專(zhuān)利名稱(chēng)：熱處理爐和具有該熱處理爐的熱處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)通過(guò)鑄造、鍛造等由鋁合金等形成的模制物品進(jìn)行 熱處理的技術(shù)。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及用來(lái)進(jìn)行溶體化處理和時(shí)效 處理的熱處理爐、和具有該熱處理爐的熱處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，已經(jīng)公知有用于鋁、鋼等鑄件和鍛件的熱處理設(shè)備， 該設(shè)備用來(lái)進(jìn)行一系列處理，例如溶體化處理、淬火處理和時(shí)效處理。
例如，對(duì)于在圖9中所示的設(shè)備結(jié)構(gòu)而言，多個(gè)工件(被處理體) 被收容在托盤(pán)70中，并且在托盤(pán)70中的每個(gè)工件在輸送托盤(pán)70的同 時(shí)連續(xù)地受到溶體化處理、淬火和失效處理。涉及使用托盤(pán)70的熱處 理過(guò)程的這種技術(shù)是已知的。
對(duì)于在圖9中所示的結(jié)構(gòu)而言，附圖標(biāo)記71表示溶體化爐，附圖 標(biāo)記72表示淬火池，并且附圖標(biāo)記73表示時(shí)效爐。這些構(gòu)件與托盤(pán) 70—起連續(xù)地提供給它們。輸送裝置75設(shè)置在地下坑76中，以便回 收附著在工件上的型芯砂。這些輸送裝置75將型芯砂輸送給砂回收箱 77。
日本專(zhuān)利特許公報(bào)2003-183725披露了溶體化爐和時(shí)效爐為旋轉(zhuǎn) 爐的結(jié)構(gòu)。對(duì)于該專(zhuān)利文獻(xiàn)1而言，設(shè)有快速加熱爐，用來(lái)在溶體化 處理、淬火處理和時(shí)效處理的過(guò)程中的溶體化處理之前在短時(shí)間內(nèi)提 高溫度。該快速加熱是為了消除累積在工件中的內(nèi)應(yīng)力。
在圖9中所示的設(shè)備的結(jié)構(gòu)具有以下問(wèn)題。
首先，在溶體化爐71和時(shí)效爐73中加熱時(shí)，在托盤(pán)70中的工件 之間溫度分布是不均勻的，并且在托盤(pán)70中的所有工件到達(dá)設(shè)定溫度 需要較長(zhǎng)時(shí)間。因此，加熱時(shí)間較短的工件的等溫時(shí)間較長(zhǎng)，并且加 熱時(shí)間較長(zhǎng)的工件的等溫時(shí)間較短，由此工件的質(zhì)量變得不均勻。這 是因?yàn)樵谌菁{工件的托盤(pán)70中容易存在有熱空氣不能到達(dá)的地方。例 如，

圖10中所示的工件78a和78b的質(zhì)量是不均勻的。
在淬火池72中進(jìn)行冷卻時(shí)，工件78a和78b的冷卻速度也是不均 勻的。
在加熱過(guò)程和冷卻過(guò)程中，熱能根據(jù)托盤(pán)70的加熱和冷卻而運(yùn) 動(dòng)，由此用于工件的加熱和冷卻的能量損失。因此，溶體化爐71和時(shí) 效爐73的生產(chǎn)線延長(zhǎng)，并且提高了燃燒器的輸出。
必須將托盤(pán)70裝載到設(shè)備中和從設(shè)備中將托盤(pán)70取出。
可以想到設(shè)置一快速加熱區(qū)，在該快速加熱區(qū)處，溫度高于等溫 溫度，以便縮短加熱時(shí)間。但是，因?yàn)樯鲜龅臒岵痪鶆蛐裕赡軐⒁?些工件加熱至高于熔融溫度。
在溶體化爐71或時(shí)效爐73中的溫度在將托盤(pán)70輸送到該爐中時(shí) 下降。這也會(huì)造成能量損失并且延長(zhǎng)加熱時(shí)間。
由于托盤(pán)70受到反復(fù)冷卻和加熱，托盤(pán)70會(huì)受到應(yīng)變，由此托 盤(pán)70在輸送途中會(huì)卡住，從而使生產(chǎn)線停止。另外，需要托盤(pán)70的 維護(hù)成本。
為了回收型芯砂，螺桿設(shè)置在斜槽79中，以將型芯砂排到輸送裝 置75上，由此需要用于螺桿的驅(qū)動(dòng)源。另外，這些螺桿會(huì)被型芯砂磨 損，從而增加了修理或更換的維護(hù)成本。
砂可能在輸送裝置75的連接點(diǎn)處掉落。為了解決該問(wèn)題，它可以
構(gòu)造成省略輸送裝置75，并且將砂回收箱77設(shè)置在每個(gè)斜槽79下方。 但是，該結(jié)構(gòu)增加了回收砂的負(fù)擔(dān)，由此增大了維護(hù)成本(勞動(dòng)成本)。
該設(shè)備構(gòu)成為輸送在其中的多個(gè)托盤(pán)70，由此該設(shè)備較大，并且 增加了燃燒器81、風(fēng)扇82和輸送設(shè)備83的促動(dòng)器等的數(shù)量。因此， 增大了運(yùn)行成本，延長(zhǎng)了運(yùn)行周期，并且增大了維護(hù)成本。另外，該 設(shè)備不能容易地輸送和轉(zhuǎn)移。
發(fā)明概述
對(duì)于在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)中所披露的技術(shù)而言，需要設(shè)置快速加熱爐， 也就是說(shuō)，需要用于設(shè)置快速加熱爐的費(fèi)用。通過(guò)改善溶體化爐的加 熱效率，可以在不設(shè)置快速加熱爐的情況下實(shí)現(xiàn)相同的效果。
考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有新穎結(jié)構(gòu)的熱處理爐和 具有該熱處理爐的熱處理設(shè)備。
上述問(wèn)題是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的以下裝置來(lái)解決的。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于熱處理爐而言，爐室包括向下打開(kāi)的爐本體；
和爐底本體，該爐底本體封閉爐本體的下開(kāi)口，并且在爐室中設(shè)有一 層或多層安置擱架，在所述安置擱架上安置工件。因此，與使用托盤(pán) 的普通設(shè)備相比，該結(jié)構(gòu)沒(méi)有使用任何托盤(pán)，從而使得每個(gè)工件的質(zhì) 量均衡并且改善了工件的質(zhì)量。減少了由托盤(pán)的加熱和冷卻所引起的 能量損失。廣泛地確保了每個(gè)工件和熱空氣的接觸面積，從而減少了 加熱時(shí)間，由此減少了包括等溫時(shí)間在內(nèi)的整個(gè)熱處理時(shí)間。設(shè)有多 層安置擱架，以便迅速對(duì)許多工件進(jìn)行熱處理，由此改善了生產(chǎn)率。
根據(jù)本發(fā)明，在爐室中設(shè)有熱空氣循環(huán)裝置，該熱空氣循環(huán)裝置 使?fàn)t室中的熱空氣在平面中看時(shí)沿著周向循環(huán)。因此，使提供給每個(gè) 安置擱架的熱空氣量(能量)均衡，并且對(duì)每個(gè)工件進(jìn)行均勻地?zé)崽幚恚?由此使得工件的產(chǎn)品質(zhì)量均衡。掉落的砂不會(huì)被吹起，從而延長(zhǎng)了該 設(shè)備的預(yù)期壽命。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于熱處理爐而言，該熱處理爐的爐室包括向下打 開(kāi)的爐本體和封閉爐本體的下開(kāi)口的爐底本體，該爐室被分隔件劃分
成上下兩個(gè)空間；上空間構(gòu)成為進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效爐，下空間構(gòu)成 為進(jìn)行溶體化處理的溶體化爐，在時(shí)效爐和溶體化爐中的每個(gè)爐中設(shè) 有一層或多層安置擱架，在所述安置擱架上安置工件，并且爐本體在 其中設(shè)有使時(shí)效爐中的熱空氣在平面中看時(shí)沿著周向循環(huán)的熱空氣 循環(huán)裝置；和使溶體化爐中的熱空氣在平面中看時(shí)沿著周向循環(huán)的熱 空氣循環(huán)裝置。因此，本發(fā)明所需安裝熱處理爐的空間更小(減小了該 設(shè)備)，由此減小了用于安裝整個(gè)熱處理設(shè)備的空間。
根據(jù)本發(fā)明，爐底本體被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，并且安置擱架由豎立設(shè)置在 爐底本體上的支柱支撐，并且與爐底本體一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，減小了 由于配置不同而引起的熱傳遞量的不均勻性的影響，由此使得工件的 產(chǎn)品質(zhì)量均衡。
根據(jù)本發(fā)明，爐底本體在其中設(shè)有斜槽部分，該斜槽部分與位 于爐底本體下方的外部空間連通；和砂排出機(jī)構(gòu)，該砂排出機(jī)構(gòu)具有
蓋子，該蓋子打開(kāi)和關(guān)閉斜槽部分的下開(kāi)口，并且在爐底本體下方設(shè) 有引導(dǎo)構(gòu)件和砂回收箱，該引導(dǎo)構(gòu)件打開(kāi)和關(guān)閉所述蓋子，在所述蓋 子打開(kāi)時(shí)將累積在所述蓋子上的砂投入到該砂回收箱中。于是，回收 砂的裝置簡(jiǎn)易且便宜。此外，能夠容易地回收砂。
根據(jù)本發(fā)明，熱處理爐用作溶體化爐和時(shí)效爐，并且熱處理設(shè)備 包括溶體化爐和時(shí)效爐。因此，與普通結(jié)構(gòu)的熱處理爐相比，縮短了
通過(guò)溶體化爐完成溶體化處理以及通過(guò)時(shí)效爐完成時(shí)效處理所需的時(shí) 間，由此整個(gè)熱處理過(guò)程在短時(shí)間內(nèi)完成。與使用托盤(pán)的傳統(tǒng)設(shè)備相 比，降低了運(yùn)行成本，縮短了運(yùn)行時(shí)間，并且降低了維護(hù)成本。溶體 化爐和時(shí)效爐單獨(dú)構(gòu)成，從而該設(shè)備能夠容易地傳送和轉(zhuǎn)移。減少了 燃燒器和風(fēng)扇的數(shù)量，并且無(wú)需用于托盤(pán)的輸送裝置。
根據(jù)本發(fā)明，熱處理設(shè)備包括用于對(duì)工件進(jìn)行熱處理的溶體化 爐；用于對(duì)經(jīng)過(guò)溶體化爐溶體化處理的工件進(jìn)行淬火的淬火池；用于 對(duì)經(jīng)過(guò)淬火池淬火的工件進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效爐；用于對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)效爐 時(shí)效處理的工件進(jìn)行冷卻的空冷裝置；工件接入裝置，該工件接入裝 置用于接入要由溶體化爐進(jìn)行溶體化處理的工件；用于將經(jīng)過(guò)空冷裝 置冷卻的工件取出的工件取出裝置；和機(jī)器人臂，該機(jī)器人臂使工件 一件接一件地依次移動(dòng)到工件接入裝置、溶體化爐、淬火池、時(shí)效爐、 空冷裝置和工件取出裝置。因此，不能由輸送裝置等輸送的具有復(fù)雜 形狀的工件以及具有型芯砂的工件也能夠由機(jī)器人臂輸送。淬火池一 件接一件地冷卻工件，從而該淬火池能夠緊湊地構(gòu)成。工件在經(jīng)過(guò)熱 處理之后由空冷裝置強(qiáng)制冷卻，從而在隨后的過(guò)程中很容易用手來(lái)檢 査這些工件。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
圖1為根據(jù)本發(fā)明的熱處理設(shè)備的示意圖。 圖2為實(shí)施方案1的熱處理爐的剖面平面圖。 圖3為實(shí)施方案1的熱處理爐的剖面?zhèn)纫晥D。 圖4為溶體化處理和時(shí)效處理的時(shí)間縮短圖。
圖5為砂排出機(jī)構(gòu)的示意圖。
圖6為將砂排向砂回收箱的示意圖。
圖7為實(shí)施方案2的熱處理爐的剖面?zhèn)纫晥D。
圖8為具有實(shí)施方案2的熱處理爐的熱處理設(shè)備的示意圖。
圖9為使用托盤(pán)的熱處理設(shè)備的示意圖。
圖IO為托盤(pán)和容納在其中的工件的示意圖。
發(fā)明實(shí)施方案的最佳模式
基于附圖來(lái)對(duì)實(shí)施本發(fā)明的模式進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示，熱處理設(shè)備10包括溶體化爐1、淬火池2、時(shí)效爐
3、空冷裝置4、機(jī)器人臂5、工件接入裝置6和工件取出裝置7。對(duì)于 裝置的這種構(gòu)成而言，由工件接入裝置6接入的工件8依次由溶體化 爐1進(jìn)行溶體化處理、通過(guò)淬火池2進(jìn)行淬火、通過(guò)時(shí)效爐3進(jìn)行時(shí) 效處理、并通過(guò)空冷裝置4進(jìn)行冷卻、然后通過(guò)工件取出裝置7取出。
溶體化爐1和時(shí)效爐3由根據(jù)本發(fā)明的熱處理爐構(gòu)成。對(duì)于熱處 理爐的以下結(jié)構(gòu)而言，通過(guò)設(shè)定熱處理的溫度和時(shí)間，能夠交替地進(jìn) 行溶體化處理和時(shí)效處理中的一個(gè)處理。
如圖2和3所示，根據(jù)本發(fā)明的熱處理爐(溶體化爐1和時(shí)效爐3) 由基座ll支撐。爐室15包括向下打開(kāi)的圓柱形爐本體12;和用來(lái) 關(guān)閉爐本體12的下開(kāi)口并且由基座13可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐的爐底本體14。 在爐室15中設(shè)有多層安置擱架16。爐本體12的上側(cè)由上壁12a封閉。
安置擱架16固定到支柱17上，該支柱17垂直豎立地設(shè)置在爐底 本體14的中央處，并且所述層中的每一層為以支柱17為中心的圓盤(pán) 形。在該實(shí)施方案中，在所述層中的每一層上能夠安置20件工件8。
通過(guò)電機(jī)(未示出)使?fàn)t底本體14以支柱17的軸線為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。通 過(guò)爐底本體14的轉(zhuǎn)動(dòng)，使支柱17和安置擱架16轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，可以適 當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)安置擱架16的層數(shù)。例如，處理很少工件8的裝置構(gòu)成可以 具有一層。
用來(lái)將工件8放入安置擱架16中的入口 18以及用來(lái)從安置擱架 16將工件8取出的出口 19設(shè)置在爐本體12中。開(kāi)關(guān)門(mén)18a和19a分 別設(shè)置在入口 18和出口 19處，并且根據(jù)需要打開(kāi)和關(guān)閉。
在爐本體12的外周邊的兩個(gè)部分處，設(shè)有熱空氣循環(huán)裝置20A和 20B，每個(gè)熱空氣循環(huán)裝置都具有燃燒器21和風(fēng)扇22。在該實(shí)施方案 中，在沿著周向大致間隔180度的位置處設(shè)置這兩個(gè)熱空氣循環(huán)裝置 20A禾卩20B。
通過(guò)將燃燒器21和風(fēng)扇22設(shè)置在布置于爐本體1的外周邊上的 殼體23中來(lái)構(gòu)造各個(gè)熱空氣循環(huán)裝置20A和20B。殼體23的內(nèi)部通 過(guò)分隔件24分成兩個(gè)腔室，即燃燒器腔室25和風(fēng)扇腔室26。燃燒器 21的加熱部分21a設(shè)置在燃燒器腔室25中，并且風(fēng)扇22設(shè)置在風(fēng)扇 腔室26中。燃燒器腔室25和風(fēng)扇腔室26分別通過(guò)設(shè)置在爐本體12 中的開(kāi)口 25a和26a與爐室15的內(nèi)部連通。對(duì)于風(fēng)扇22而言，風(fēng)扇 22的進(jìn)氣口在分隔件24中打開(kāi)，并且風(fēng)扇22的排氣口設(shè)置在風(fēng)扇腔 室26的側(cè)面處。由燃燒器21加熱的在燃燒器腔室25中的空氣通過(guò)風(fēng) 扇22的轉(zhuǎn)動(dòng)而被吸入，并且通過(guò)風(fēng)扇腔室26的內(nèi)部和開(kāi)口 26a排向爐 室15的內(nèi)部。從熱空氣循環(huán)裝置20A排出的熱空氣通過(guò)熱空氣循環(huán)裝 置20B的風(fēng)扇22的抽吸力被引導(dǎo)進(jìn)熱空氣循環(huán)裝置20B的燃燒器腔室 25，并且由燃燒器21加熱，然后通過(guò)熱空氣循環(huán)裝置20B的風(fēng)扇22 排出并且重新返回到熱空氣循環(huán)裝置20A。因此，熱空氣在爐室15中 循環(huán)流動(dòng)。
如圖3所示，開(kāi)口 26a如下設(shè)定其垂直尺寸，從而面對(duì)安裝在最 高和最低安置擱架16上的工件8，由此將熱空氣水平送給每個(gè)安置擱 架16。如圖2所示，送給每個(gè)安置擱架16的熱空氣在爐室15中循環(huán) 流動(dòng)，同時(shí)穿過(guò)在工件8之間的空間。通過(guò)將熱空氣送給每個(gè)安置擱 架16，從而提供給每個(gè)安置擱架16的熱空氣量(能量)被均衡，并且對(duì) 每個(gè)工件8進(jìn)行均勻地?zé)崽幚?，由此使得工?的產(chǎn)品質(zhì)量均衡。廣 泛地確保了每個(gè)工件8和熱空氣的接觸面積，從而使得每個(gè)工件8的
溫度分布均衡，由此改善了工件8的產(chǎn)品質(zhì)量。熱量有效地從熱空氣 傳遞給每個(gè)工件8，由此減少加熱時(shí)間。
圖4顯示出加熱時(shí)間的縮短。雖然使用在背景技術(shù)中所述的托盤(pán) 的設(shè)備對(duì)于溶體化處理而言需要加熱時(shí)間T2，但是根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu) 需要加熱時(shí)間Tl。在需要等溫時(shí)間T3的情況中，整個(gè)溶體化處理所 需的時(shí)間能夠減少的量為加熱時(shí)間T2和加熱時(shí)間Tl的差值(T2-T1)。 另外，在圖4中，根據(jù)本發(fā)明的熱處理爐用作時(shí)效爐3，并且顯示出加 熱時(shí)間T4和等溫時(shí)間T6。雖然使用在背景技術(shù)中所述的托盤(pán)的設(shè)備 對(duì)于溶體化處理需要加熱時(shí)間T5，但是根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)需要加熱時(shí) 間T4，并且整個(gè)溶體化處理所需的時(shí)間能夠減小的量為加熱時(shí)間T5 和加熱時(shí)間T4的差值(T5-T4)。
對(duì)于熱空氣循環(huán)的上述模式而言，熱空氣沒(méi)有沿著垂直方向?qū)α?傳熱。因此，從工件8掉落的型芯砂不被吹起，而是掉落并被引導(dǎo)到 形成在爐底本體14中的斜槽部分14a。如果型芯砂被吹起，則型芯砂 碰到爐本體12的內(nèi)壁，從而內(nèi)壁表面會(huì)磨損并且損壞，或者燃燒器21 會(huì)損壞。但是，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)而言，這種問(wèn)題不會(huì)出現(xiàn)，由 此延長(zhǎng)了該設(shè)備的預(yù)期壽命。
如圖3所示，每個(gè)其剖面大致為Y形的斜槽部分14a設(shè)置在以支 柱17的軸線為中心的爐底本體14的多個(gè)位置處。在該實(shí)施方案中， 設(shè)有十個(gè)斜槽部分14a，并且每個(gè)斜槽部分14a布置在工件8下方。在 每個(gè)斜槽部分14a的下開(kāi)口處設(shè)有砂排出機(jī)構(gòu)30。
如圖5所示，砂排出機(jī)構(gòu)30如下構(gòu)成，從而在剖面中看時(shí)大致為 方形的柱體31通過(guò)支撐軸33可搖擺地支撐著蓋子32，該蓋子32為搖 籃狀并覆蓋柱體31的下開(kāi)口。突出地設(shè)置在蓋子32側(cè)處的凸起34接 觸著固定在設(shè)備安裝底板表面9側(cè)上的引導(dǎo)構(gòu)件35，以便使蓋子32搖 擺。在累積在蓋子32上的砂由于蓋子32搖擺而落下的位置處布置有
砂回收箱36。在該實(shí)施方案中，如圖6所示，引導(dǎo)構(gòu)件35在從側(cè)面看 時(shí)為凸輪錐形。通過(guò)使凸起34與凸輪接觸，從而隨著爐底本體14的 轉(zhuǎn)動(dòng)(砂排出機(jī)構(gòu)30的運(yùn)動(dòng))簡(jiǎn)單地打開(kāi)和關(guān)閉蓋子32。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，如圖6所示，在每個(gè)砂排出機(jī)構(gòu)30到達(dá)引導(dǎo)構(gòu)件 35所布置的位置時(shí)，將蓋子32打開(kāi)，并且將累積在蓋子32上的砂投 入到砂回收箱36中。因此，將砂回收到砂回收箱36中?？梢灾皇峭?過(guò)一對(duì)引導(dǎo)構(gòu)件35和砂回收箱36來(lái)處理所有的砂排出機(jī)構(gòu)30。該裝 置構(gòu)成簡(jiǎn)易。由于砂在一個(gè)位置處被回收，所以改善了處理砂回收箱 36的砂回收作業(yè)的效率。使用螺桿等的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要專(zhuān)用于回收砂的 促動(dòng)器。相反，砂排出機(jī)構(gòu)30能夠通過(guò)爐底本體14的轉(zhuǎn)動(dòng)打開(kāi)和關(guān) 閉蓋子32，而無(wú)需任何專(zhuān)門(mén)的促動(dòng)器，由此節(jié)約了設(shè)備成本。
上面說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的熱處理爐的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)還適用于溶體 化爐1和時(shí)效爐3。對(duì)于熱處理爐而言，爐室15包括向下打開(kāi)的爐本 體12和用來(lái)關(guān)閉爐本體12的下開(kāi)口并且受到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的爐底本體14， 并且在爐室15中設(shè)有安置工件8的一層或多層安置擱架16。與使用托 盤(pán)的傳統(tǒng)設(shè)備相比，該結(jié)構(gòu)沒(méi)有使用任何托盤(pán)，從而使得每個(gè)工件8 的質(zhì)量均衡，并且改善了工件8的質(zhì)量。減少了由于托盤(pán)的加熱和冷 卻而引起的能量損失。
廣泛地確保了每個(gè)工件8和熱空氣的接觸面積，從而減少了加熱 時(shí)間，從而減少了包括等溫時(shí)間在內(nèi)的整個(gè)熱處理所需時(shí)間。設(shè)有多 層安置擱架16，以便迅速熱處理許多工件8，由此改善生產(chǎn)率。
用于使在爐室15中的熱空氣在平面中看時(shí)沿著周向循環(huán)流動(dòng)的 熱空氣循環(huán)裝置20A和20B設(shè)置在爐本體12中。因此，使得提供給安 置擱架16的熱空氣量(能量)均衡，并且對(duì)每個(gè)工件8進(jìn)行均勻地?zé)崽?理，由此使得工件8的產(chǎn)品質(zhì)量均衡。掉落的砂不會(huì)被吹起，從而延 長(zhǎng)了設(shè)備的預(yù)期壽命。與使用托盤(pán)的傳統(tǒng)設(shè)備相比，不會(huì)出現(xiàn)由于對(duì)
托盤(pán)的加熱和冷卻而引起的能量損失，由此能夠采用容量較低的燃燒 器和風(fēng)扇。
安置擱架16固定到支柱17上，該支柱17豎立設(shè)置在爐底本體 14上，并且與爐底本體14一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，減小了由配置差異而引 起的熱傳遞量不均勻性的影響，由此均衡了工件8的產(chǎn)品質(zhì)量。另外， 對(duì)于所安置的工件8數(shù)量較少的設(shè)備結(jié)構(gòu)而言，爐底本體14無(wú)需轉(zhuǎn)動(dòng)。
爐底本體14在其中設(shè)有與位于爐底本體14下方的外部空間連 通的斜槽部分14a;以及砂排出機(jī)構(gòu)30，該砂排出機(jī)構(gòu)30具有用來(lái)打 開(kāi)和關(guān)閉斜槽部分14a的下開(kāi)口的蓋子32。在爐底本體14下方，設(shè)有 接觸著蓋子32以便打開(kāi)和關(guān)閉蓋子32的引導(dǎo)構(gòu)件35和砂回收箱36， 在蓋子32打開(kāi)時(shí)將累積在蓋子32上的砂投入到砂回收箱36中。因此， 回收砂的裝置簡(jiǎn)易且廉價(jià)。此外，能夠容易地回收砂。
如上構(gòu)成的熱處理爐用作溶體化爐1和時(shí)效爐3，從而該熱處理 設(shè)備10包括溶體化爐1和時(shí)效爐3。熱處理設(shè)備10包括用來(lái)對(duì)工件 8進(jìn)行溶體化處理的溶體化爐1;對(duì)經(jīng)過(guò)溶體化爐1溶體化處理的工件 8進(jìn)行淬火的淬火池2;用于對(duì)經(jīng)過(guò)淬火池2淬火的工件8進(jìn)行時(shí)效處 理的時(shí)效爐3;用于對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)效爐3時(shí)效處理的工件8進(jìn)行冷卻的空冷 裝置4;用于接入要由溶體化爐1進(jìn)行溶體化處理的工件8的工件接入 裝置6;用于將由空冷裝置4冷卻的工件8取出的工件取出裝置7;以 及機(jī)器人臂5，該機(jī)器人臂5使工件8 —件接一件地依次向工件接入裝 置6、溶體化爐l、淬火池2、時(shí)效爐3、空冷裝置4和工件取出裝置7 運(yùn)動(dòng)。
對(duì)于該熱處理設(shè)備10的結(jié)構(gòu)而言，工件8通過(guò)機(jī)器人臂5而一件 接一件地在這些裝置之間運(yùn)動(dòng)，由此不能由輸送裝置等輸送的具有復(fù) 雜形狀的工件以及具有型芯砂的工件也能夠被輸送。與具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu) 的熱處理爐相比，縮短了通過(guò)溶體化爐1完成溶體化處理以及通過(guò)時(shí) 效爐3完成時(shí)效處理所需的時(shí)間，由此整個(gè)熱處理過(guò)程在短時(shí)間內(nèi)完 成。與使用托盤(pán)的傳統(tǒng)設(shè)備相比，降低了運(yùn)行成本，縮短了運(yùn)行周期， 并且降低了維護(hù)成本。溶體化爐1和時(shí)效爐3單獨(dú)構(gòu)成，從而該設(shè)備 能夠容易地傳送和轉(zhuǎn)移。減少了燃燒器和風(fēng)扇的數(shù)量，并且無(wú)需用于 托盤(pán)的輸送裝置，由此這些裝置能夠廉價(jià)并且緊湊地構(gòu)成。淬火池2
一件接一件地冷卻工件8，從而該淬火池2能夠緊湊地構(gòu)成。工件8在 經(jīng)過(guò)熱處理之后由空冷裝置4強(qiáng)制冷卻，從而在隨后的過(guò)程中很容易 用手來(lái)檢査這些工件8。工件一件接一件地輸送給空冷裝置4并且冷卻， 從而許多工件沒(méi)有同時(shí)冷卻，由此可以將這些工件均勻地冷卻至設(shè)定 溫度。沒(méi)有使用任何托盤(pán)，從而沒(méi)有由于冷卻托盤(pán)而引起的能量損失。 無(wú)需存放工件以進(jìn)行自然冷卻。
如圖7所示，對(duì)于在該實(shí)施方案2中的熱處理爐40而言，爐本體 12的爐室15通過(guò)水平設(shè)置的分隔件41分成上下兩個(gè)空間。上空間構(gòu) 成為用于進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效爐室42，并且下空間構(gòu)成為用于進(jìn)行溶 體化處理的溶體化爐室43。在時(shí)效爐室42和溶體化爐室43的每個(gè)爐 室中設(shè)有一層或多層安置擱架46。爐本體12包括用于使在時(shí)效爐室 42中的熱空氣沿著在平面中看時(shí)的周向循環(huán)流動(dòng)的熱空氣循環(huán)裝置 44，并且爐本體12包括用于使在溶體化爐室43中的熱空氣沿著在平 面中看時(shí)的周向循環(huán)流動(dòng)的熱空氣循環(huán)裝置45。
在該結(jié)構(gòu)中，溶體化爐室43設(shè)置在時(shí)效爐室42下方。這是因?yàn)?附著在工件8上的型芯砂容易在較高的溫度下掉落。在比時(shí)效處理高 的溫度下進(jìn)行的溶體化處理在爐本體12的下側(cè)處進(jìn)行，從而掉落的型 芯砂被有效地引導(dǎo)給爐底本體14的斜槽部分14a并且被回收。
在分隔件41內(nèi)設(shè)有絕熱材料，以便適度地中斷在時(shí)效爐室42和 溶體化爐室43之間的熱傳遞。熱傳遞沒(méi)有完全中斷，從而在進(jìn)行在時(shí) 效處理之前的溶體化處理時(shí)，溶體化爐室43的熱傳遞給時(shí)效爐室42，
并且在時(shí)效爐室42中的溫度升高，由此縮短了時(shí)效爐室42的加熱時(shí)
間。另外，支柱47設(shè)置成垂直穿過(guò)分隔件41并支撐安置擱架46，由 此安置擱架46與支柱47 —體地轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過(guò)采用在該實(shí)施方案2中的熱處理爐40的結(jié)構(gòu)，熱處理設(shè)備 50如在圖8中所示一樣構(gòu)成。與在圖1中所示的結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)需 要更小的用于安裝熱處理爐40的空間(減小了該設(shè)備)，由此減小了用 于安裝整個(gè)熱處理設(shè)備50的空間。
工業(yè)利用可能性
本發(fā)明可以用于對(duì)通過(guò)鑄造、鍛造等由鋁合金等形成的模制物品 進(jìn)行熱處理的技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種熱處理爐，該熱處理爐的爐室包括向下開(kāi)口的爐本體；和爐底本體，該爐底本體封閉爐本體的下開(kāi)口，其特征在于在該爐室中設(shè)有一層或多層安置擱架，在所述安置擱架上安置工件。
2.如權(quán)利要求l所述的熱處理爐，其中在爐室中設(shè)有熱空氣循環(huán) 裝置，該熱空氣循環(huán)裝置使?fàn)t室中的熱空氣在平面中看時(shí)沿著周向循 環(huán)。
3. —種熱處理爐，其特征在于 該熱處理爐的爐室包括 向下開(kāi)口的爐本體；和爐底本體，該爐底本體封閉爐本體的下開(kāi)口， 該爐室被分隔件劃分成上下兩個(gè)空間； 上空間構(gòu)成為進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效爐， 下空間構(gòu)成為進(jìn)行溶體化處理的溶體化爐；在時(shí)效爐和溶體化爐中的每個(gè)爐中設(shè)有一層或多層安置擱架，在 所述安置擱架上安置工件；并且 爐本體在其中設(shè)有使時(shí)效爐中的熱空氣在平面中看時(shí)沿著周向循環(huán)的熱空氣循環(huán)裝 置；和使溶體化爐中的熱空氣在平面中看時(shí)沿著周向循環(huán)的熱空氣循環(huán) 裝置。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱處理爐，其中 所述爐底本體被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，并且 所述安置擱架由支柱支撐，并與所述爐底本體一體地轉(zhuǎn)動(dòng)，該支 柱豎立設(shè)置在所述爐底本體上。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的熱處理爐，其中 所述爐底本體在其中設(shè)有斜槽部分，該斜槽部分與位于爐底本體下方的外部空間連通，和 砂排出機(jī)構(gòu)，該砂排出機(jī)構(gòu)具有蓋子，該蓋子打開(kāi)和關(guān)閉斜槽部 分的下開(kāi)口，并且在爐底本體下方設(shè)有引導(dǎo)構(gòu)件和砂回收箱，該引導(dǎo)構(gòu)件打開(kāi)和關(guān) 閉所述蓋子，在所述蓋子打開(kāi)時(shí)將累積在所述蓋子上的砂投入到該砂 回收箱中。
6.熱處理設(shè)備，其特征在于如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熱處理爐用作溶體化爐和時(shí)效 爐；并且該熱處理設(shè)備包括所述溶體化爐和所述時(shí)效爐。
7.如權(quán)利要求6所述的熱處理設(shè)備，還包括 用于對(duì)工件進(jìn)行熱處理的溶體化爐；用于對(duì)經(jīng)過(guò)溶體化爐溶體化處理的工件進(jìn)行淬火的淬火池； 用于對(duì)經(jīng)過(guò)淬火池淬火的工件進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效爐； 用于對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)效爐時(shí)效處理的工件進(jìn)行冷卻的空冷裝置； 工件接入裝置，該工件接入裝置用于接入要由溶體化爐進(jìn)行溶體化處理的工件；用于將經(jīng)過(guò)空冷裝置冷卻的工件取出的工件取出裝置；和 機(jī)器人臂，該機(jī)器人臂使工件一件接一件地依次移動(dòng)到工件接入裝置、溶體化爐、淬火池、時(shí)效爐、空冷裝置和工件取出裝置。
全文摘要
對(duì)于熱處理爐(溶體化爐1和時(shí)效爐3)而言，爐室15包括向下打開(kāi)的爐本體12和用來(lái)關(guān)閉爐本體12的下開(kāi)口并且被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的爐底本體14，并且在爐室15中設(shè)有在其上安置工件8的一層或多層安置擱架16。在爐本體12中設(shè)有使在爐室15中的熱空氣沿著在平面中看時(shí)的周向循環(huán)流動(dòng)的熱空氣循環(huán)裝置20A和20B。安置擱架16固定在豎立設(shè)置在爐底本體14上的支柱17上，并且與爐底本體14一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)C22F1/04GK101103241SQ200680002068
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者后藤伸治, 高野和秀 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社;株式會(huì)社日本高熱工業(yè)社