CN103643004A - 气体保护无氧化淬火渗碳一体炉及其淬火渗碳方法 - Google Patents

Abstract

气体保护无氧化淬火渗碳一体炉及其方法，所述气体保护无氧化淬火渗碳一体炉包括一加热室，该加热室由炉体和炉门围合而成的密闭空间构成；所述炉体或炉门上设有排气管，该排气管与所述加热室连通，所述排气管上设有点火口；所述加热室内设有硅碳棒；所述炉体或炉门上设有进气管，该进气管的进气口与一氨裂解装置的排气口连通，或者所述进气管的进气口与一液化气供应装置的供气口连通。本发明的加热室为一密闭的空间，当关闭炉门时，外界的空气将不能进入到加热室内；而处于加热室内的空气则由氨裂解气体或者是液化气带至排气管，在点火口处燃烧，从而使得加热室内的氧气越来越少，以致在金属工件加热到高温时，金属工件表面不会发生氧化反应。

Description

气体保护无氧化淬火渗碳一体炉及其淬火渗碳方法

技术领域

本发明涉及气体保护无氧化淬火渗碳一体炉及其淬火渗碳方法，属于金属工件热处理技术领域。

背景技术

将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件，常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。

淬火工艺中，将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间是在淬火炉中进行的。淬火炉可以分为常压淬火炉和真空淬火炉。真空淬火炉造价高，一般适用于对大、中型零部件的固溶处理及时效处理。在常压淬火炉中，为了防止在高温加热阶段，金属工件与空气中的氧气发生氧化反应，一般需要用钢箔包裹待淬火金属工件以将金属工件与空气隔离，其缺点是需要浪费大量的钢箔；或者是将待淬火金属工件置于马弗炉内，在马弗炉内通入保护气氛，其缺点是马弗炉在重复使用时容易变形，因此需要经常的更换马弗炉。

发明内容

本发明目的是提供一种气体保护无氧化淬火渗碳一体炉及其淬火渗碳方法。

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种气体保护无氧化淬火渗碳一体炉，所述气体保护无氧化淬火渗碳一体炉包括一加热室，该加热室由炉体和炉门围合而成的密闭空间构成；所述炉体或炉门上设有排气管，该排气管与所述加热室连通，所述排气管上设有点火口；所述加热室内设有硅碳棒；所述炉体后墙上设有进气管，该进气管与一氨裂解装置的排气口连通，或者所述进气管与一液化气供应装置的供气口连通。

优选的技术方案为：所述加热室内衬有莫来石砖保温棉。

优选的技术方案为：所述炉体上密封设有水冷电机，该水冷电机的转子与一搅拌装置连接；所述搅拌装置位于所述加热室内。

为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：气体保护无氧化淬火渗碳一体炉进无氧化淬火渗碳的方法，

当对金属工件进行淬火时，首先将所述金属工件由所述炉门送入所述加热室内，关闭所述炉门；然后将所述进气管与所述氨裂解装置的排气口连通，利用所述氨裂解装置向所述加热室内供应气体，该气体是由氮气和氢气组成的混合气体；接下来利用所述硅碳棒向所述加热室提供热量，同时给点火口点火；

当对金属工件进行渗碳时，首先将所述金属工件由所述炉门送入所述加热室内，关闭所述炉门；然后将所述进气管与液化气供应装置的供气口连通，利用所述液化气供应装置向所述加热室内供应液化气；接下来利用所述硅碳棒向所述加热室提供热量，同时给点火口点火。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明的加热室为一密闭的空间，当关闭炉门时，外界的空气将不能进入到加热室内；而处于加热室内的空气则由氨裂解装置产生的气体或者是液化气供应装置供应的液化气带至排气管，其中氧气和裂解气中的氢气或者液化气混合后，在点火口处燃烧，从而使得加热室内的氧气越来越少，以致在金属工件加热到高温时，金属工件表面不会发生氧化反应。

附图说明

附图1无氧化淬火渗碳一体炉为示意图。

以上附图中，1、炉体；2、炉门；3、进气管；4、排气管；5、水冷电机；6、氨裂解装置；7、点火口；8、搅拌装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一：气体保护无氧化淬火渗碳一体炉及其淬火渗碳方法

参见附图1所示，气体保护无氧化淬火渗碳一体炉包括一加热室，该加热室由炉体1和炉门2围合而成的密闭空间构成；所述炉门2上设有排气管4，该排气管4与所述加热室连通，所述排气管4上设有点火口7；所述加热室内设有硅碳棒；所述炉体1上设有进气管3，在本实施例中，该进气管4与氨裂解装置6的排气口连通。

所述加热室内衬有莫来石砖保温棉。

所述炉体1上密封设有水冷电机5，该水冷电机5的转子与一搅拌装置8连接；所述搅拌装置8位于所述加热室内。

采用气体保护无氧化渗碳一体炉进行淬火的方法，首先将所述金属工件由所述炉门2送入所述加热室内，关闭所述炉门2；然后将所述进气管3与所述氨裂解装置6的排气口连通，利用所述氨裂解装置6向所述加热室内供应气体，该气体是由氮气和氢气组成的混合气体；接下来利用所述硅碳棒向所述加热室提供热量，同时给点火口7点火；

实施例二：气体保护无氧化淬火渗碳一体炉及渗碳方法

参见附图1所示，气体保护无氧化淬火渗碳一体炉，所述气体保护无氧化淬火渗碳一体炉包括一加热室，该加热室由炉体1和炉门2围合而成的密闭空间构成；所述炉门2上设有排气管4，该排气管4与所述加热室连通，所述排气管4上设有点火口7；所述加热室内设有硅碳棒；所述炉体1上设有进气管3，在本实施例中，所述进气管3与一液化气供应装置（图中未示出）的供气口连通。

采用气体保护无氧化淬火渗碳一体炉进行渗碳的方法，首先将所述金属工件由所述炉门2送入所述加热室内，关闭所述炉门2；然后将所述进气管3与液化气供应装置的供气口连通，利用所述液化气供应装置向所述加热室内供应液化气；接下来利用所述硅碳棒向所述加热室提供热量，同时给点火口7点火。

本实施例可以用于低碳钢、渗碳提高抗磨损性本实施例的气体保护无氧化淬火渗碳一体炉既适用于同一钢种批量生产，又适用于多规格、多品种单件或小批量生产。本实施例的淬火炉还包括电控系统、氨气系统、氨气裂解系统和炉外料车等。这些结构均可采用现有技术。

本实施例的炉体和炉门构成的主炉体为卧式结构，本实施例还可附设加冷却室、隔热闸门、工件传送机构、加热引出装置、安全装置等。

炉体和炉门为A3钢板焊接结构。加热室炉体和冷却室炉体设计制造分体对接式结构。冷却室炉体对接功能操作简单、安全可靠。

加热室由莫来石保温棉内衬，可保证长期使用不变形、寿命长、加热均匀。

冷却室由排火口淬火油槽、鼓风机组成。

电气控制系统，该系统由调压器、可控硅和微处理机组成的温度可编程序控制系统和由PLC及各执行器件组成的机械动作可编程序控制系统两部分组成，可实现自动化程序操作，并兼有手动操作功能。采用欧陆3504智能化温度控制仪（英国），控温精度±0.1%。采用西门子可编程序控制器（德国），实现操作过程自动控制。采用大电流、低电压供电方式，使用可控硅调压器与智能化控温仪表配合，可实现温度的连续调节。采用无纸记录仪记录，可连续记录氮化、渗碳、光亮淬火全过程以便查询工艺是否有问题。测温元件采用双芯S偶（铂铑10-铂），一芯用于控制温度，一芯用于记录和报警。控制柜上设有大型模拟板，可直观地显示炉子的工作状态，并可通过有关按钮进行手动操作。具有超温、过流、断水、误操作等联锁保护功能，并设有简单故障自诊断功能，能及时显示故障源并且有声光报警系统。

气动系统，由油雾器、油水分离器、换向阀、气缸、管路等组成。各执行器件动作可靠，管路走向整洁美观。

水冷却系统，由不锈钢截止阀、电接点压力表、管路等组成。

炉外料车，料车进出料准确、简便。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.气体保护无氧化淬火渗碳一体炉，其特征在于：所述气体保护无氧化淬火渗碳一体炉包括一加热室，该加热室由炉体和炉门围合而成的密闭空间构成；所述炉体或炉门上设有排气管，该排气管与所述加热室连通，所述排气管上设有点火口；所述加热室内设有硅碳棒；所述炉体后墙上设有进气管，该进气管与氨裂解装置的排气口连通，或者所述进气管与一液化气供应装置的供气口连通。

2.根据权利要求1所述的气体保护无氧化淬火渗碳一体炉，其特征在于：所述加热室内衬有莫来石保温棉。

3.根据权利要求1所述的气体保护无氧化淬火渗碳一体炉，其特征在于：所述炉体上密封设有水冷电机，该水冷电机的转子与一搅拌装置连接；所述搅拌装置位于所述加热室内。

4.一种采用权利要求1~3任一权利要求所述的气体保护无氧化淬火渗碳一体炉进行淬火渗碳的方法，其特征在于：

当对金属工件进行淬火时，首先将所述金属工件由所述炉门送入所述加热室内，关闭所述炉门；然后将所述进气管与所述氨裂解装置的排气口连通，利用所述氨裂解装置向所述加热室内供应气体，该气体是由氮气和氢气组成的混合气体；接下来利用所述硅碳棒或电阻丝向所述加热室提供热量，同时给点火口点火；

当对金属工件进行渗碳时，首先将所述金属工件由所述炉门送入所述加热室内，关闭所述炉门；然后将所述进气管与液化气供应装置的供气口连通，利用所述液化气供应装置向所述加热室内供应液化气；接下来利用所述硅碳棒向所述加热室提供热量，同时给点火口点火。