一種連續式真空熱處理爐的制作方法
【專利摘要】本發明屬于金屬材料熱處理的熱處理爐技術領域，涉及一種連續式真空熱處理爐，包括加熱滲碳系統(1)、冷卻系統(2)，加熱滲碳系統(1)與冷卻系統(2)相連，還包括裝料系統(3)及抽真空系統(4)，裝料系統(3)的上端與加熱滲碳系統(1)相連，裝料系統(3)的一側與冷卻系統(2)相連，裝料系統(3)與冷卻系統(2)為水平串聯機構，加熱滲碳系統(1)與冷卻系統(2)垂直設置。本發明本技術方案服了生產過程炭黑污染加熱室的問題，它包括加熱滲碳室、裝料室及冷卻淬火室三個室，當加熱滲碳室將工件滲碳完畢后，經正火后，加熱至淬火溫度，再轉移至淬火室進行淬火冷卻。
【專利說明】
一種連續式真空熱處理爐
技術領域
[0001 ]本發明屬于金屬材料熱處理的多室真空熱處理爐技術領域，涉及一種連續式真空熱處理爐。
【背景技術】
[0002]公開號為CN1908222A的立式雙室快速高效真空離子滲碳爐，采用滲碳室和冷卻室組合在一起的立室結構，底部油缸在真空離子滲碳爐內將滲碳工件由熱室移至冷室進行冷卻，這樣可實現物料的快速冷卻，且裝料和取料比較方便。
[0003]除此之外，目前也有雙室真空滲碳油淬爐，真空滲碳油淬爐一般由一個真空滲碳加熱室和一個真空油淬冷卻淬火室，一般都設計為臥式結構，依據滲碳的基本工藝:加熱滲碳—冷卻—正火—回火，但在實際使用過程中也存在以下問題:
[0004](1)、所述現有設備的加熱室是設計為內熱室，一般有鋼外框架，石墨保溫氈，石墨加熱棒加熱體，加上通入氣體裝置，通電絕緣件采用高純陶瓷件，由于在滲碳過程中很難避免一定量炭黑的產生。
[0005](2)、所述的正火工藝是將工件加熱至Ac3或Accm以上30-50°C保溫一段時間后從空氣中取出或噴水，噴霧、吹風的冷卻工藝，其目的是使材料的晶粒細化以及碳化物分布均勻。由于現有設備的兩室結構，無法實現連續生產，當加熱室滲碳加熱完畢后，將工件轉移至冷卻室淬火時，加熱室的就會自然降溫，將熱能損失掉，要等到冷卻后取出工件方能將第二爐的工件裝入加熱室，時間長且能耗高。
【發明內容】
[0006]本發明的目的之一是針對現有技術的不足之處，克服了生產過程炭黑污染加熱室的問題，且能夠實現加熱室的連續式生產。
[0007]—種連續式真空熱處理爐，包括加熱滲碳系統、冷卻系統，所述加熱滲碳系統與所述冷卻系統相連，還包括裝料系統及抽真空系統，所述裝料系統的上端與所述加熱滲碳系統相連，所述裝料系統的一側與所述冷卻系統相連，所述裝料系統與所述冷卻系統為水平串聯機構，所述加熱滲碳系統與所述冷卻系統垂直設置;所述物料進入裝料系統后，經物料傳送機構送入加熱滲碳系統內進行滲碳處理，后經物料傳送機構送入冷卻系統內進行冷卻處理;所述抽真空系統用于對所述加熱滲碳系統、冷卻系統及裝料系統進行抽真空處理;所述加熱滲碳系統與所述裝料系統之間設置有水平運行門，所述冷卻系統與所述裝料系統設置之間設置有豎直運行門，所述水平運行門可在水平方向進行移動將所述加熱滲碳系統與所述裝料系統隔離，所述豎直運行門可在豎直方向進行移動將所述冷卻系統與所述裝料系統隔咼。
[0008]本技術方案的有益效果:
[0009](I )、本技術方案的真空滲碳熱處理爐設計為三室結構，它包括加熱滲碳室、裝料室及冷卻淬火室三個室，當加熱沈滲碳室將工件滲碳完畢后，經正火后，加熱至淬火溫度，再轉移至淬火室進行淬火冷卻。
[0010](2)、在上一輪物料完成出料并進入冷卻時，可進入新的一輪物料，物料進入加熱滲碳室內直接進行滲碳，利用了上一滲碳過程的溫度，在冷卻室冷卻物料的同時加熱室又實現同時加熱，節約了能源，并實現了連續式生產，提高了生產效率。
[0011]作為一種優選，所述加熱滲碳系統包括加熱滲碳爐體、設置在所述加熱滲碳爐體內的鐘罩式馬弗罐及滲碳供氣機構，所述加熱滲碳爐體的內壁與所述馬弗罐的外壁形成加熱空間，該加熱空間內設置有加熱元件，該加熱元件用于對所述馬弗罐進行輻射加熱;所述抽真空系統用于對馬弗罐進行抽排氣;所述馬弗罐開設有氣體進口和物料進口，滲碳供氣機構通過氣體進口直接將滲碳用氣體通入所述馬弗罐內。本實施例中，所述的連續式真空滲碳熱處理爐解決了真空滲碳過程中所產生的炭黑污染加熱室的問題，使加熱系統和滲碳系統分開，阻斷了滲碳過程中產生的炭黑污染加熱室的問題。所述的加熱滲碳室設計為立式結構，內部設置滲碳馬夫罐，滲碳氣體直接通入馬弗罐的罐體內，加熱元件在馬夫罐的外部，所述的滲碳馬弗罐和加熱原件互不相同，完全隔離，滲碳即使產生炭黑也不會污染加熱室。
[0012]作為一種優選，所述滲碳用氣體為甲烷、丙烷或乙烯。
[0013]作為一種優選，所述物料傳送機構設置在所述裝料系統的下方，該物料傳送機構包括承載臺、升降桿及密封臺，所述物料傳送機構固定設置在支架上，所述升降桿與所述承載臺及密封臺固定連接;所述裝料系統的底板開設有升降連接口，所述升降桿通過所述升降連接口穿過所述底板，該升降桿可沿著所述升降連接口帶著所述承載臺與所述密封臺上下運動;升降桿向上運動直至所述承載臺進入所述加熱滲碳系統內，所述密封臺與所述物料進口相適配，用于實現所述馬弗罐的密封。在本技術方案中，通過物料傳送機構實現馬弗罐的裝料和卸料，與此同時利用升降機構能夠實現密封，且其不會對裝料室進料進行干擾。
[0014]作為又一種優選，還包括升降桿旋轉機構，所述升降桿旋轉機構與所述升降桿的末端固定連接，所述升降桿旋轉機構通過電機帶動實現旋轉運動，所述升降桿在所述升降桿旋轉機構的帶動下進行旋轉運動。在本實施方式中，馬夫罐設計為鐘罩式，滲碳供氣系統設計在馬夫罐的頂部，分為多路供氣，減少管道分流造成的供氣不均勻問題，所述的滲碳供氣系統延馬弗罐圓周360度均勻布置。所述的滲碳加熱室中的物料可在升降桿的的帶動下進行旋轉運動，使加熱滲碳室的氣體在供給滲碳工件時相對比較均勻，提高滲碳效果。
[0015]作為又一種優選，所述物料的旋轉速度在1.5-10轉/min。經過多次試驗發現，在保證密封的前提下，將物料的旋轉速度控制在以上數值的時候，滲碳的效果具有出乎意料的使用效果。
[0016]作為又一種優選，所述冷卻系統包括冷卻空間、物料支撐臺，所述物料支撐臺設置在所述冷卻空間內，所述物料支撐臺上用于安放所述物料。
[0017]作為更進一步的優選，所述冷卻系統還包括風冷系統，所述風冷系統設置在所述物料支撐臺的上方，通過風冷電機、葉輪及換熱器對所述冷卻空間進行降溫處理。
[0018]作為更進一步的優選，所述冷卻空間包括上冷卻空間和下冷卻空間，所述上冷卻空間與所述下冷卻空間上下設置，所述下冷卻空間設置有淬火介質。
[0019]作為更進一步的優選，所述物料支撐臺設置在升降料車上，所述升降料車設置有水平運行機構和垂直運行機構，所述水平運行機構和垂直運行機構可帶動所述物料支撐臺在水平和豎直方向上運動;所述物料支撐臺可在所述升降料車的帶動下在所述上冷卻空間與所述下冷卻空間進行位置切換。在本技術方案中，所述的物料支撐臺設置在所述升降料車上，物料支撐臺在升降料車的帶動下進行上下和水平運動。
[0020]在本技術方案中，所述的冷卻系統能夠對滲碳后的物料進行淬火處理，物料能夠根據實際情況的需求，在同一個冷卻室內選擇氣淬和油淬或是二者的結合，一室實現兩用，提高了冷卻室的使用范圍，與此同時，本冷卻室當然也可以作為正火處理室或是普通的物料周轉空間進行使用，其使用范圍大，且其通過升降機構和水平機構能夠實現進料、出料及上下冷卻空間的切換，極大程度的提高了設備的使用率，且降低了設備的占用面積。
[0021]作為更進一步的優選，所述冷卻系統還包括淬火介質攪拌系統，該淬火介質攪拌系統設置在所述下冷卻空間內，所述淬火介質攪拌系統用于對淬火介質進行攪拌處理。淬火介質攪拌系統能夠對下冷卻空間內的介質進行攪拌，提高油淬的效果，提高物料的熱處理效果。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚的說明本發明的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0023]圖1為本實施例的整體示意圖。
[0024]圖2為加熱滲碳系統的結構示意圖。
[0025]圖3為升降桿的結構示意圖。
[0026]圖4為冷卻系統的結構示意圖。
[0027]圖5為冷卻系統內的風冷系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地說明。
[0029]實施例
[0030]圖1為本實施例的整體示意圖；圖2為加熱滲碳系統的結構示意圖；圖3為升降桿的結構示意圖；圖4為冷卻系統的結構示意圖；圖5為冷卻系統內的風冷系統的結構示意圖。如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，本實施例中提供的是一種連續式真空熱處理爐，包括加熱滲碳系統1、冷卻系統2，所述加熱滲碳系統I與所述冷卻系統2相連，還包括裝料系統3及抽真空系統4，所述裝料系統3的上端與所述加熱滲碳系統I相連，所述裝料系統3的一側與所述冷卻系統2相連，所述裝料系統3與所述冷卻系統2為水平串聯機構，所述加熱滲碳系統I與所述冷卻系統2垂直設置;所述物料8進入裝料系統3后，經物料傳送機構5送入加熱滲碳系統I內進行滲碳處理，后經物料傳送機構5送入冷卻系統2內進行冷卻處理;所述抽真空系統4用于對所述加熱滲碳系統1、冷卻系統2及裝料系統3進行抽真空處理;所述加熱滲碳系統I與所述裝料系統3之間設置有水平運行門60，所述冷卻系統2與所述裝料系統3設置之間設置有豎直運行門61，所述水平運行門60可在水平方向進行移動將所述加熱滲碳系統I與所述裝料系統3隔離，所述豎直運行門61可在豎直方向進行移動將所述冷卻系統2與所述裝料系統3隔咼。
[0031]如圖2所示，其中，所述加熱滲碳系統I包括加熱滲碳爐體10、設置在所述加熱滲碳爐體10內的鐘罩式馬弗罐11及滲碳供氣機構12，所述加熱滲碳爐體10的內壁與所述馬弗罐11的外壁形成加熱空間13，該加熱空間13內設置有加熱元件14，該加熱元件14用于對所述馬弗罐11進行輻射加熱;所述抽真空系統4用于對馬弗罐11進行抽排氣;所述馬弗罐11開設有氣體進口 110和物料進口 111，滲碳供氣機構12通過氣體進口 110直接將滲碳用氣體通入所述馬弗罐11內。
[0032]其中，所述滲碳用氣體為N2氣體或N2+H2之混合氣體。
[0033]如圖3所示，其中，所述物料傳送機構5設置在所述裝料系統3的下方，該物料傳送機構5包括承載臺50、升降桿51及密封臺52，所述物料傳送機構5固定設置在支架7上，所述升降桿51與所述承載臺50及密封臺52固定連接;所述裝料系統3的底板30開設有升降連接口 31，所述升降桿51通過所述升降連接口 31穿過所述底板30，該升降桿51可沿著所述升降連接口 31帶著所述承載臺50與所述密封臺52上下運動;升降桿51向上運動直至所述承載臺50進入所述加熱滲碳系統I內，所述密封臺52與所述物料進口 111相適配，用于實現所述馬弗罐11的密封。
[0034]其中，還包括升降桿旋轉機構53，所述升降桿旋轉機構53與所述升降桿51的末端固定連接，所述升降桿旋轉機構53通過電機54帶動實現旋轉運動，所述升降桿51在所述升降桿旋轉機構53的帶動下進行旋轉運動。
[0035]如圖4所示，其中，所述冷卻系統2包括冷卻空間20、物料支撐臺21，所述物料支撐臺21設置在所述冷卻空間20內，所述物料支撐臺21上用于安放所述物料8。其中，所述冷卻系統2還包括風冷系統22，所述風冷系統22設置在所述物料支撐臺21的上方，通過風冷電機23、葉輪24及換熱器25對所述冷卻空間20進行降溫處理。其中，所述冷卻空間20包括上冷卻空間201和下冷卻空間202，所述上冷卻空間201與所述下冷卻空間202上下設置，所述下冷卻空間202設置有淬火介質。其中，所述物料支撐臺21設置在升降料車26上，所述升降料車26設置有水平運行機構和垂直運行機構，所述水平運行機構和垂直運行機構可帶動所述物料支撐臺21在水平和豎直方向上運動;所述物料支撐臺21可在所述升降料車26的帶動下在所述上冷卻空間201與所述下冷卻空間202進行位置切換。
[0036]在實際的使用過程中，該升降料車26需與所述升降桿51進行配合使用，即所述的水平運行機構和垂直運行機構;將物料由裝料系統3送入冷卻空間202時，升降桿51降至中位，冷卻空間202內的水平運行機構進入，再將升降桿51降至低位，物料落在水平運行機構上，退回水平運行機構至冷卻空間202內進行冷卻淬火處理;在此時可啟動垂直運行機構實現淬火。所述的水平和垂直運行機構是一個常規的運行機構，由電機、減速機、鏈輪等組成，在這里不再詳述。當然在此過程中，不管是滲碳、正火或加熱完畢后的淬火接料均是采用此機構和原理進行接料。
[0037]其中，所述冷卻系統2還包括淬火介質攪拌系統27，該淬火介質攪拌系統27設置在所述下冷卻空間202內，所述淬火介質攪拌系統27用于對淬火介質進行攪拌處理。
[0038]如圖1所示，所述的裝料系統3的部分機構在地面9以下部分，在此不再贅述。
[0039]本實施方式的工作流程:
[0040]如圖1所示，物料放在料框內進入裝料系統中，將物料安置在所述承載臺50上，升降桿51向上運動直至密封臺52與所述物料進口 111配合連接使馬弗罐處于密封狀態，物料在加熱滲碳系統I內進行加熱滲碳處理，滲碳處理結束后;升降桿51向下運動，冷卻系統2內的升降料車26水平移動將物料送入所述冷卻空間20內進行冷卻處理，冷卻可以在上冷卻空間201和下冷卻空間202之間進行位置切換，保證淬火的實際使用效果;此時可將新一輪的物料經物料傳送機構5送入滲碳加熱系統I內進行滲碳處理；當冷卻空間20內的物料完成淬火冷卻處理后，可直接經升降料車26由冷卻空間的冷卻系統排出口 28移出，完成一輪真空熱處理。
[0041 ]所述冷卻空間202在進行冷卻淬火時，可通入氮氣作為保護氣體進行淬火處理。
[0042]當然在實際的使用過程中，可在裝料系統3的完成正火處理，裝料系統3內可設置風冷系統完成正火處理，在此實施方式中便不再描述。
[0043]實際使用過程中，物料在進入所述裝料系統3之前，需通過水平運行門60將隔開裝料系統3和加熱滲碳系統2以使馬弗罐11的無氧狀態，防止高溫進入產生不安全因素。抽真空系統4包括將上述設備的整個系統進行抽真空處理的抽真空機組，包括對裝料系統3、加熱空間13及冷卻空間20的抽真空處理，當然也包括對馬弗罐11的抽真空處理。在實際生產使用過程中，在通入滲碳用氣體前其罐內的極限真空度應小于20Par。
[0044]當然，本機構也可用于滲碳處理，將滲碳用氣體調整為N2、或N2和H2的混合氣體，可通過調整加熱溫度和加熱的時間完成滲碳處理。
[0045]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“前后”、“左右”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或部件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對發明的限制。
[0046]當然在本技術方案中，本領域的技術人員應當理解的是，術語“一”應理解為“至少一個”或“一個或多個”，即在一個實施例中，一個元件的數量可以為一個，而在另外的實施例中，該元件的數量可以為多個，術語“一”不能理解為對數量的限制。
[0047]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種連續式真空熱處理爐，包括加熱滲碳系統(I)、冷卻系統(2)，所述加熱滲碳系統(I)與所述冷卻系統(2)相連，其特征在于:還包括裝料系統(3)及抽真空系統(4)，所述裝料系統(3)的上端與所述加熱滲碳系統(I)相連，所述裝料系統(3)的一側與所述冷卻系統(2)相連，所述裝料系統(3)與所述冷卻系統(2)為水平串聯機構，所述加熱滲碳系統(I)與所述冷卻系統(2)垂直設置;物料(8)進入裝料系統(3)后，經物料傳送機構(5)送入加熱滲碳系統(I)內進行滲碳處理，后經物料傳送機構(5)送入冷卻系統(2)內進行冷卻處理;所述抽真空系統(4)用于對所述加熱滲碳系統(I)、冷卻系統(2)及裝料系統(3)進行抽真空處理;所述加熱滲碳系統(I)與所述裝料系統(3)之間設置有水平運行門(60)，所述冷卻系統(2)與所述裝料系統(3)設置之間設置有豎直運行門(61)，所述水平運行門(60)可在水平方向進行移動將所述加熱滲碳系統(I)與所述裝料系統(3)隔離，所述豎直運行門(61)可在豎直方向進行移動將所述冷卻系統(2)與所述裝料系統(3)隔離。2.如權利要求1所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:所述加熱滲碳系統(I)包括加熱滲碳爐體(10)、設置在所述加熱滲碳爐體(10)內的鐘罩式馬弗罐(11)及滲碳供氣機構(12)，所述加熱滲碳爐體(10)的內壁與所述馬弗罐(11)的外壁形成加熱空間(13)，該加熱空間(13)內設置有加熱元件(14)，該加熱元件(14)用于對所述馬弗罐(11)進行輻射加熱;所述抽真空系統(4)用于對馬弗罐(11)進行抽排氣;所述馬弗罐(11)開設有氣體進口(110)和物料進口(111)，滲碳供氣機構(12)通過氣體進口(110)直接將滲碳用氣體通入所述馬弗罐(11)內。3.如權利要求2所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:所述滲碳用氣體為甲烷、丙烷或乙烯。4.如權利要求2所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:所述物料傳送機構(5)設置在所述裝料系統(3)的下方，該物料傳送機構(5)包括承載臺(50)、升降桿(51)及密封臺(52)，所述物料傳送機構(5)固定設置在支架(7)上，所述升降桿(51)與所述承載臺(50)及密封臺(52)固定連接;所述裝料系統(3)的底板(30)開設有升降連接口(31)，所述升降桿(51)通過所述升降連接口(31)穿過所述底板(30)，該升降桿(51)可沿著所述升降連接口(31)帶著所述承載臺(50)與所述密封臺(52)上下運動;升降桿(51)向上運動直至所述承載臺(50)進入所述加熱滲碳系統(I)內，所述密封臺(52)與所述物料進口(111)相適配，用于實現所述馬弗罐(11)的密封。5.如權利要求4所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:還包括升降桿旋轉機構(53)，所述升降桿旋轉機構(53)與所述升降桿(51)的末端固定連接，所述升降桿旋轉機構(53)通過電機(54)帶動實現旋轉運動，所述升降桿(51)在所述升降桿旋轉機構(53)的帶動下進行旋轉運動。6.如權利要求1所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:所述冷卻系統(2)包括冷卻空間(20)、物料支撐臺(21)，所述物料支撐臺(21)設置在所述冷卻空間(20)內，所述物料支撐臺(21)上用于安放所述物料(8)。7.如權利要求6所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:所述冷卻系統(2)還包括風冷系統(22)，所述風冷系統(22)設置在所述物料支撐臺(21)的上方，通過風冷電機(23)、葉輪(24)及換熱器(25)對所述冷卻空間(20)進行降溫處理。8.如權利要求6所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:所述冷卻空間(20)包括上冷卻空間(201)和下冷卻空間(202)，所述上冷卻空間(201)與所述下冷卻空間(202)上下設置，所述下冷卻空間(202)設置有淬火介質。9.如權利要求8所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:所述物料支撐臺(21)設置在升降料車(26)上，所述升降料車(26)設置有水平運行機構和垂直運行機構，所述水平運行機構和垂直運行機構可帶動所述物料支撐臺(21)在水平和豎直方向上運動;所述物料支撐臺(21)可在所述升降料車(26)的帶動下在所述上冷卻空間(201)與所述下冷卻空間(202)進行位置切換。10.如權利要求8所述的一種連續式真空熱處理爐，其特征在于:所述冷卻系統(2)還包括淬火介質攪拌系統(27)，該淬火介質攪拌系統(27)設置在所述下冷卻空間(202)內，所述淬火介質攪拌系統(27)用于對淬火介質進行攪拌處理。
【文檔編號】C21D1/18GK105937017SQ201610508271
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】吳俊涵, 李榮華, 吳國萍, 吳俊杰
【申請人】浙江宇清熱工科技股份有限公司