專(zhuān)利名稱(chēng)：雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種真空熱處理爐，具體涉及一種在真空中加熱，在真空及惰性氣體中用水或水基介質(zhì)冷卻的熱處理爐。
背景技術(shù)：
在常壓(一個(gè)大氣壓)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)加熱、水及水基介質(zhì)的冷卻是很容易的，但在真空(負(fù)壓)狀態(tài)下是很困難的。其難點(diǎn)是1、實(shí)現(xiàn)少、無(wú)氧化加熱，2、真空狀態(tài)的獲得，3、材料的少、無(wú)氧化淬火、固溶和冷卻等。由于水的存在，無(wú)法獲得理想的真空度，極易氧化，所以少、無(wú)氧化的加熱和冷卻難以實(shí)現(xiàn)，加之碳素鋼等材料奧氏體穩(wěn)定性差，必須在一定的壓力下快速(時(shí)間越短越好)進(jìn)入水和水基介質(zhì)中，方可淬上火。所以以上三點(diǎn)長(zhǎng)期以來(lái)很難解決，至使在現(xiàn)有的真空爐中用水或水基介質(zhì)進(jìn)行淬火、固溶，和實(shí)現(xiàn)比氣、油更快冷卻的熱處理等無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的真空熱處理爐難以實(shí)現(xiàn)用水或水基介質(zhì)進(jìn)行熱處理的不足，本實(shí)用新型提供一種雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐，該熱處理爐可在冷卻室的水槽中以比在氣、油中更快的速度實(shí)現(xiàn)冷卻、淬火、固溶等熱處理。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下一種雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐，它包括加熱室、冷卻室、料筐、快速轉(zhuǎn)移裝置、冷卻機(jī)構(gòu)以及加熱室和冷卻室的排氣、充氣系統(tǒng)，在所述的加熱室內(nèi)設(shè)有爐膽，加熱室和冷卻室相連，二者間通過(guò)閘板門(mén)分隔開(kāi)，料筐通過(guò)快速轉(zhuǎn)移裝置在加熱時(shí)從冷卻室快速送入加熱室、在冷卻時(shí)從加熱室快速移至冷卻室；冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)在冷卻室下部，對(duì)落入冷卻室下部的料筐進(jìn)行水冷卻；所述的加熱室和冷卻室的排氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)分別通過(guò)管道與加熱室和冷卻室連通，分別向加熱室或冷卻室抽氣或送氣。
所述的快速轉(zhuǎn)移裝置可包括翻斗氣缸、接料器、接料筐和提升氣缸，可將加熱后的料筐快速移動(dòng)并置于冷卻室水槽內(nèi)。所述的排氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)包括若干泵、閥及壓力表，并采用水環(huán)泵對(duì)冷卻室抽氣。所有的閘、氣缸、泵、閥均由電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。
本實(shí)用新型在裝有爐膽的雙室真空爐(主機(jī))中，設(shè)計(jì)并裝置了冷卻室、料筐、快速轉(zhuǎn)移裝置及水冷卻機(jī)構(gòu)，并且為該主機(jī)設(shè)計(jì)、配備了能自動(dòng)控制的送、排氣系統(tǒng)，使需進(jìn)行處理的零件或試樣能在加熱室中加熱后快速移送到冷卻室進(jìn)行水冷卻，實(shí)現(xiàn)淬火。
本實(shí)用新型的有益效果是1、可在專(zhuān)門(mén)的真空加熱室中對(duì)各類(lèi)金屬材料制成的零件或試樣完成少、無(wú)氧化加熱，并能通過(guò)其快速轉(zhuǎn)移裝置將加熱后的零件或試樣迅速轉(zhuǎn)移至冷卻室的水槽中，以比在氣、油中更快的速度實(shí)現(xiàn)冷卻、淬火、固溶等熱處理。
2、由于水環(huán)泵適合抽除干、濕氣體、大氣/蒸汽混合物，本實(shí)用新型采用水環(huán)泵對(duì)冷卻室抽氣，可使難以獲得理想真空度的冷卻室獲得理想的真空狀態(tài)。
3、全部操作可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。


圖1是本實(shí)用新型雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐的送、排氣系統(tǒng)原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)典型工藝圖。
圖中，1.加熱室 2.爐膽 3.冷卻室 4.料筐 5.翻斗氣缸 6.潛水泵 7.接料器 8.接料筐 9.提升氣缸 10.水槽 11.閥I 12.羅茨泵 13.閥II 14.旋片泵 15.閥III 16.水環(huán)泵 17.閥IV 18.閥V 19.閥VI 20.壓力表I 21.壓力表II 22.儲(chǔ)氣罐具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1所示為本實(shí)用新型雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐的一個(gè)實(shí)施例。該熱處理爐包括加熱室1、冷卻室3、料筐4、快速轉(zhuǎn)移裝置、水冷卻機(jī)構(gòu)以及加熱室和冷卻室的排氣、充氣系統(tǒng)。在加熱室1內(nèi)置有石墨爐膽或金屬爐膽2。加熱室1和冷卻室3相連接，二者間通過(guò)復(fù)合閘板閥控制的閘板門(mén)分隔開(kāi)。料筐4在加熱時(shí)，從冷卻室3快速進(jìn)入加熱室1，在冷卻時(shí)，從加熱室1快速移至冷卻室3。該快速移動(dòng)裝置主要包括翻斗氣缸5、接料器7、接料筐8及提升氣缸9。翻斗氣缸5置于冷卻室3的上部，它的下端與料筐4一側(cè)為可拆卸連接，例如通過(guò)掛鉤掛在料筐4上。接料器7斜向安裝在料筐4下方，接料筐8置于冷卻室底面上，并且位于接料器7底端的前方。翻斗氣缸5及提升氣缸9均由自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。翻斗氣缸5提升起料筐4的一側(cè)，使料筐4傾斜后自動(dòng)脫鉤，料筐4沿接料器7斜向下滑落入接料筐8上。本實(shí)用新型中的水冷卻機(jī)構(gòu)包括潛水泵6及水槽10，水槽10位于冷卻室3的下部，潛水泵6、接料器7及接料筐8均在水槽10內(nèi)，料筐4落入接料筐8上后進(jìn)入水槽冷卻。潛水泵10可起攪拌作用，使水加速循環(huán)，提高淬火速度。冷卻結(jié)束后，由置于冷卻室上部的提升氣缸9向下至水槽10內(nèi)，通過(guò)掛鉤將料筐4提出水面，淬火結(jié)束。
本實(shí)用新型中的加熱室和冷卻室的排氣、充氣系統(tǒng)如圖2所示，其中加熱室的排氣系統(tǒng)包括閥I11、羅茨泵12、閥II13及旋片泵14，它們通過(guò)管道與加熱室1連接。抽氣時(shí)，通過(guò)依次打開(kāi)閥I11和閥II13，由羅茨泵12和旋片泵14抽真空。冷卻室的排氣系統(tǒng)包括閥III15和水環(huán)泵16，它們通過(guò)管道與冷卻室3相連，由閥III15控制水環(huán)泵16抽大氣和水蒸汽。加熱室和冷卻室的充氣系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣罐22、閥IV17、閥VI19、閥V18及壓力表I20、壓力表II21，通過(guò)管道分別與加熱室1及冷卻室3相連，在儲(chǔ)氣罐22內(nèi)充有氮?dú)?、氬氣或其它惰性氣體。通過(guò)該排氣、充氣系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整、顯示加熱室1、冷卻室3的壓力。
本實(shí)用新型中的閘門(mén)、氣缸、泵及閥均由電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。特殊情況和維修狀態(tài)另備有手動(dòng)操作系統(tǒng)(圖內(nèi)未畫(huà)出)。
本實(shí)用新型雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐的一個(gè)典型工藝(以水淬為例)過(guò)程如下(1)真空爐啟動(dòng)后，加熱室要經(jīng)過(guò)1050℃、4小時(shí)充分烘爐，壓力10～1Pa；(2)機(jī)械加工后的Ф20×40毫米，45號(hào)鋼制螺栓50kg經(jīng)清洗后散裝置于料筐中；(3)將料筐裝入冷卻室，排氣至3300Pa；(4)打開(kāi)冷卻室和加熱室之間的閘板門(mén)，將料筐送入加熱室，并關(guān)閉閘板門(mén)；(5)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間排氣后，加熱室壓力恢復(fù)，達(dá)到或接近10～1Pa；(6)升溫至840℃，升速和壓力變化要匹配，忌在高壓力下快速升溫；(7)保溫時(shí)間從透燒后開(kāi)始計(jì)，典型工藝中的100min，含透燒時(shí)間；(8)保溫結(jié)束后，料筐移入冷卻室，并立即關(guān)閉閘板門(mén)；(9)由于翻斗氣缸，螺栓經(jīng)接料器迅速進(jìn)入接料筐，惰性氣體(以N2為例)從儲(chǔ)氣罐經(jīng)閥IV17、閥VI19快速充入冷卻室，完成淬火；(10)提升氣缸把接料筐提出水面；(11)冷卻室放氣復(fù)壓(大氣壓)，取出螺栓，并裝入下一爐。
以上工藝過(guò)程如圖3所示。
本實(shí)用新型熱處理爐適用于各類(lèi)碳素鋼、不銹鋼、鈹青鋼及一些特殊材質(zhì)的淬火、固溶及快速冷卻等的少、無(wú)氧化熱處理。
權(quán)利要求1.一種雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐，其特征在于它包括加熱室、冷卻室、料筐、快速轉(zhuǎn)移裝置、冷卻機(jī)構(gòu)以及加熱室和冷卻室的排氣、充氣系統(tǒng)，在所述的加熱室內(nèi)設(shè)有爐膽，加熱室和冷卻室相連，二者間通過(guò)閘板門(mén)分隔開(kāi)，料筐通過(guò)快速轉(zhuǎn)移裝置在加熱時(shí)從冷卻室快速送入加熱室、在冷卻時(shí)從加熱室快速移至冷卻室；冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)在冷卻室下部，對(duì)落入冷卻室下部的料筐進(jìn)行水冷卻；所述的加熱室和冷卻室的排氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)分別通過(guò)管道與加熱室和冷卻室連通，分別向加熱室或冷卻室抽氣或送氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐，其特征在于所述的快速轉(zhuǎn)移裝置包括翻斗氣缸、接料器、接料筐和提升氣缸，所述的翻斗氣缸置于冷卻室的上部，它的下端與料筐一側(cè)為可拆卸連接；接料器斜向安裝在料筐下方，接料筐置于冷卻室底面上，并且位于接料器底端的前方；提升氣缸置于冷卻室上部，可向下移動(dòng)至冷卻室下部；所述的翻斗氣缸和提升氣缸均由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐，其特征在于所述的冷卻機(jī)構(gòu)包括潛水泵及水槽，水槽位于冷卻室的下部，潛水泵、接料器、接料筐均在水槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐，其特征在于所述的加熱室和冷卻室的排氣系統(tǒng)包括若干抽氣泵及閥，并采用水環(huán)泵對(duì)冷卻室抽氣；所述的加熱室和冷卻室的充氣系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣罐及若干閥及壓力表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐，其特征在于所述的閘門(mén)、氣缸、泵、閥均由電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。
專(zhuān)利摘要一種雙室真空水或水基介質(zhì)熱處理爐，包括裝有爐膽的加熱室、冷卻室、料筐、快速轉(zhuǎn)移裝置、水冷卻機(jī)構(gòu)以及由泵、閥、儲(chǔ)氣罐組成的加熱室和冷卻室的排氣、充氣系統(tǒng)。加熱室和冷卻室間由閘板門(mén)分隔開(kāi)，料筐可以在快速移動(dòng)裝置控制下在兩室之間移動(dòng)和進(jìn)行冷卻處理。本實(shí)用新型中的閘門(mén)、泵、閥、氣缸均由電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。能以比在氣、油中更快的速度實(shí)現(xiàn)冷卻、淬火、固溶等熱處理。適用于各類(lèi)碳素鋼、不銹鋼、鈹青鋼及一些特殊材質(zhì)的淬火、固溶及快速冷卻等的少無(wú)氧化熱處理。
文檔編號(hào)C21D1/56GK2685349SQ20042000029
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月7日
發(fā)明者宋家奇, 周有臣, 戴芳, 劉文瑛, 王學(xué)敏, 顧卓明, 叢培武 申請(qǐng)人:北京機(jī)電研究所