箱式氣體軟氮化爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及熱處理，特別是一種箱式氣體軟氮化爐。包括氮化室，與氮化室進(jìn)料門(mén)一端密封連接的冷卻室，在冷卻室的另一側(cè)設(shè)有與冷卻室密封連接的真空鎖氣室，真空鎖氣室的前后兩端分別設(shè)有進(jìn)料門(mén)和出料門(mén)，真空鎖氣室的爐頂設(shè)有與爐室相通的抽真空出氣口、氮?dú)獬淙肟诤蛪毫ζ胶饪?。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，運(yùn)行成本低，生產(chǎn)效率高。
【專利說(shuō)明】
箱式氣體軟氮化爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及熱處理，特別是一種箱式氣體軟氮化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體軟氮化是一種熱處理工藝，它是指在一定溫度下一定氣體介質(zhì)中向工件表層同時(shí)滲入氮原子和碳原子，并且以氮原子的滲入為主的表面化學(xué)熱處理工藝。經(jīng)過(guò)軟氮化處理的工件具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、以及耐腐蝕性等優(yōu)良特性。
[0003]目前，機(jī)械零件傳統(tǒng)的氣體軟氮化爐較多采用以下三種結(jié)構(gòu):井式結(jié)構(gòu)、臥式罐狀結(jié)構(gòu)和箱式結(jié)構(gòu)，均屬于周期作業(yè)爐。在進(jìn)行氣體軟氮化生產(chǎn)時(shí)，由于裝出料時(shí)需要打開(kāi)爐門(mén)，此時(shí)空氣會(huì)進(jìn)入到氮化室內(nèi)，混入到爐內(nèi)的空氣中所含的氧氣在高溫條件下與工件表面發(fā)生氧化，對(duì)工件的性能起破壞作用。傳統(tǒng)做法是用工業(yè)純氮?dú)怏w或氨氣對(duì)爐內(nèi)混入的空氣進(jìn)行置換，來(lái)降低氮化室內(nèi)氣氛的氧含量。氣體置換過(guò)程會(huì)造成以下三方面的浪費(fèi):
[0004]首先是時(shí)間的浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，氣體置換過(guò)程占用的時(shí)間約為整個(gè)氣體軟氮化工藝時(shí)間的1/5，使得工藝周期被延長(zhǎng)，造成時(shí)間的浪費(fèi)。
[0005]其次是工藝氣體的浪費(fèi)。在氣體置換過(guò)程中會(huì)消耗大量的高純度工藝氣體，造成氣態(tài)工藝介質(zhì)消耗偏多，使得生產(chǎn)成本增加。
[0006]最后是能源的浪費(fèi)。用于置換的工藝氣體的溫度一般是室溫或低于室溫。正常生產(chǎn)時(shí)，爐內(nèi)處于高溫狀態(tài)，在進(jìn)行氣體置換時(shí)，低溫氣體進(jìn)入爐內(nèi)后即被加熱，變成高溫氣體，排出的高溫氣體會(huì)帶走大量的熱，不利于設(shè)備的節(jié)能。
[0007]另外，傳統(tǒng)的氣體軟氮化工藝中工件的冷卻介質(zhì)多采用油，因此，為清除工件上的油，必須在生產(chǎn)線上配備清洗和烘干設(shè)備，進(jìn)一步增加了設(shè)備投資成本和運(yùn)行成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種運(yùn)行成本低，生產(chǎn)效率高的箱式氣體軟氮化爐。采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種箱式氣體軟氮化爐，包括氮化室，與氮化室進(jìn)料門(mén)一端密封連接的冷卻室，在冷卻室的另一側(cè)設(shè)有與冷卻室密封連接的真空鎖氣室，真空鎖氣室的前后兩端分別設(shè)有進(jìn)料門(mén)和出料門(mén)，真空鎖氣室的爐頂設(shè)有與爐室相通的抽真空出氣口、氮?dú)獬淙肟诤蛪毫ζ胶饪凇?br>[0010]采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是:
[0011]結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，運(yùn)行成本低，生產(chǎn)效率高。
[0012]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的優(yōu)化方案是:
[0013]真空鎖氣室的抽真空出氣口通過(guò)真空管路與真空栗連接;充入口通過(guò)氮?dú)夤苈放c氮?dú)庠催B接;壓力平衡口通過(guò)設(shè)有閥門(mén)的壓力平衡管路與冷卻室連接。
[0014]在冷卻室下部設(shè)有與導(dǎo)熱介質(zhì)源連接的速冷管，在冷卻室下部的室壁上設(shè)有冷卻室循環(huán)風(fēng)扇。
[0015]在冷卻室下部的室壁上設(shè)有與冷卻介質(zhì)源連接的冷卻介質(zhì)進(jìn)口，在冷卻室頂部設(shè)有冷卻介質(zhì)出口。
[0016]在真空鎖氣室的爐底設(shè)有多個(gè)托輥。
[0017]真空鎖氣室的進(jìn)料門(mén)、出料門(mén)與爐體為氣體密封。
[0018]冷卻室內(nèi)設(shè)有升降裝置。
[0019 ]在真空鎖氣室的進(jìn)料門(mén)一側(cè)設(shè)有料車。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:料車I;真空鎖氣室進(jìn)料門(mén)2;真空鎖氣室3;托輥3-1;抽真空出氣口4;氮?dú)獬淙肟?5;壓力平衡口 6;真空鎖氣室出料門(mén)7 ;冷卻室8;升降機(jī)構(gòu)9 ;氮化室爐門(mén)10;循環(huán)風(fēng)扇11;氮化室12 ；速冷管13;冷卻室循環(huán)風(fēng)扇14;高壓惰性氣體入口 15;冷卻室排氣口 16;真空管路17;真空栗18;氮?dú)夤苈?9;氮?dú)庠?0;壓力平衡管路21。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1(圖1所示)，包括氮化室12，氮化室12的一端設(shè)有氮化室進(jìn)料門(mén)12_1，氮化室12用于工件的加熱和氮化。在氮化室12的進(jìn)料門(mén)一端設(shè)有冷卻室8，在冷卻室8的另一端設(shè)有真空鎖氣室3，真空鎖氣室3的前后兩端分別設(shè)有進(jìn)料門(mén)2和出料門(mén)7，進(jìn)料門(mén)2、出料門(mén)7與真空鎖氣室3的爐體為氣體密封;真空鎖氣室3的爐頂設(shè)有與爐室相通的抽真空出氣口 5、氮?dú)獬淙肟?6和壓力平衡口 7，真空鎖氣室3的抽真空出氣口 5通過(guò)真空管路17與真空栗18連接;氮?dú)獬淙肟?6通過(guò)氮?dú)夤苈?9與氮?dú)庠?0連接;壓力平衡口 7通過(guò)設(shè)有閥門(mén)的壓力平衡管路21與冷卻室8連通;在真空鎖氣室3的爐底設(shè)有多個(gè)托輥3-1，工件在爐內(nèi)的移動(dòng)由托輥5-1的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成，托輥3-1做為物料在爐內(nèi)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。真空鎖氣室3用于阻止空氣進(jìn)入冷卻室8和氮化室12。通過(guò)抽真空，大大減少了氣體置換的次數(shù)，從而節(jié)約了高純氣體的消耗。當(dāng)工件由料車裝到真空鎖氣室3后，關(guān)上爐門(mén)，進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空鎖氣室內(nèi)壓力達(dá)到一定真空度以后，保持一段時(shí)間，這樣可以消除工件的深孔、盲孔等部位的空氣，以及工件表面殘留的可蒸發(fā)液體，提高產(chǎn)品的工藝質(zhì)量。在冷卻室8下部設(shè)有與導(dǎo)熱介質(zhì)源連接的速冷管13，采用在冷卻室8內(nèi)引入速冷管13，可以把熱量通過(guò)速冷管13把熱量傳遞出去，達(dá)到冷卻的目的，速冷管13內(nèi)可以通入空氣等氣態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)或冷卻水等液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)。在冷卻室下部的室壁上設(shè)有冷卻室循環(huán)風(fēng)扇14。冷卻室8用于將氮化完成的工件以適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行冷卻，保證工件的質(zhì)量。在真空鎖氣室3前設(shè)有料車I，料車I的作用是把待熱處理工件運(yùn)進(jìn)真空鎖氣室3。
[0024]實(shí)施例2:(圖2所示)，與實(shí)施例1的區(qū)別是在冷卻室8下部?jī)啥说氖冶谏戏謩e設(shè)有與冷卻介質(zhì)源連接的冷卻介質(zhì)進(jìn)口 15，在冷卻室8的頂部設(shè)有冷卻介質(zhì)出口 16，采用高壓氮?dú)饣蚝獾榷栊詺怏w作為導(dǎo)熱介質(zhì)對(duì)工件進(jìn)行冷卻。
[0025]圖1中，本實(shí)施例的工作過(guò)程為:
[0026](I)、第一盤(pán)工件被放到料車I上，準(zhǔn)備向爐內(nèi)送料；
[0027](2)、真空鎖氣室前門(mén)2打開(kāi)，工件由料車I裝到真空鎖氣室3中，真空鎖氣室進(jìn)料門(mén)2關(guān)閉，真空鎖氣室3內(nèi)的空氣經(jīng)由抽真空出氣口4被真空栗抽走，真空鎖氣室3內(nèi)達(dá)到一定真空度后，關(guān)閉真空栗和相應(yīng)的抽真空管路閥門(mén)。從氮?dú)馊肟?向真空鎖氣室3中充入高純氮?dú)?，?dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值后關(guān)閉氮?dú)獬淙牍苈烽y門(mén)。打開(kāi)與壓力平衡口6相連接管路上的閥門(mén)，使真空鎖氣室3內(nèi)的壓力與冷卻室8內(nèi)的壓力平衡，完成真空換氣；
[0028](3)、打開(kāi)真空鎖氣室出料門(mén)7，工件在爐內(nèi)托輥3-1的驅(qū)動(dòng)下由真空鎖氣室3進(jìn)入到冷卻室8，關(guān)閉鎖氣室出料門(mén)7;
[0029](4)、打開(kāi)氮化室爐門(mén)10，工件在爐內(nèi)的托輥驅(qū)動(dòng)下由冷卻室8進(jìn)入氮化室12，關(guān)閉氮化室爐門(mén)10，在循環(huán)風(fēng)扇11攪拌的協(xié)助下，工件開(kāi)始被加熱和氮化；
[0030](5)、加熱氮化過(guò)程中，重復(fù)第2步操作，將第二盤(pán)工件送入真空鎖氣室3并完成真空換氣；
[0031](6)、第一盤(pán)工件氮化時(shí)間到，在程序的控制下，升降機(jī)構(gòu)9上升，氮化室爐門(mén)10打開(kāi)，完成軟氮化過(guò)程的第一盤(pán)工件自動(dòng)進(jìn)到冷卻室8內(nèi)的升降機(jī)構(gòu)9的下層，氮化室爐門(mén)10關(guān)閉，升降機(jī)構(gòu)9攜帶第一盤(pán)工件下降到位，打開(kāi)循環(huán)風(fēng)扇14，工件的熱量經(jīng)由速冷管13被帶走，工件被快速冷卻；
[0032](7)、在第一盤(pán)工件冷卻過(guò)程中，重復(fù)第3、第4步驟，第二盤(pán)工件由真空鎖氣室3進(jìn)入到氮化室12，第二盤(pán)工件開(kāi)始加熱氮化；
[0033](8)、第一盤(pán)工件冷卻結(jié)束，升降機(jī)構(gòu)9上升，打開(kāi)鎖氣室出料門(mén)7，第一盤(pán)工件在托輥的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入真空鎖氣室3，關(guān)閉真空鎖氣室出料門(mén)7;
[0034](9)、真空鎖氣室3進(jìn)行抽真空，達(dá)到一定真空度后充入氮?dú)猓钡秸婵真i氣室3內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值，完成又一次的真空換氣；
[0035](10)、打開(kāi)真空鎖氣室進(jìn)料門(mén)2，工件在托輥3-1的驅(qū)動(dòng)下被移送到料車I，關(guān)閉真空鎖氣室進(jìn)料門(mén)2，第一盤(pán)工件完成整個(gè)氮化工藝；
[0036](11)、隨后第三盤(pán)工件可以依照前述步驟2被裝入真空鎖氣室3并完成真空換氣；一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。
[0037]圖2中的工作過(guò)程為:
[0038](I)、第一盤(pán)工件被放到料車I上，準(zhǔn)備向爐內(nèi)送料；
[0039](2)、真空鎖氣室前門(mén)2打開(kāi)，工件由料車I裝到真空鎖氣室3中，真空鎖氣室進(jìn)料門(mén)2關(guān)閉，真空鎖氣室3內(nèi)的空氣經(jīng)由抽真空出氣口4被真空栗抽走，真空鎖氣室3內(nèi)達(dá)到一定真空度后，關(guān)閉真空栗和相應(yīng)的抽真空管路閥門(mén)。從氮?dú)馊肟?向真空鎖氣室3中充入高純氮?dú)猓?dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值后關(guān)閉氮?dú)獬淙牍苈烽y門(mén)。打開(kāi)與壓力平衡口6相連接管路上的閥門(mén)，使真空鎖氣室3內(nèi)的壓力與冷卻室8內(nèi)的壓力平衡，完成真空換氣；
[0040](3 )、打開(kāi)真空鎖氣室出料門(mén)7，工件在爐內(nèi)托輥3-1的驅(qū)動(dòng)下由真空鎖氣室進(jìn)入到冷卻室8。關(guān)閉鎖氣室出料門(mén)7;
[0041 ] (4)、打開(kāi)氮化室爐門(mén)10，工件在爐內(nèi)托輥的驅(qū)動(dòng)下由冷卻室8進(jìn)入氮化室12，關(guān)閉氮化室爐門(mén)10。在循環(huán)風(fēng)扇11攪拌的協(xié)助下，工件開(kāi)始被加熱和氮化；
[0042](5)、加熱氮化過(guò)程中，重復(fù)第2步操作，將第二盤(pán)工件送入真空鎖氣室3并完成真空換氣；
[0043](6)、第一盤(pán)工件氮化時(shí)間到，在程序的控制下，升降機(jī)構(gòu)9上升，氮化室爐門(mén)10打開(kāi)，完成軟氮化過(guò)程的第一盤(pán)工件自動(dòng)進(jìn)到冷卻室8內(nèi)的升降機(jī)構(gòu)9的下層，氮化室爐門(mén)10關(guān)閉，升降機(jī)構(gòu)9攜帶第一盤(pán)工件下降到位，經(jīng)入口 14高壓惰性氣體進(jìn)入冷卻室，排氣口 15開(kāi)始排氣，工件被快速冷卻；
[0044](7)、在第一盤(pán)工件冷卻過(guò)程中，重復(fù)第3、第4步驟，第二盤(pán)工件由真空鎖氣室3進(jìn)入到氮化室12，第二盤(pán)工件開(kāi)始加熱氮化；
[0045](8)、第一盤(pán)工件冷卻結(jié)束，升降機(jī)構(gòu)9上升，打開(kāi)鎖氣室出料門(mén)7，第一盤(pán)工件在托輥的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入真空鎖氣室3，關(guān)閉真空鎖氣室出料門(mén)7。
[0046](9)、真空鎖氣室3進(jìn)行抽真空，達(dá)到一定真空度后充入氮?dú)?，直到真空鎖氣室3內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值，完成又一次的真空換氣；
[0047](10)、打開(kāi)真空鎖氣室進(jìn)料門(mén)2，工件在托輥3-1的驅(qū)動(dòng)下被移送到料車I，關(guān)閉真空鎖氣室進(jìn)料門(mén)2，第一盤(pán)工件完成整個(gè)氮化工藝過(guò)程；
[0048](11)、隨后第三盤(pán)工件可以依照前述步驟2被裝入真空鎖氣室3并完成真空換氣；一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。
[0049]以上所述僅為本實(shí)用新型較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本實(shí)用新型的權(quán)圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種箱式氣體軟氮化爐，包括氮化室，與氮化室進(jìn)料門(mén)一端密封連接的冷卻室，其特征在于:在冷卻室的另一側(cè)設(shè)有與冷卻室密封連接的真空鎖氣室，真空鎖氣室的前后兩端分別設(shè)有進(jìn)料門(mén)和出料門(mén)，真空鎖氣室的爐頂設(shè)有與爐室相通的抽真空出氣口、氮?dú)獬淙肟诤蛪毫ζ胶饪凇?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式氣體軟氮化爐，其特征在于:真空鎖氣室的抽真空出氣口通過(guò)真空管路與真空栗連接;充入口通過(guò)氮?dú)夤苈放c氮?dú)庠催B接;壓力平衡口通過(guò)設(shè)有閥門(mén)的壓力平衡管路與冷卻室連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式氣體軟氮化爐，其特征在于:在冷卻室下部設(shè)有與導(dǎo)熱介質(zhì)源連接的速冷管，在冷卻室下部的室壁上設(shè)有冷卻室循環(huán)風(fēng)扇。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式氣體軟氮化爐，其特征在于:在冷卻室下部的室壁上設(shè)有與冷卻介質(zhì)源連接的冷卻介質(zhì)進(jìn)口，在冷卻室頂部設(shè)有冷卻介質(zhì)出口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式氣體軟氮化爐，其特征在于:在真空鎖氣室的爐底設(shè)有多個(gè)托輥。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式氣體軟氮化爐，其特征在于:真空鎖氣室的進(jìn)料門(mén)、出料門(mén)與爐體為氣體密封。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式氣體軟氮化爐，其特征在于:冷卻室內(nèi)設(shè)有升降機(jī)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式氣體軟氮化爐，其特征在于:在真空鎖氣室的進(jìn)料門(mén)一側(cè)設(shè)有料車。
【文檔編號(hào)】C23C8/30GK205687996SQ201620674628
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日 公開(kāi)號(hào)201620674628.4, CN 201620674628, CN 205687996 U, CN 205687996U, CN-U-205687996, CN201620674628, CN201620674628.4, CN205687996 U, CN205687996U
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