷却压辊后缠绕在收集轮上，冷却压辊上安装有转速传感器，收集轮安装在驱动轴上；根据安装在冷却压辊上的转速传感器反馈信号，调节收集轮的转速，实现退火材料传送速度的精准控制；

通道式退火腔导热块的上端安装有加热片，通道式退火腔导热块的前端安装有通道式退火腔，通道式退火腔内安装有保护气体进气管，通道式退火腔导热块的前端还安装有温度传感器；通道式退火腔导热块的后端安装有通道式冷却器，通道式冷却器内安装有冷却气体进气管。

进一步，所述的通道式退火腔导热块内部安装有第一通气管路，第一通气管路的前端安装有第一进气口，第一通气管路的后端安装有通气孔；

通道式退火腔导热块的前侧壁中部安装有通道式退火腔，通道式退火腔的上下两端均匀安装有若干第一通气管路，第一通气管路的两侧安装有第一通气管路。

进一步，所述的通道式冷却器的上端安装有冷却腔进气孔，冷却腔进气孔的下端连通第二通气管路，第二通气管路的末端安装有冷却气进气口。