CN101942631A - 一种气体氮化不停炉取样检测方法及其使用的氮化炉 - Google Patents

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一种气体氮化不停炉取样检测方法及其使用的氮化炉，它涉及一种气体氮化取样检测方法及其使用的氮化炉。本发明解决了现有的气体氮化过程中为保证氮化合格渗氮时间长，成本高，以及现有的氮化炉无法在不停炉的状况下取样的问题。本发明的取样检测方法将工件、终检试样和氮化试样放入氮化罐内，启动氮化炉，加热保温，到接近停炉时先取出氮化试样，检测是否合格，合格则停炉，不合格则继续保温氮化；本发明氮化炉的取样孔密封插装在取样口内，砂封外圈装在氮化罐上盖上，砂封外圈的内壁与取样孔的外壁之间形成的环形砂封槽内装有铬矿砂，取样拉丝穿过铬矿砂将氮化试样吊装在氮化罐内。本发明适用于气体氮化不停炉的取样检测。

Description

一种气体氮化不停炉取样检测方法及其使用的氮化炉
技术领域
本发明涉及一种气体氮化取样检测方法及其使用的氮化炉。
背景技术
金属材料制件气体氮化(简称氮化)是将氮元素渗入工件表面的工艺。其目的是提高工件表面的硬度、耐磨性、抗腐蚀性和耐疲劳等性能。氮化是在密闭的氮化罐内进行，氮化罐、加热设备和保温设备统称氮化炉，氮化时将工件装入氮化罐内，密封炉盖儿后，通入氨气(氨气受热后能分解成氮气和氢气)，启动氮化炉，氮化的质量检测是抽取与氮化工件一起入炉的氮化试样，检测该氮化试样的氮化硬度，渗层深度与脆性等项目。由于氨气有毒并且刺激味大，氮化时密封罐内通的氨气必须严防外漏，氮化件还须要严防氧化，不接近室温不能与空气接触，所以检测氮化的质量必须等氮化过程终止(简称停炉)降温到接近室温停止通氨气才能打开氮化罐上盖取出氮化试样进行检测。
现有氮化工件的检测都是氮化过程停止之后才能进行。停炉时不能确定氮化是否合格，若氮化结果不合格，容易造成报废或进行返修氮化。进行返修氮化必须做大量的辅助工作，如清理工件表面、重新进行镀锡或涂料保护非氮化面，有的还需要做去除钝化膜等工作；对于易变形工件重新氮化会增加工件的变形量，需校形或报废；有的高精度工件不允许返修氮化不合格直接报废。以上的叙述说明返修氮化除了多费工本费、延长工期外，比正常氮化更麻烦的还有报废的风险，现有的氮化炉，无法在不停炉的状况下取样。
综上所述，现有气体氮化过程中存在的主要问题是：按照氮化工艺要求正常停炉时不能保证工件氮化合格，为保证氮化合格每个氮化炉都要多渗几个小时，增加了成本，以及现有的氮化炉无法在不停炉的状况下取样。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的气体氮化过程中为保证氮化合格氮化炉渗氮时间长，成本高，以及现有的氮化炉，无法在不停炉的状况下取样的问题，进而提供一种气体氮化不停炉取样检测方法及其使用的氮化炉。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种气体氮化不停炉取样检测方法的具体步骤如下：
步骤一：将工件的非氮化表面进行防渗氮处理；
步骤二：打开氮化炉，将工件和随工件终检试样放入氮化罐内；
步骤三：每个氮化试样均通过一根取样拉丝悬吊在氮化罐内；
步骤四：盖好取样孔密封盖，启动氮化炉，通入氨气，将氮化罐加热至450℃～650℃；
步骤五：按工艺参数进行渗氮保温；
步骤六：当保温时间接近工艺规定时，将取样孔密封盖打开，拉动一根取样拉丝取出相应的氮化试样，然后盖好取样孔密封盖；
步骤七：检测该氮化试样的氮化硬度、渗层深度和脆性等全部要求，若氮化试样合格，停炉，待冷却室温后断氨，取出工件；若抽出的氮化试样不合格，则根据检测结果，调整工艺继续保温氮化，随后按照步骤六取出氮化试样，再次进行检测，直至氮化试样合格，停炉，待冷却室温后，取出工件。
本发明还提供了一种氮化炉，它包括氮化罐和氮化罐上盖，氮化罐上盖密封安装在氮化罐上，氮化炉还包括取样孔、砂封外圈、取样孔密封盖、多个氮化试样和与氮化试样的数量一致的取样拉丝，氮化罐上盖的上端面上开有取样口，取样孔密封插装在取样口内，且取样孔的上端面高于氮化罐上盖的上端面，取样孔的下端置于氮化罐内，砂封外圈固定安装在氮化罐上盖的上端面上，且与取样孔套装，砂封外圈的内壁与取样孔的外壁之间形成环形砂封槽，环形砂封槽内装有铬矿砂，取样孔密封盖的下端插装在铬矿砂内，取样孔密封盖的下端面与环形砂封槽的底面之间留有间隙，且取样孔密封盖上端的平板与取样孔的上端面之间留有间隙，每根取样拉丝的一端与一个氮化试样连接，将氮化试样吊挂在氮化罐内，每根取样拉丝的另一端穿过铬矿砂置于环形砂封槽的外部。
本发明的有益效果是：本发明在氮化过程中在不停炉的工作状况下对氮化试样进行检测，准确地确定了停炉时间，减少了不必要的渗氮时间，节约了成本，同时提高了氮化工件的合格率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的气体氮化不停炉取样检测方法的具体步骤如下：
步骤一：将工件的非氮化表面进行防渗氮处理；
步骤二：打开氮化炉，将工件和随工件终检试样放入氮化罐10内；
步骤三：每个氮化试样3均通过一根取样拉丝5悬吊在氮化罐10内；
步骤四：盖好取样孔密封盖4，启动氮化炉，通入氨气，将氮化罐10加热至450℃～650℃；
步骤五：按工艺参数进行渗氮保温；
步骤六：当保温时间接近工艺规定时，将取样孔密封盖4打开，拉动一根取样拉丝5取出相应的氮化试样3，然后盖好取样孔密封盖4；
步骤七：检测该氮化试样3的氮化硬度、渗层深度和脆性等全部要求，若氮化试样3合格，停炉，待冷却室温后断氨，取出工件；若抽出的氮化试样3不合格，则根据检测结果，调整工艺继续保温氮化，随后按照步骤六取出氮化试样3，再次进行检测，直至氮化试样3合格，停炉，待冷却室温后，取出工件。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，步骤三中氮化试样3吊挂在氮化罐10内靠近工件的位置。本实施方式使氮化试样与工件同步氮化，其检测结果最为理想。其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式为了实现具体实施方式一所述的气体氮化不停炉取样检测法而使用的氮化炉，氮化炉包括氮化罐10和氮化罐上盖6，氮化罐上盖6密封安装在氮化罐10上，氮化炉还包括取样孔1、砂封外圈2、取样孔密封盖4、多个氮化试样3和与氮化试样3的数量一致的取样拉丝5，氮化罐上盖6的上端面上开有取样口7，取样孔1密封插装在取样口7内，且取样孔1的上端面高于氮化罐上盖6的上端面，取样孔1的下端置于氮化罐10内，砂封外圈2固定安装在氮化罐上盖6的上端面上，且与取样孔1套装，砂封外圈2的内壁与取样孔1的外壁之间形成环形砂封槽8，环形砂封槽8内装有铬矿砂9，取样孔密封盖4的下端插装在铬矿砂9内，取样孔密封盖4的下端面与环形砂封槽8的底面之间留有间隙，且取样孔密封盖4上端的平板与取样孔1的上端面之间留有间隙，每根取样拉丝5的一端与一个氮化试样3连接，将氮化试样3吊挂在氮化罐10内，每根取样拉丝5的另一端穿过铬矿砂9置于环形砂封槽8的外部。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的取样拉丝5为铁丝或钢丝。如此设置，便于取出氮化试样。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

Claims (4)

1.一种气体氮化不停炉取样检测方法，其特征在于：气体氮化不停炉取样检测方法的具体步骤如下：
步骤一：将工件的非氮化表面进行防渗氮处理；
步骤二：打开氮化炉，将工件和随工件终检试样放入氮化罐(10)内；
步骤三：每个氮化试样(3)均通过一根取样拉丝(5)悬吊在氮化罐(10)内；
步骤四：盖好取样孔密封盖(4)，启动氮化炉，通入氨气，将氮化罐(10)加热至450℃～650℃；
步骤五：按工艺参数进行渗氮保温；
步骤六：当保温时间接近工艺规定时，将取样孔密封盖(4)打开，拉动一根取样拉丝(5)取出相应的氮化试样(3)，然后盖好取样孔密封盖(4)；
步骤七：检测该氮化试样(3)的氮化硬度、渗层深度和脆性等全部要求，若氮化试样(3)合格，停炉，待冷却室温后断氨，取出工件；若抽出的氮化试样(3)不合格，则根据检测结果，调整工艺继续保温氮化，随后按照步骤六取出氮化试样(3)，再次进行检测，直至氮化试样(3)合格，停炉，待冷却室温后，取出工件。
2.根据权利要求书1所述的一种气体氮化不停炉取样检测方法，其特征在于：步骤三中氮化试样(3)吊挂在氮化罐(10)内靠近工件的位置。
3.一种实现权利要求1所述的气体氮化不停炉取样检测方法的氮化炉，它包括氮化罐(10)和氮化罐上盖(6)，氮化罐上盖(6)密封安装在氮化罐(10)上，其特征在于：氮化炉还包括取样孔(1)、砂封外圈(2)、取样孔密封盖(4)、多个氮化试样(3)和与氮化试样(3)的数量一致的取样拉丝(5)，氮化罐上盖(6)的上端面上开有取样口(7)，取样孔(1)密封插装在取样口(7)内，且取样孔(1)的上端面高于氮化罐上盖(6)的上端面，取样孔(1)的下端置于氮化罐(10)内，砂封外圈(2)固定安装在氮化罐上盖(6)的上端面上，且与取样孔(1)套装，砂封外圈(2)的内壁与取样孔(1)的外壁之间形成环形砂封槽(8)，环形砂封槽(8)内装有铬矿砂(9)，取样孔密封盖(4)的下端插装在铬矿砂(9)内，取样孔密封盖(4)的下端面与环形砂封槽(8)的底面之间留有间隙，且取样孔密封盖(4)上端的平板与取样孔(1)的上端面之间留有间隙，每根取样拉丝(5)的一端与一个氮化试样(3)连接，将氮化试样(3)吊挂在氮化罐(10)内，每根取样拉丝(5)的另一端穿过铬矿砂(9)置于环形砂封槽(8)的外部。
4.根据权利要求书3所述的一种氮化炉，其特征在于：取样拉丝(5)为铁丝或钢丝。
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