本發(fā)明涉及一種淬火裝置，具體涉及一種可連續(xù)淬火裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

淬火為金屬熱處理工藝的一種，傳統(tǒng)的淬火工藝多通過人工操作完成放樣-取樣-冷卻-風(fēng)干等多道工序，具體的，由操作者先用坩堝鉗夾取樣品送入燒結(jié)爐進(jìn)行高溫加熱處理，待加熱完畢后同樣再用坩堝鉗夾出樣品并浸入冷卻介質(zhì)中手動(dòng)攪拌來冷卻樣品，最后從冷卻介質(zhì)中取出并風(fēng)干。傳統(tǒng)的淬火工藝存在危險(xiǎn)性大、效率低等不足，由于手工夾取樣品，可能因?yàn)閵A持不牢固而導(dǎo)致高溫的待淬火工件掉落，對操作人員產(chǎn)生傷害，淬火過程只能對單個(gè)工件進(jìn)行夾持操作，不能進(jìn)行批量的冷卻，因此操作者需要不斷重復(fù)取樣、冷卻等工序，操作繁瑣，且每次冷卻過程中由于其投入速度、攪拌速度的不同，可能導(dǎo)致樣品的熱處理效果也有所不同，無法達(dá)到較好的標(biāo)準(zhǔn)化管理，且極易產(chǎn)生壞品。

為此，隨著自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)化的工業(yè)淬火設(shè)備也隨之產(chǎn)生，根據(jù)不同的淬火流程及工藝需要，相應(yīng)的設(shè)備也不盡相同。但是，即便存在機(jī)械應(yīng)用，一些實(shí)驗(yàn)中樣品個(gè)體小、數(shù)量不多的情況下通常還是會(huì)選擇采用人工完成淬火過程，尤其在一些高校、科研單位的相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作中涉及的淬火處理；此外，利用設(shè)備開展工業(yè)化的淬火處理，其多數(shù)只是對淬火中的流程進(jìn)行控制，未見有對其淬火工藝要求進(jìn)行控制，而不同的淬火工藝可能會(huì)產(chǎn)生多種不同結(jié)果。

鑒于以上手工操作存在的問題，為了簡便實(shí)驗(yàn)室淬火操作流程，保障實(shí)驗(yàn)精確性以及操作安全性，擬設(shè)計(jì)一種自動(dòng)完成淬火流程的小型淬火裝置，達(dá)到自動(dòng)化、精確化、批量化、操作簡易化和安全可靠化的目的，為高等院校熱處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及科學(xué)研究提供借鑒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種適用于實(shí)驗(yàn)時(shí)小批量淬火處理需求，可連續(xù)自動(dòng)完成多輪淬火流程的自動(dòng)化、精確化、批量化、操作簡易化以及安全可靠化的可連續(xù)淬火裝置以及其使用方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種可連續(xù)淬火裝置，由支撐架、傳送機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)組成，冷卻機(jī)構(gòu)由冷卻池、升降平臺(tái)和冷卻托盤組成，控制機(jī)構(gòu)與升降平臺(tái)信號(hào)連接。

較佳的，冷卻池中設(shè)有轉(zhuǎn)速可控的攪拌裝置，控制機(jī)構(gòu)與攪拌裝置信號(hào)連接。

較佳的，傳送機(jī)構(gòu)和冷卻機(jī)構(gòu)依次從上到下固定安裝于支撐架；支撐架一側(cè)開有進(jìn)料口，傳送機(jī)構(gòu)由載樣托盤、夾取機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、擋板、導(dǎo)向面組成，夾取機(jī)構(gòu)固定于伸縮機(jī)構(gòu)，擋板設(shè)置于進(jìn)料口，導(dǎo)向面設(shè)置在擋板下方；支撐架一側(cè)設(shè)有一出料口。

較佳的，伸縮機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、絲杠、固定架、固定桿、電機(jī)，絲杠和導(dǎo)軌活動(dòng)穿接在固定架上，固定架架設(shè)在固定桿上，夾取機(jī)構(gòu)固定在固定架上，并隨固定架伸縮穿梭于進(jìn)料口，電機(jī)輸出軸連接絲杠，控制機(jī)構(gòu)與電機(jī)信號(hào)連接。

較佳的，導(dǎo)向面為傾斜平面，導(dǎo)向面高的一端伸出進(jìn)料口外側(cè)，低的一端伸向冷卻機(jī)構(gòu)，擋板位于導(dǎo)向面中心上方，載樣托盤為可拆卸結(jié)構(gòu)，載樣托盤遠(yuǎn)離進(jìn)料口的一邊上方設(shè)有限位條，限位條與載樣托盤間為卸料孔。

較佳的，出料口設(shè)置于伸縮機(jī)構(gòu)下方，支撐架內(nèi)部與出料口所在一側(cè)相對的另一側(cè)設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)和出料口處于同一水平，出料口內(nèi)側(cè)設(shè)置有出料導(dǎo)軌，控制機(jī)構(gòu)與頂出機(jī)構(gòu)信號(hào)連接。

較佳的，冷卻機(jī)構(gòu)還包括噴淋冷卻機(jī)構(gòu)，噴淋冷卻機(jī)構(gòu)包括與冷卻池底部連通的導(dǎo)管，設(shè)置于導(dǎo)管中間的水泵，導(dǎo)管上端連接噴灑結(jié)構(gòu)，噴灑結(jié)構(gòu)位于傳送機(jī)構(gòu)上方，控制機(jī)構(gòu)與水泵信號(hào)連接。

較佳的，傳送機(jī)構(gòu)上方還設(shè)有風(fēng)干機(jī)構(gòu)。

所述一種可持續(xù)淬火裝置的使用方法，將包含以下步驟：

步驟一：選擇合適的載樣托盤，將待淬火樣品放置于載樣托盤上，傳送機(jī)構(gòu)將載樣托盤送進(jìn)燒結(jié)爐放下后回位，關(guān)閉爐門進(jìn)行加熱；

步驟二：加熱完畢后打開爐門，傳送機(jī)構(gòu)架起載樣托盤后迅速回縮，回縮過程中，擋板將載樣托盤中的樣品從卸料孔刮落到導(dǎo)向面，樣品順著導(dǎo)向面滑入冷卻機(jī)構(gòu)；

步驟三：樣品進(jìn)入冷卻托盤后，攪拌裝置開始運(yùn)轉(zhuǎn)，升降平臺(tái)開始運(yùn)行，待冷卻托盤下降到液面完全沒過樣品時(shí)，水泵運(yùn)作，不斷抽取冷卻池中冷卻介質(zhì)到噴灑結(jié)構(gòu)對裝置內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行噴淋降溫；

步驟四：待裝置內(nèi)部構(gòu)件降溫完成，水泵停止運(yùn)作，樣品冷卻期間，傳送機(jī)構(gòu)再次伸出，重新運(yùn)行步驟一；

步驟五：樣品冷卻完成后，攪拌裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)，升降平臺(tái)將冷卻托盤托著樣品上升至與出料口同一水平的高度，啟動(dòng)風(fēng)干機(jī)構(gòu)，通過釋放壓縮空氣，對樣品進(jìn)行風(fēng)干；

步驟六：風(fēng)干完成后，關(guān)閉風(fēng)干機(jī)構(gòu)，打開出料口，從出料口獲得淬火后的樣品；

步驟七：待樣品取出后，跳轉(zhuǎn)到步驟二，重復(fù)運(yùn)行余下步驟。

較佳的，步驟三中，控制機(jī)構(gòu)根據(jù)樣品冷卻需求，通過控制攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和升降平臺(tái)的運(yùn)行速度來控制冷卻工藝過程。

采用上述方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

1．設(shè)備通過控制機(jī)構(gòu)控制各環(huán)節(jié)，使得每批次樣品的加熱過程與冷卻過程能較好的對接，滿足小批量連續(xù)淬火需求，經(jīng)淬火裝置冷卻風(fēng)干后即可得到較為標(biāo)準(zhǔn)的樣品。

2、設(shè)有可變速的攪拌裝置與可控升降速度的升降平臺(tái)，能更精細(xì)的控制樣品冷卻過程，為樣品冷卻所需較佳冷卻液溫度的獲得提供保障。

3、淬火裝置全流程不間斷設(shè)計(jì)使得操作者只需負(fù)責(zé)下樣與獲取淬火完的樣品，相關(guān)危險(xiǎn)步驟均由裝置自動(dòng)完成，提高了淬火操作的安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明立體圖；

圖2是本發(fā)明主視圖；

圖3是本發(fā)明右視透視圖；

圖4是本發(fā)明伸縮機(jī)構(gòu)與夾取機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

本發(fā)明所揭示的是一種可連續(xù)淬火裝置，如圖1-4所示，為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，淬火裝置整體由用于安裝各組件的支撐架1、實(shí)現(xiàn)淬火樣品送樣的傳送機(jī)構(gòu)2、實(shí)現(xiàn)高溫樣品快速冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)3和控制機(jī)構(gòu)4組成，其中控制機(jī)構(gòu)4根據(jù)樣品淬火工藝，通過內(nèi)部程序信號(hào)連接裝置各機(jī)構(gòu)并對其運(yùn)行進(jìn)行控制，控制機(jī)構(gòu)4可以選擇PLC控制器。

裝置的傳送機(jī)構(gòu)2和冷卻機(jī)構(gòu)3依次從上到下固定安裝于支撐架1，同時(shí)，支撐架1一側(cè)開有進(jìn)料口11，傳送機(jī)構(gòu)2的主要部件與進(jìn)料口11基本處于同一水平位置。傳送機(jī)構(gòu)2由載樣托盤21、夾取機(jī)構(gòu)22、伸縮機(jī)構(gòu)23、擋板24、導(dǎo)向面25組成，如圖4所示，其中，伸縮機(jī)構(gòu)23由電機(jī)（圖中未標(biāo)示）、絲杠231、固定架232和導(dǎo)軌235組成，本實(shí)施例中導(dǎo)軌235由兩條平行分布于絲杠231上下兩側(cè)的直桿組成，絲杠231和導(dǎo)軌235活動(dòng)穿接在固定架232上，絲杠231對固定架232起驅(qū)動(dòng)作用，導(dǎo)軌235對固定架232起限位作用。固定架232包括兩塊連桿2321和將兩塊連桿2321夾在中間的夾板2322，其中兩塊夾板2322中間為設(shè)有與絲杠231螺紋匹配內(nèi)螺紋的中心孔234，絲杠231穿過該中心孔234，導(dǎo)軌235則從絲杠231上下兩側(cè)穿過夾板2322。絲杠231同時(shí)還穿過連桿2321的一端，連桿2321可繞絲杠231上下自由擺動(dòng)。絲杠231左右兩側(cè)還設(shè)有與固定架232配合的固定桿233，連桿2321的另一端架設(shè)在固定桿233上。固定桿233可在人為或控制機(jī)構(gòu)4的控制下進(jìn)行靠近絲杠231與遠(yuǎn)離絲杠231的水平運(yùn)動(dòng)，實(shí)施例中主要通過人為控制連接定架2361和動(dòng)架2362的螺母2363來控制，固定桿233固定在動(dòng)架2362上，定架2361固定在支撐架1上，當(dāng)螺母2363使得動(dòng)架2362和定架2361相互遠(yuǎn)離時(shí)，固定桿233靠近絲杠231，其將連桿2321的另一端往上抬；當(dāng)螺母2363使得動(dòng)架2362和定架2361相互靠近時(shí)，固定桿233遠(yuǎn)離絲杠231，連桿2321的另一端在重力作用下往下掉。電機(jī)固定在支撐架1上，電機(jī)的輸出軸連接絲杠231一端，控制機(jī)構(gòu)4與電機(jī)信號(hào)連接，控制電機(jī)啟閉及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠231轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其可將自身轉(zhuǎn)動(dòng)量轉(zhuǎn)化為固定架232的伸縮量（水平方向上的移動(dòng)量）。

夾取機(jī)構(gòu)22固定于伸縮機(jī)構(gòu)23，具體的其固定在上述固定架232的連桿2321的另一端上，夾取機(jī)構(gòu)22隨固定架232伸縮穿梭于支撐架1上的進(jìn)料口11，同時(shí)其也隨著連桿2321的另一端上下移動(dòng)；擋板24設(shè)置于進(jìn)料口11上，具體的為進(jìn)料口11上邊緣向下形成突出的長方形刮片；導(dǎo)向面25設(shè)置在擋板24下方，導(dǎo)向面25為傾斜平面，為控制樣品下落速度，還可以選擇傾斜曲面，導(dǎo)向面25高的一端伸出進(jìn)料口11外側(cè)，低的一端伸向冷卻機(jī)構(gòu)3，擋板24位于導(dǎo)向面25中心上方；載樣托盤21為可拆卸結(jié)構(gòu)，載樣托盤21遠(yuǎn)離進(jìn)料口11的一邊上方設(shè)有限位條211，限位條211與載樣托盤21間為卸料孔212；根據(jù)不同樣品尺寸，可選擇不同的載樣托盤21，載樣托盤21可拆卸的安放于夾取機(jī)構(gòu)22上，夾取機(jī)構(gòu)22遠(yuǎn)離進(jìn)料口的一端膨大對載樣托盤21進(jìn)行限位，夾取機(jī)構(gòu)22根據(jù)需要可托起載樣托盤21，并帶動(dòng)載樣托盤21穿梭于進(jìn)料口11，當(dāng)載樣托盤21進(jìn)入進(jìn)料口11時(shí)，進(jìn)料口11上的擋板24將載樣托盤21中的樣品從卸料孔212刮落到導(dǎo)向面25，樣品則順著導(dǎo)向面25滑入冷卻機(jī)構(gòu)3，限位條211則卡在擋板24上避免載樣托盤21因慣性進(jìn)一步被拉進(jìn)支撐架1內(nèi)部，限位條還可對整個(gè)載樣托盤21提供固定，避免載樣托盤在高溫件作用下發(fā)生變形。

工作時(shí)，傳送機(jī)構(gòu)2在控制機(jī)構(gòu)4控制下，及時(shí)將載樣托盤21伸出支撐架1，待工作人員放好待淬火樣品后進(jìn)一步將載樣托盤21伸進(jìn)燒結(jié)爐，并放下載樣托盤21收回；待加熱結(jié)束后，傳送機(jī)構(gòu)2將載有高溫樣品的載樣托盤21托起并收回，將樣品傳送到冷卻機(jī)構(gòu)3進(jìn)行冷卻。

冷卻機(jī)構(gòu)3由盛放冷卻介質(zhì)的冷卻池31、升降平臺(tái)32和位于升降平臺(tái)上方的冷卻托盤33組成，傳送機(jī)構(gòu)2中的導(dǎo)向面25低的一端即伸向冷卻托盤33，為加速冷卻托盤33內(nèi)樣品的冷卻過程，冷卻托盤33底部設(shè)有柵格結(jié)構(gòu)34，柵格結(jié)構(gòu)34不僅可以對冷卻托盤33起支撐作用，同時(shí)其還可以保證冷卻介質(zhì)從冷卻托盤33底部對樣品進(jìn)行冷卻。樣品加熱后便可順著導(dǎo)向面25滑入冷卻托盤33進(jìn)而在升降平臺(tái)32的帶動(dòng)下進(jìn)入冷卻池31。冷卻池31中還設(shè)有轉(zhuǎn)速可控的攪拌裝置（圖中未標(biāo)示），控制機(jī)構(gòu)4分別與升降平臺(tái)32、攪拌裝置信號(hào)連接，控制機(jī)構(gòu)4接受操作者的指令，通過控制攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和升降平臺(tái)32的運(yùn)行速度來控制冷卻工藝過程。

冷卻機(jī)構(gòu)3還包括噴淋冷卻機(jī)構(gòu)35，噴淋冷卻機(jī)構(gòu)35主要對裝置的各工件進(jìn)行噴灑降溫，如傳送機(jī)構(gòu)2的固定架232、夾持機(jī)構(gòu)22等，噴淋冷卻機(jī)構(gòu)35包括與冷卻池31底部連通的導(dǎo)管351，設(shè)置于導(dǎo)管中間的水泵354，導(dǎo)管351上端連接噴灑結(jié)構(gòu)352，噴灑結(jié)構(gòu)352位于傳送機(jī)構(gòu)2上方，控制機(jī)構(gòu)4與水泵354信號(hào)連接，待樣品完全浸入冷卻介質(zhì)之后，啟動(dòng)水泵354開始對內(nèi)部各工件進(jìn)行噴灑降溫，并有效減少裝置內(nèi)部產(chǎn)生的水蒸氣。

傳送機(jī)構(gòu)2上方還設(shè)有與控制機(jī)構(gòu)4信號(hào)連接的風(fēng)干機(jī)構(gòu)，具體的可以選擇可釋放壓縮空氣的氣閥噴頭，氣閥噴頭由三通電磁閥353和氣噴頭組成，其中氣噴頭可以共用噴淋冷卻機(jī)構(gòu)35中的噴灑結(jié)構(gòu)352，三通電磁閥353設(shè)置在導(dǎo)管351頂部，其可以選擇性的將來自冷卻池31的冷卻介質(zhì)或來自外界氣泵的壓縮空氣輸入到噴灑結(jié)構(gòu)352，并向裝置內(nèi)部噴淋或吹氣。同時(shí)支撐壁上方還設(shè)有出氣孔12，待淬火樣品完成冷卻工藝后，升降平臺(tái)32會(huì)將冷卻托盤33抬高到淬火裝置中部，此時(shí)風(fēng)干機(jī)構(gòu)可在控制機(jī)構(gòu)4控制下打開氣閥噴頭，向樣品噴射壓縮空氣，對樣品進(jìn)行風(fēng)干。

支撐架1一側(cè)中部位置還設(shè)有一出料口13，具體的，出料口13可設(shè)置于伸縮機(jī)構(gòu)23下方，完成冷卻工藝的樣品會(huì)隨冷卻托盤33被抬升到與出料口13同一水平高度，操作者可以打開出料口13艙門即可取得淬火后的樣品；若冷卻托盤33與出料口13內(nèi)側(cè)距離較遠(yuǎn)，支撐架1內(nèi)部與出料口13所在一側(cè)相對的另一側(cè)還可以設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)（圖中未標(biāo)示），頂出機(jī)構(gòu)和出料口13處于同一水平，出料口13內(nèi)側(cè)設(shè)置有與冷卻托盤33對接的出料導(dǎo)軌131，控制機(jī)構(gòu)4與頂出機(jī)構(gòu)信號(hào)連接，完成冷卻工藝的樣品被抬升到一定高度時(shí)，控制機(jī)構(gòu)4啟動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)將冷卻托盤33沿出料導(dǎo)軌131向出料口13推出，以便于操作者能更便捷的取出淬火后的樣品。

本發(fā)明的使用方法包含以下步驟：

步驟一：選擇合適的載樣托盤21并可拆卸安裝在夾取機(jī)構(gòu)22上，將待淬火樣品放置于載樣托盤21上，傳送機(jī)構(gòu)2將載樣托盤21送進(jìn)燒結(jié)爐放下后回位，關(guān)閉爐門進(jìn)行加熱；

步驟二：加熱完畢后打開爐門，傳送機(jī)構(gòu)2中的夾取機(jī)構(gòu)22架起載樣托盤21后迅速回縮，回縮過程中，裝置進(jìn)料口11上擋板24將載樣托盤21中的樣品從卸料孔212刮落到導(dǎo)向面25，樣品順著導(dǎo)向面25滑入冷卻機(jī)構(gòu)3中的冷卻托盤33，載樣托盤21上的限位條211卡在擋板24，避免了載樣托盤21因慣性進(jìn)一步被拉進(jìn)支撐架1內(nèi)部；

步驟三：樣品進(jìn)入冷卻托盤33后，攪拌裝置開始運(yùn)轉(zhuǎn)，攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)使冷卻池31中的冷卻介質(zhì)翻滾，保證冷卻介質(zhì)的溫度均衡；升降平臺(tái)32開始運(yùn)行并帶動(dòng)冷卻托盤33及托盤中的樣品開始下沉，待冷卻托盤33下降到液面完全沒過樣品時(shí)，水泵354運(yùn)作，不斷抽取冷卻池31中冷卻介質(zhì)到噴灑結(jié)構(gòu)352對裝置內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行噴淋降溫；由于攪拌裝置運(yùn)轉(zhuǎn)速度決定了冷卻池31中介質(zhì)溫度的分布，攪拌越慢，樣品附近高溫越不易擴(kuò)散，攪拌越快，樣品附近溫度越快降低，冷卻過程越快，因此控制機(jī)構(gòu)4將根據(jù)樣品冷卻需求，通過控制攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度來控制冷卻工藝過程；另一方面，升降平臺(tái)32的上下運(yùn)動(dòng)速度同樣會(huì)影響樣品周邊溫度分布，同時(shí)液體內(nèi)壓強(qiáng)的變化快慢也可能會(huì)對淬火結(jié)果產(chǎn)生影響，因此控制機(jī)構(gòu)4還將根據(jù)樣品冷卻需求，通過控制升降平臺(tái)32的運(yùn)行速度來控制冷卻工藝過程；

步驟四：待裝置內(nèi)部構(gòu)件降溫完成，水泵354停止運(yùn)作，樣品冷卻期間，傳送機(jī)構(gòu)2再次伸出，重新運(yùn)行步驟一，加載下一批樣品并送入燒結(jié)爐進(jìn)行加熱；

步驟五：樣品冷卻完成后，攪拌裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)，升降平臺(tái)32將冷卻托盤33托著樣品上升至與出料口13同一水平的高度，控制機(jī)構(gòu)4啟動(dòng)風(fēng)干機(jī)構(gòu)，通過釋放壓縮空氣，對樣品進(jìn)行風(fēng)干；

步驟六：風(fēng)干完成后，控制機(jī)構(gòu)4關(guān)閉風(fēng)干機(jī)構(gòu)，操作人員打開出料口13，從出料口13獲得淬火后的樣品，更進(jìn)一步，可由系統(tǒng)內(nèi)部頂出機(jī)構(gòu)在控制機(jī)構(gòu)4控制下將冷卻托盤33推出獲取樣品；

步驟七：待樣品取出后，冷卻托盤33復(fù)位，跳轉(zhuǎn)到步驟二，重復(fù)運(yùn)行余下步驟，第二批樣品再次由傳送機(jī)構(gòu)2轉(zhuǎn)移到冷卻托盤33，進(jìn)入新一輪冷卻作業(yè)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故但凡依本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書所做的變化或修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍之內(nèi)。