CN104178609B - 一种真空炉 - Google Patents

Abstract

本发明的一种真空炉，包括淬火池和预冷室，及与预冷室连接的加热室，所述加热室与预冷室之间设置有隔热门；所述淬火池连接有预备仓，所述淬火池与预备仓之间设置有淬火液排液管和淬火液回液管；所述淬火液排液管和淬火液回液管上分别设置有排液泵和回液泵；所述排液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述回液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述排液泵和预备仓之间连接设置有过滤器；所述回液泵和预备仓之间连接设置有过滤器。本发明的一种真空炉，使用水性淬火液﹑淬火冷却速度高﹑材料淬透性高﹑生产效率高﹑生产成本低。

Description

一种真空炉

技术领域

本发明涉及一种真空炉。

背景技术

现有的热处理行业通用的淬火真空炉，有油淬火炉与高压气淬炉二种。真空炉用油和气淬火时，淬火冷却速度受制于油或高压气体的冷却特性，对于那些要求冷却速度高或淬透性低的材料（或尺寸较大的零件），不能得到合格的淬火质量，从而使真空炉的使用受到限制。

如果在一般真空炉中使用水溶性淬火介质淬火，在真空低压状态下产生的水蒸气会进入加热室内，会因为高温下的强烈氧化而损坏由碳纤维制造的加热室。

对于冷却速度要求高或要求得到高淬透性的场合，业界通常使用多用炉——典型代表是箱式多用炉，它的炉膛由不怕氧化的耐火砖构成，可以使用水溶性淬火介质进行淬火。然而该多用炉还有以下不足：（1）由于炉内气氛中含氧，容易对加热中的零件造成晶界氧化，加热时间越长，氧化越深入，这种晶界氧化会急剧削弱金属材料的强度和韧性，降低了金属零件的使用性能。现在某些金属零件已经严格要求金属零件热处理以后不允许存在晶界氧化；（2）由于其炉膛由重质量的耐火砖构成，其质量可能会多达1000公斤至数千公斤，因而它的升温速度和降温速度都较慢。通常一个停炉一周的炉子，从室温重新升温到正常使用的状态，需要2-3天的时间，而降温的过程也是同样缓慢的；（3）多用炉一般使用的最低温度是750℃，当一个室温状态的零件直接进入这样高温的环境下，会产生较大的变形，也使后续加工成本提高。

而真空炉的炉膛由轻质的碳纤维构成，其质量一般不会超过100公斤，因此，升温和降温可以在数小时内完成，升温过程中能耗很低，非常节能；可以在较低的温度下（如400℃或更低）把零件送入到炉膛中，加热时产生的零件变形很小。因此，真空炉带来的好处是可以间歇式地使用，使用周期灵活；通过调整工艺，可以减小零件热处理过程中的变形，以实现精密制造，精密加工，精密处理，降低成本。非常适合于现代机械行业的生产要求。

目前真空炉的缺点是只能用油或高压气体进行淬火，其冷却速度受到限制。但是，如果在普通真空炉上直接改用水溶性淬火介质进行淬火，面临的问题是1）在真空及负压状态下，水溶性淬火介质会大量蒸发，形成含水气氛，在炉门开启的时候会进入加热室，对高温状态中的加热室造成氧化性破坏；2）并且淬火后大量的水蒸汽吸附在预冷室壁上，以及在排出淬火液后有液滴吸附在淬火池壁上，使用常规的真空泵系统难以获得好的真空。本发明即是要对真空炉进行技术创新，可以使用水溶性淬火介质淬火。总体方案是：加热时将水溶性淬火介质用泵抽出并保持良好密封，以获取很好的真空状态，满足真空要求；淬火时先将零件从炉内取出，关闭隔热门后，用大功率泵将水溶性淬火介质在短时间内迅速注入淬火池中，然后零件降入淬火池中进行淬火。该水淬真空炉既保持具有真空炉的优点，同时也能完成多用炉的工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为热处理行业提供一种使用水性淬火液﹑淬火冷却速度高﹑材料淬透性高﹑生产效率高﹑生产成本低的一种真空炉。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种真空炉，其包括淬火池和预冷室，及与预冷室连接的加热室，所述加热室与预冷室之间设置有隔热门；所述淬火池连接有预备仓，所述淬火池与预备仓之间设置有淬火液排液管和淬火液回液管；所述淬火液排液管和淬火液回液管上分别设置有排液泵和回液泵；所述排液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述回液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述排液泵和预备仓之间连接设置有过滤器；所述回液泵和预备仓之间连接设置有过滤器。

进一步地，所述加热室连接有第一真空系统，加热室与第一真空系统之间设置有加热室连接管连接；所述预冷室连接有第二真空系统，预冷室与第二真空系统之间设置有预冷室连接管连接；所述加热室连接管与预冷室连接管之间设置有横向连接管，加热室连接管﹑预冷室连接管和横向连接管分别设置有挡板阀。

进一步地，所述预冷室顶部设置有对流系统，预冷室壁面设置加热系统；所述对流系统设置有对流风机和导流叶片；所述加热系统设置有翅片加热器；所述淬火池内部设置有淬火池漏斗。

进一步地，该真空炉在淬火液用排液泵初步排出后的工作流程为：首先，启动对流风机，用气流将吸附在淬火池壁上的液滴吹送至淬火池的淬火池漏斗底部，用排液泵再度排出；其后，启动加热系统，对预冷室和淬火池壁作一短暂加热，所述对流系统可以帮助实现加热的均匀性；加热后，启动第二真空系统对预冷室及淬火池抽取真空，以获得先期真空；由于预冷室和淬火池壁已被加热，在低压下残留在预冷室和淬火池壁上的淬火液极易挥发，有助于后期获得良好的真空；切换到第一真空系统，以获得更好的真空，满足工作要求。

进一步地，所述加热室内壁设置有加热装置，加热室内壁材质为绝热碳毡。

进一步地，所述预备仓内壁设置有加热器﹑热交换器和密封阀门。

进一步地，所述挡板阀右端设置有气缸，挡板阀内部设置有活塞阀，活塞阀与气缸之间设置有推杆，挡板阀左端内部设置有密封胶圈。

进一步地，所述淬火池漏斗底部设置有漏口，漏口向外延伸设置有排液管，排液管上设置有挡板阀，所述排液管分别与淬火液排液管和淬火液回液管连接。

本发明的一种真空炉，包括淬火池和预冷室，及与预冷室连接的加热室，所述加热室与预冷室之间设置有隔热门；所述淬火池连接有预备仓，所述淬火池与预备仓之间设置有淬火液排液管和淬火液回液管；所述淬火液排液管和淬火液回液管上分别设置有排液泵和回液泵；所述排液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述回液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述排液泵和预备仓之间连接设置有过滤器；所述回液泵和预备仓之间连接设置有过滤器。由于所述淬火池连接有预备仓，工件在加热前，排液泵将淬火池内的淬火液抽离到预备仓，可以有效地实现对加热室，预冷室，淬火池抽真空并保持真空，以避免对加热中的零件造成晶界氧化，同时也不会对加热室造成氧化损坏。又由于该真空炉的升温和降温时间只需要三个小时，并且升温过程中能耗很低，可以按生产要求进行间歇生产，生产调动灵活，并使生产成本降低；设置有两个真空系统，采用适合于有水空间的真空泵获得先期真空，再用常规的真空泵获得更好的真空；使用翅片加热器及对流系统对排出淬火液后的室壁作加热，以利于吸附在室壁上的淬火液滴的蒸发。真空炉可以使用的水溶性淬火介质，水溶性淬火介质比油或气的淬火速度快，适用于那些对淬火速度要求高的材料。用水溶性淬火介质淬火可以得到马氏体，淬硬层深度得到提高，硬度会更均匀。通过调整工艺，可以减小零件热处理过程中的变形，以实现精密制造，精密加工，精密处理，降低成本。本发明的一种真空炉，使用水性淬火液﹑淬火冷却速度高﹑材料淬透性高﹑生产效率高﹑生产成本低。

附图说明

图1为本发明一种真空炉的结构示意图。

图2为本发明一种真空炉挡板阀的结构示意图。

图3为本发明一种真空炉淬火池内部结构图。

图4为本发明一种真空炉淬火池侧视图。

图5为本发明一种真空炉淬火池俯视图。

具体实施方式

本实施例中，参照图1至图5所示，一种真空炉，其包括淬火池3和预冷室2及与预冷室2连接的加热室1，所述加热室1与预冷室2之间设置有隔热门4；所述淬火池3连接有预备仓5，所述淬火池3与预备仓5之间设置有淬火液排液管61和淬火液回液管62；所述淬火液排液管61和淬火液回液管62上分别设置有排液泵71和回液泵72；所述排液泵71和淬火池3之间连接设置有挡板阀8；所述回液泵72和淬火池3之间连接设置有挡板阀8，挡板阀8有效地防止了预备仓5中的淬火液回流到淬火池3；所述排液泵71和预备仓5之间连接设置有过滤器9；所述回液泵72和预备仓5之间连接设置有过滤器9，过滤器9可以过滤淬火液中的杂质，提高了淬火液的纯度。

其中，所述加热室1连接有第一真空系统11，加热室1与第一真空系统11之间设置有加热室连接管12连接；所述预冷室2连接有第二真空系统21，预冷室2与第二真空系统21之间设置有预冷室连接管13连接，第二真空系统21对淬火池3及预冷室2进行先期的抽取真空后，空间中的水汽含量大为减少，此时可以关停第二真空系统21，启动第一真空系统11去对加热室1，预冷室2，淬火池3进行抽取真空，以期获得更好的真空；加热室连接管12与预冷室连接管13之间设置有横向连接管14，加热室连接管12﹑预冷室连接管13和横向连接管14分别设置有挡板阀8。所述预冷室2顶部设置有对流系统23，预冷室2壁面设置加热系统（未图示）；所述对流系统23设置有对流风机（未图示）和导流叶片（未图示）；所述加热系统（未图示）设置有翅片加热器22；所述淬火池3内部设置有淬火池漏斗32。所述加热室1内壁设置有加热装置10，加热室1内壁材质为绝热碳毡。所述预备仓5内壁设置有加热器15﹑热交换器16和密封阀门17，在预备仓5中的淬火液，可以通过内置的加热器15进行加热，或通过内置的热交换器16降低温度，以保证淬火液在要求的温度下被注入到淬火池3中，进行淬火处理。所述挡板阀8右端设置有气缸81，挡板阀8内部设置有活塞阀82，活塞阀82与气缸81之间设置有推杆83，挡板阀8左端内部设置有密封胶圈84，挡板阀8内的淬火液对活塞阀82产生压力，增加了活塞阀82与密封胶圈84的紧密度，提高了挡板阀8的密封性。所述淬火池漏斗32底部设置有漏口33，漏口33向外延伸设置有排液管31，便于将淬火液完全地排放和回抽，排液管31上设置有挡板阀8，以实现对炉内的真空获取，所述排液管31分别与淬火液排液管61和淬火液回液管62连接，在淬火液用排液泵71初步排出后，启动对流风机（未图示），用气流将吸附在淬火池3壁上的液滴吹送至淬火池3的淬火池漏斗32底部，用排液泵71再度排出；其后，启动加热系统（未图示），对预冷室2和淬火池3壁作一短暂加热，所述对流系统23可以帮助实现加热的均匀性；加热后，启动第二真空系统21，对预冷室2及淬火池3抽取真空，以获得先期真空。由于预冷室2和淬火池3壁已被加热，在低压下残留在预冷室2和淬火池3壁上的淬火液极易挥发，有助于后期获得良好的真空；切换到第一真空系统11，以获得更好的真空，满足工作要求。

本发明的一种真空炉，包括淬火池和预冷室，及与预冷室连接的加热室，所述加热室与预冷室之间设置有隔热门；所述淬火池连接有预备仓，所述淬火池与预备仓之间设置有淬火液排液管和淬火液回液管；所述淬火液排液管和淬火液回液管上分别设置有排液泵和回液泵；所述排液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述回液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述排液泵和预备仓之间连接设置有过滤器；所述回液泵和预备仓之间连接设置有过滤器。由于所述淬火池连接有预备仓，工件在加热前，排液泵将淬火池内的淬火液抽离到预备仓，可以有效地实现对加热室，预冷室，淬火池抽真空并保持真空，以避免对加热中的零件造成晶界氧化，同时也不会对加热室造成氧化损坏。又由于该真空炉的升温和降温时间只需要三个小时，并且升温过程中能耗很低，可以按生产要求进行间歇生产，生产调动灵活，并使生产成本降低；设置有两个真空系统，采用适合于有水空间的真空泵获得先期真空，再用常规的真空泵获得更好的真空；使用翅片加热器及对流系统对排出淬火液后的室壁作加热，以利于吸附在室壁上的淬火液滴的蒸发。真空炉可以使用的水溶性淬火介质，水溶性淬火介质比油或气的淬火速度快，适用于那些对淬火速度要求高的材料。用水溶性淬火介质淬火可以得到马氏体，淬硬层深度得到提高，硬度会更均匀。通过调整工艺，可以减小零件热处理过程中的变形，以实现精密制造，精密加工，精密处理，降低成本。本发明的一种真空炉，使用水性淬火液﹑淬火冷却速度高﹑材料淬透性高﹑生产效率高﹑生产成本低。

上述实施实例，只是本发明的一个实例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡与本发明权利要求所述内容相同或等同的技术方案，均应包括在本发明保护范围内。

Claims (5)

1.一种真空炉，包括淬火池和预冷室，及与预冷室连接的加热室，所述加热室与预冷室之间设置有隔热门；所述淬火池连接有预备仓，所述淬火池与预备仓之间设置有淬火液排液管和淬火液回液管；所述淬火液排液管和淬火液回液管上分别设置有排液泵和回液泵；所述排液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述回液泵和淬火池之间连接设置有挡板阀；所述排液泵和预备仓之间连接设置有过滤器；所述回液泵和预备仓之间连接设置有过滤器，其特征在于：所述加热室连接有第一真空系统，加热室与第一真空系统之间设置有加热室连接管连接；所述预冷室连接有第二真空系统，预冷室与第二真空系统之间设置有预冷室连接管连接；所述加热室连接管与预冷室连接管之间设置有横向连接管，加热室连接管﹑预冷室连接管和横向连接管分别设置有挡板阀；

所述预冷室顶部设置有对流系统，预冷室壁面设置加热系统；所述对流系统设置有对流风机和导流叶片；所述加热系统设置有翅片加热器；所述淬火池内部设置有淬火池漏斗；

该真空炉在淬火液用排液泵初步排出后的工作流程为：首先，启动对流风机，用气流将吸附在淬火池壁上的液滴吹送至淬火池的淬火池漏斗底部，用排液泵再度排出；其后，启动加热系统，对预冷室和淬火池壁作一短暂加热，所述对流系统可以帮助实现加热的均匀性；加热后，启动第二真空系统对预冷室及淬火池抽取真空，以获得先期真空；由于预冷室和淬火池壁已被加热，在低压下残留在预冷室和淬火池壁上的淬火液极易挥发，有助于后期获得良好的真空；切换到第一真空系统，以获得更好的真空，满足工作要求。

2.根据权利要求1所述的一种真空炉，其特征在于：所述加热室内壁设置有加热装置，加热室内壁材质为绝热碳毡。

3.根据权利要求1所述的一种真空炉，其特征在于：所述预备仓内壁设置有加热器﹑热交换器和密封阀门。

4.根据权利要求1所述的一种真空炉，其特征在于：所述挡板阀右端设置有气缸，挡板阀内部设置有活塞阀，活塞阀与气缸之间设置有推杆，挡板阀左端内部设置有密封胶圈。

5.根据权利要求1所述的一种真空炉，其特征在于：所述淬火池漏斗底部设置有漏口，漏口向外延伸设置有排液管，排液管上设置有挡板阀，所述排液管分别与淬火液排液管和淬火液回液管连接。