專利名稱：一種常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱處理淬火裝置，具體是一種常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置。
背景技術(shù)：
氣體淬火技術(shù)具有清潔環(huán)保、工件畸變小、能耗低、過程和參數(shù)可控等特點(diǎn)，已經(jīng) 得到國(guó)際熱處理業(yè)界的關(guān)注。但是目前的研究表明，由于通常情況下氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)比 油和水基介質(zhì)都小，所以高壓氣淬要想達(dá)到水淬后的硬度效果，就必須考慮對(duì)真空高壓淬 火設(shè)備的嚴(yán)格要求，這樣就會(huì)增加成本；而水淬初期會(huì)在水與工件之間產(chǎn)生一種液體薄膜， 而液體薄膜中包含的空氣可以減緩水與工件之間的熱傳導(dǎo)，從而降低水與工件之間的換熱
系數(shù)，導(dǎo)致水淬初期換熱系數(shù)較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有設(shè)備簡(jiǎn)單、環(huán)保節(jié)能、淬火工件的變形和應(yīng)力小、淬 火過程和參數(shù)可控制等特點(diǎn)的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案為淬火裝置系統(tǒng)包括空壓機(jī)、油水分離器、干燥機(jī)、氮?dú)鈾C(jī)、增 壓機(jī)及控制器、儲(chǔ)氣罐1、儲(chǔ)氣罐2、儲(chǔ)氣罐3、儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5等，空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐1、油 水分離器、干燥機(jī)依次連接，氮?dú)鈾C(jī)連接干燥機(jī)、儲(chǔ)氣罐3，干燥機(jī)連接儲(chǔ)氣罐2，儲(chǔ)氣罐2與 儲(chǔ)氣罐3連通并連接增壓機(jī)，增壓機(jī)與儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5連接，與儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5連 接有冷卻裝置和霧化裝置。 冷卻裝置的構(gòu)成為由外筒、內(nèi)筒、與外筒連接的上、下封蓋組成，在內(nèi)筒內(nèi)有多個(gè) 集流環(huán)并與上蓋板連接，內(nèi)筒的側(cè)壁和底面分別有若干小孔。
霧化裝置的結(jié)構(gòu)為在一筒體上設(shè)直徑不同的階梯孔，在階梯位置有過濾網(wǎng)，在筒
體某一側(cè)有導(dǎo)流孔，在筒體內(nèi)壁加工導(dǎo)流槽，與導(dǎo)流孔相通，筒體兩端連接法蘭。 本發(fā)明的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置將氮?dú)夂挽F化水結(jié)合成混合氣體的淬
火方式，一方面相對(duì)于氣體淬火可以提高冷卻介質(zhì)(即氮、水混合氣體)的換熱系數(shù)，另一
方面相對(duì)于水淬可以解決常規(guī)水淬時(shí)在工件和淬火介質(zhì)之間產(chǎn)生液體薄膜，從而阻止工件
與淬火介質(zhì)之間熱交換的問題，進(jìn)一步提高淬火介質(zhì)的冷卻效果。此外，常壓氮、水混合氣
體噴射淬火不需要真空高壓設(shè)備，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、環(huán)保節(jié)能、淬火工件的變形和應(yīng)力小、淬
火過程和參數(shù)可控制等特點(diǎn)，與計(jì)算機(jī)結(jié)合可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制淬火工藝流程，還可
實(shí)現(xiàn)局部淬火。


圖1為本發(fā)明的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置系統(tǒng)框圖； 圖2為本發(fā)明的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置的霧化裝置示意圖； 圖3為本發(fā)明的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置的冷卻裝置示意圖。 圖中，1-上法蘭，2-進(jìn)水孔，3-導(dǎo)流孔，4-導(dǎo)流槽，5-過濾網(wǎng)，6-下法蘭，7-出口 ，8-蓋板，9-上封蓋，10-外筒，11_集流環(huán)，12-內(nèi)筒側(cè)壁孔，13-內(nèi)筒，14-內(nèi)筒底孔，15-下 封蓋，16-入口，17-法蘭盤。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的淬火裝置系統(tǒng)包括空壓機(jī)、油水分離器、干燥機(jī)、氮?dú)鈾C(jī)、增壓機(jī)及控制 器、儲(chǔ)氣罐1、儲(chǔ)氣罐2、儲(chǔ)氣罐3、儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5等，各部份聯(lián)接關(guān)系如圖1所示，空壓 機(jī)、儲(chǔ)氣罐1、油水分離器、干燥機(jī)依次連接，氮?dú)鈾C(jī)連接干燥機(jī)、儲(chǔ)氣罐3，干燥機(jī)連接儲(chǔ)氣 罐2，儲(chǔ)氣罐2與儲(chǔ)氣罐3連通并連接增壓機(jī)，控制器與增壓機(jī)連接，增壓機(jī)與儲(chǔ)氣罐4和 儲(chǔ)氣罐5連接，儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5連接有冷卻裝置和霧化裝置；冷卻裝置的構(gòu)成為8個(gè) 集流環(huán)11通過長(zhǎng)螺絲(圖3中未標(biāo)出)連接在蓋板8上，上封蓋9、下封蓋15、外筒10、出 口 7及法蘭盤17焊接成一體，其中法蘭盤可以和霧化裝置中法蘭盤連接，內(nèi)筒側(cè)壁和底面 分別鉆直徑為5mm的小孔若干個(gè)。霧化裝置結(jié)構(gòu)為在霧化裝置筒體上鉆直徑不同的階梯 孔，在階梯位置焊接過濾網(wǎng)5，過濾網(wǎng)采用厚度為2mm的鋼板，并在上面鉆直徑為1. 2mm的 孔，在筒體某一側(cè)鉆導(dǎo)流孔3，在筒體內(nèi)壁加工導(dǎo)流槽4，與導(dǎo)流孔相通，中間的導(dǎo)流孔加工 完后將上面用上法蘭焊死，同時(shí)在下面焊接下法蘭。圖1中的電阻應(yīng)變儀為型號(hào)DH5922的 動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)，PC機(jī)為采集數(shù)據(jù)用的聯(lián)想計(jì)算機(jī)。 工作過程通過空壓機(jī)將空氣吸入儲(chǔ)氣罐l，然后通過高效油水分離器，再經(jīng)空氣 純化干燥機(jī)干燥后輸入PSA氮?dú)鈾C(jī)中制備純度為99%以上的氮?dú)猓缓蟠嫒雰?chǔ)氣罐2和儲(chǔ) 氣罐3中，然后通過氮?dú)庠鰤簷C(jī)將氮?dú)鈮毫腛. 6MPa增壓到15MPa，最后存入到儲(chǔ)氣罐4 和儲(chǔ)氣罐5中。打開儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5后的高壓氮?dú)獾拈y門一方面將氮?dú)馔ㄟ^霧化裝置 送入冷卻裝置，另一方面高速流動(dòng)的氮?dú)鈱⑺畯膬?chǔ)水瓶中吹出，通過進(jìn)水孔及導(dǎo)流孔和導(dǎo) 流槽進(jìn)入到霧化裝置，并經(jīng)過濾網(wǎng)霧化成粒徑很小的霧狀液滴，此時(shí)一定混合比的氮?dú)夂?霧狀液滴通過自行設(shè)計(jì)的冷卻裝置混合在一起，最后以一定速度噴射到工件表面，降低試 件的溫度以達(dá)到淬火的目的。同時(shí)利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件通過熱電偶測(cè)量工件溫度的變 化。
權(quán)利要求
一種常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置，包括空壓機(jī)、油水分離器、干燥機(jī)、氮?dú)鈾C(jī)、增壓機(jī)及控制器、儲(chǔ)氣罐1、儲(chǔ)氣罐2、儲(chǔ)氣罐3、儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5；空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐1、油水分離器、干燥機(jī)依次連接，氮?dú)鈾C(jī)連接干燥機(jī)、儲(chǔ)氣罐3，干燥機(jī)連接儲(chǔ)氣罐2，儲(chǔ)氣罐2與儲(chǔ)氣罐3連通并連接增壓機(jī)，增壓機(jī)與儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5連接，其特征在于與儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5連接有冷卻裝置和霧化裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置，其特征在于冷卻裝置的 構(gòu)成為由外筒、內(nèi)筒、與外筒連接的上、下封蓋組成，在內(nèi)筒內(nèi)有多個(gè)集流環(huán)并與上蓋板連 接，內(nèi)筒的側(cè)壁和底面分別有若干小孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置，其特征在于霧化裝置的 結(jié)構(gòu)為在一筒體上設(shè)直徑不同的階梯孔，在階梯位置有過濾網(wǎng)，在筒體某一側(cè)有導(dǎo)流孔， 在筒體內(nèi)壁加工導(dǎo)流槽，與導(dǎo)流孔相通，筒體兩端連接法蘭。
全文摘要
本發(fā)明是一種常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置。包括空壓機(jī)、油水分離器、干燥機(jī)、氮?dú)鈾C(jī)、增壓機(jī)及控制器、儲(chǔ)氣罐1、儲(chǔ)氣罐2、儲(chǔ)氣罐3、儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5等，與儲(chǔ)氣罐4和儲(chǔ)氣罐5連接有冷卻裝置和霧化裝置。采用一定比例的氮?dú)馀c霧化水蒸氣組成的混合物作為淬火介質(zhì)，通過冷卻裝置，以一定速度噴射到工件表面，降低試件的溫度以達(dá)到淬火的目的。本發(fā)明一方面可以解決水淬時(shí)由于冷卻速度過快引起的試件變形和應(yīng)力，另一方面還可以解決單純氣體淬火在達(dá)到水淬效果時(shí)對(duì)真空高壓設(shè)備的要求。本淬火裝置具有設(shè)備簡(jiǎn)單、環(huán)保節(jié)能、淬火工件的變形和應(yīng)力小、淬火過程和參數(shù)可控制等特點(diǎn)，與計(jì)算機(jī)結(jié)合可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制淬火工藝流程，還可實(shí)現(xiàn)局部淬火。
文檔編號(hào)C21D1/667GK101775468SQ20101012418
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者候杰, 候立軍, 李建云, 李自良, 程赫明, 邵寶東 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)