CN104451044A - 一种真空淬火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空淬火方法，该真空淬火方法基于一种包含加热室、装料室和淬火室的真空淬火装置，包括步骤：S01，外部加料至装料室，装料室抽真空；S02，加热室抽真空；S03，加热室物料进出口与装料室物料进出口连接，物料从装料室提升至加热室；S04，将装料室从加热室下方移开，将已抽取至规定真空度的淬火室移动至加热室正下方；S05，将加热室物料进出口与淬火室物料进出口连接，物料从加热室移动至淬火室内，关闭淬火室密封门，物料下降至淬火区，使用淬火介质对物料进行淬火；S06，开启淬火室密封门，启动淬火室内设的物料升降装置将已完成淬火的物料移出淬火室。该真空淬火方法既能保证物料的淬火质量，还能实现物料的批量淬火。

Description

一种真空淬火方法
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，更具体地说，特别涉及一种真空淬火方法。
背景技术
淬火为一种热处理工艺，它是指首先将金属工件加热到某一适当温度，然后保持一段时间，再立即将工件浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理过程。淬火的目的是使金属中的奥氏体向马氏体或贝氏体转变，然后再配合不同温度的回火，以大幅提高金属的刚度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。例如，在航空航天、精密弹性元件、核能等高端领域，通常需要使用一些钛合金、铍青铜、镍基合金、钴基合金、铝合金等物料，而这些物料在机加工之前，往往需先进行淬火处理，以获得良好的成形性能。现有技术中，为了防止空气中的氧气造成物料高温情况下发生表面氧化，同时也为了防止高温环境下空气中的C、H、N等元素侵入到物料内部造成物料的污染的，现有的淬火方法一般是先在真空环境下对物料加热，然后再将已加热到淬火温度的物料淬入至选定的淬火介质，使其完全冷却。但是，采用此种淬火方法时，物料完成加热后，一般是采用吊车将高温中的物料从真空加热区吊出来，然后将吊出来的物料放置于运输车，并通过运输车将物料运输到专门的淬火池，再将物料吊浸入到淬火池的淬火介质中冷却，整个方法过程往往经历的时间比较长，很容易造成物料中不良相析出，导致物料性能变差，此外，采用此种方法方法只能间歇式生产，无法满足工业连续大批量生产的要求。
综上所述，如何提供一种既能保证物料淬火质量，又能实现物料批量淬火的真空淬火方法成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种真空淬火方法，该真空淬火方法基于一种包含加热室、装料室和淬火室的真空淬火装置，其中，该方法中涉及的真空淬火装置加热室用于物料的加热，装料室用于外部物料添加，淬火室用于物料淬火，加热室、装料室和淬火室上均连接有真空抽取装置用于工作区空气的抽出，此方法中涉及的加热室安装于装料室和淬火室上方，其中，加热室固定安装，装料室、淬火室可以在加热室下方自由移动；加热室底部、装料室顶部和淬火室顶部均设置有带密封门的物料进出口，用于给物料提供进出通道和将各工作区与外部环境的隔绝，装料室内部和淬火室内部均设置有物料升降装置用于物料的提升和下降，通过该真空淬火方法对物料进行淬火，既能保证物料的淬火质量，还能实现物料的批量淬火。
一种真空淬火方法，该真空淬火方法基于一种包含加热室、装料室和淬火室的真空淬火装置，包括步骤：
S01，开启装料室密封门，将物料放置于装料室内设的物料升降装置上，关闭装料室密封门，启动装料室上连接的真空抽取装置直至装料室内真空度达到规定设定值；
S02，关闭加热室密封门，启动加热室上连接的真空抽取装置直至加热室内真空度达到规定设定值；
S03，将装料室移动至加热室正下方，将加热室物料进出口与装料室物料进出口连接，开启装料室密封门和加热室密封门，启动装料室内设的物料升降装置将物料提升至加热室内，物料升降装置下降回装料室，加热室密封门关闭，加热室对物料进行加热；
S04，将装料室从加热室下方移开，将已抽取至规定真空度的淬火室移动至加热室正下方；
S05，将加热室物料进出口与淬火室物料进出口连接，开启加热室密封门和淬火室密封门，启动淬火室内设的物料升降装置将已完成加热的物料移动至淬火室内，关闭淬火室密封门，物料下降至淬火区，使用淬火介质对物料进行淬火；
S06，开启淬火室密封门，启动淬火室内设的物料升降装置将已完成淬火的物料移出淬火室。
为使加热室物料进出口与装料室物料进出口连接时更容易对中，优选的，在所述步骤S03采用接近开关对加热室物料进出口与装料室物料进出口连接进行控制，使加热室物料进出口与装料室物料进出口迅速对中后连接。
为使加热室物料进出口与淬火室物料进出口连接时更容易对中，优选的，在所述步骤S05采用接近开关对加热室物料进出口与淬火室物料进出口连接进行控制，使加热室物料进出口与淬火室物料进出口迅速对中后连接。
为避免C元素等对物料的污染，同时为进一步优化加热室的加热效果，优选的，在所述步骤S03中采用钼镧合金加热板对物料进行加热。
为优化淬火质量，优选的，所述步骤S05之前还包括步骤：S050，排干淬火室内水分，用热风吹扫烘干淬火室，确保淬火室内无水雾。
为进一步优化淬火质量，优选的，在所述步骤S05采用水箱和水泵对物料进行淬火，当物料下降至淬火区时，水箱迅速向淬火区注入2℃-8℃的淬火介质对物料进行淬火，6s-10s后开启水泵将淬火介质抽回水箱。
本发明的有益效果是：本发明提供一种真空淬火方法，该真空淬火方法基于一种包含加热室、装料室和淬火室的真空淬火装置，该真空淬火方法中，物料先运输到装料室，再由装料室提升至加热室完成加热，最后通过物料升降装置快速运输物料到淬火室进行淬火，整个过程都在真空环境中进行，需要的时间比较短，既能避免物料的氧化，又能防止物料中不良相的析出，能有效保证物料的淬火质量，此外，采用此方法只需将装料室和淬火室交替移动至加热室下方即可实现物料的加热、淬火过程，整个过程不停循环，极大实现了物料的批量淬火。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明真空淬火方法所基于的真空淬火装置整体结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明要解决的技术问题为提供一种真空淬火方法，该真空淬火方法基于一种包含加热室、装料室和淬火室的真空淬火装置。
参见附图1，附图1为本发明一种真空淬火方法所基于的由加热室1、装料室2和淬火室3组成的真空淬火装置，其中，该真空淬火装置的加热室1用于物料的加热，装料室2用于外部物料添加，淬火室3用于物料加热后的淬火，加热室1、装料室2和淬火室3上均连接有真空抽取装置4用于工作区空气的抽出。
本发明真空淬火方法中涉及的真空淬火装置加热室1安装于装料室2和淬火室3上方，其中，加热室1固定安装，装料室2、淬火室3可以在加热室1下方自由移动；加热室1底部、装料室2顶部和淬火室3顶部均设置有带密封门6的物料进出口5，物料进出口5用于给物料提供进出各工作区的通道，密封门6用于将各工作区与外部环境的隔绝，其中，物料进出口5包括加热室物料进出口501、装料室物料进出口502和淬火室物料进出口503，密封门6包括加热室密封门601、装料室密封门602和淬火室密封门603。
装料室2内部和淬火室3内部均设置有物料升降装置7用于物料的提升和下降，即把物料从装料室2和淬火室3内部运出来和运出去，通过该真空淬火方法对物料进行淬火，既能保证物料的淬火质量，还能实现物料的批量淬火。
本实施例中，一种真空淬火方法，该真空淬火方法基于一种包含加热室1、装料室2和淬火室3的真空淬火装置，包括步骤：
S01，开启装料室密封门602，将物料放置于装料室2内设的物料升降装置7上，关闭装料室密封门602，启动装料室2上连接的真空抽取装置4直至装料室2内真空度达到规定设定值；
S02，关闭加热室密封门601，启动加热室1上连接的真空抽取装置4直至加热室1内真空度达到规定设定值；
S03，将装料室2移动至加热室1正下方，将加热室物料进出口501与装料室物料进出口502连接，开启装料室密封门602和加热室密封门601，启动装料室2内设的物料升降装置7将物料提升至加热室1内，物料升降装置7下降回装料室2，加热室密封门601关闭，加热室1对物料进行加热；
S04，将装料室2从加热室1下方移开，将已抽取至规定真空度的淬火室3移动至加热室1正下方；
S05，将加热室物料进出口501与淬火室物料进出口503连接，开启加热室密封门601和淬火室密封门603，启动淬火室3内设的物料升降装置7将已完成加热的物料移动至淬火室3内，关闭淬火室密封门603，物料下降至淬火区，使用淬火介质对物料进行淬火；
S06，开启淬火室密封门603，启动淬火室3内设的物料升降装置7将已完成淬火的物料移出淬火室3。
对于本实施例整个的真空淬火方法，物料先运输到装料室2，再由装料室2提升至加热室1完成加热，最后通过物料升降装置7快速运输物料到淬火室3进行淬火，整个过程都在真空环境中进行，需要的时间比较短，既能避免物料的氧化，又能防止物料中不良相的析出，能有效保证物料的淬火质量，此外，采用此方法只需将装料室2和淬火室3交替移动至加热室1下方即可实现物料的加热、淬火过程，整个过程不停循环，即可实现物料的大批量淬火。
本实施例中，在步骤S01中装料室2、步骤S02中加热室1以及步骤S04中淬火室3真空抽取时，可以先打开真空抽取装置4的滑阀泵真空阀，将装料室2或加热室1或淬火室3抽真空至1000Pa左右，然后再打开真空抽取装置4的罗茨泵继续抽真空，将装料室2或加热室1或淬火室3抽真空至10Pa左右。
本实施例中，为使加热室物料进出口501与装料室物料进出口502连接时更容易对中，在所述步骤S03采用接近开关对加热室物料进出口501与装料室物料进出口502连接进行控制，使加热室物料进出口501与装料室物料进出口502迅速对中后连接。
本实施例中，为使加热室物料进出口501与淬火室物料进出口503连接时更容易对中，优选的，在所述步骤S05采用接近开关对加热室物料进出口501与淬火室物料进出口503连接进行控制，使加热室物料进出口501与淬火室物料进出口503迅速对中后连接。
其中，上述实施例中所述的接近开关又称无触点接近开关，是一种电子开关量传感器。具体实施时，当接近开关检测到装料室2和淬火室3到达接近开关的感应区域时，接近开关就能在无接触、无压力、无火花状态下迅速发出电气指令，准确反应出装料室2和淬火室3的位置和行程，同时接近开关具有安装方便、操作简单、定位精准的优点，可更方便本实施例中各物料口的对中。
本实施例中，为避免C元素等对物料的污染，同时为进一步优化加热室1的加热效果，在所述步骤S03中采用钼镧合金加热板对物料进行加热。
本实施例中，为优化淬火质量，所述步骤S05之前还包括步骤：S050，排干淬火室3内水分，用热风吹扫烘干淬火室3，确保淬火室3内无水雾。如此，可避免物料淬火前水蒸气对其的影响，同时可通过热风将淬火室3内杂质吹出去，避免物料污染。
本实施例中，为进一步优化淬火质量，在所述步骤S05采用水箱和水泵对物料进行淬火，当物料下降至淬火区时，水箱迅速向淬火区注入2℃-8℃的淬火介质对物料进行淬火，6s-10s后开启水泵将淬火介质抽回水箱。
此外，多次实施例表明，在淬火介质为5℃，淬火时间为6s时，物料的淬火性能最优。
整体来说，该真空淬火方法可以广泛适用于航空航天中钛合金、铍青铜、镍基，钴基合金等的固溶处理，通过使用该真空淬火方法，可使物料从加热室1到淬火室3转移时间小于6s，可有效避免物料淬火过程不良相的析出，真空的工作室可以有效避免物料氧化情况，同时通过该种组合式淬火装置实施的真空淬火方法可以进行流水化作业，实现物料的连续大批量生产。
以上对本发明所提供的一种真空淬火方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种真空淬火方法，该真空淬火方法基于一种包含加热室、装料室和淬火室的真空淬火装置，其特征在于，包括步骤：
S01，开启装料室密封门，将物料放置于装料室内设的物料升降装置上，关闭装料室密封门，启动装料室上连接的真空抽取装置直至装料室内真空度达到规定设定值；
S02，关闭加热室密封门，启动加热室上连接的真空抽取装置直至加热室内真空度达到规定设定值；
S03，将装料室移动至加热室正下方，将加热室物料进出口与装料室物料进出口连接，开启装料室密封门和加热室密封门，启动装料室内设的物料升降装置将物料提升至加热室内，物料升降装置下降回装料室，加热室密封门关闭，加热室对物料进行加热；
S04，将装料室从加热室下方移开，将已抽取至规定真空度的淬火室移动至加热室正下方；
S05，将加热室物料进出口与淬火室物料进出口连接，开启加热室密封门和淬火室密封门，启动淬火室内设的物料升降装置将已完成加热的物料移动至淬火室内，关闭淬火室密封门，物料下降至淬火区，使用淬火介质对物料进行淬火；
S06，开启淬火室密封门，启动淬火室内设的物料升降装置将已完成淬火的物料移出淬火室。
2.根据权利要求1所述的真空淬火方法，其特征在于，在所述步骤S03采用接近开关对加热室物料进出口与装料室物料进出口连接进行控制，使加热室物料进出口与装料室物料进出口迅速对中后连接。
3.根据权利要求1所述的真空淬火方法，其特征在于，优选的，在所述步骤S05采用接近开关对加热室物料进出口与淬火室物料进出口连接进行控制，使加热室物料进出口与淬火室物料进出口迅速对中后连接。
4.根据权利要求1所述的真空淬火方法，其特征在于，在所述步骤S03中采用钼镧合金加热板对物料进行加热。
5.根据权利要求1所述的真空淬火方法，其特征在于，所述步骤S05之前还包括步骤：S050，排干淬火室内水分，用热风吹扫烘干淬火室，确保淬火室内无水雾。
6.根据权利要求1所述的真空淬火方法，其特征在于，在所述步骤S05采用水箱和水泵对物料进行淬火，当物料下降至淬火区时，水箱迅速向淬火区注入2℃-8℃的淬火介质对物料进行淬火，6s-10s后开启水泵将淬火介质抽回水箱。
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