CN104975155A - 高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机，包括过道室及两两对称分布在过道室两端的物料装卸室、深冷处理室与高压气淬室、离子渗氮室，所述过道室内设有轨道及运料小车，轨道上还安装有限位开关，储气罐上的进气口依次与单向阀、空气压缩机、二位三通电磁换向阀A、及真空泵电磁阀I串接，出气口与截止阀A、二位三通换向阀B依次连接，在储气罐上还安装有减压阀A；液氮罐上具有一液氮排放口，该液氮排放口依次与截止阀B、截止阀C及储气罐的进气口相连，在液氮罐上还安装有减压阀B。本发明的优点在于：合理安排了多工艺的设备安置，减少了工艺之间转换时间，降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机

技术领域

本发明涉及金属材料热处理设备领域，特别涉及一种高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机。

背景技术

    真空高压气淬是对金属材料耐磨性、疲劳强度等性能提升的一种淬火工艺，它淬火均匀性好，变形小，工件表面质量好，无氧化，无增碳，淬火强度可控性好，冷却速度能通过改变气体压力和流速进行控制，生产效率高。目前已有较多有关真空高压气淬设备的专利。深冷技术是将淬火后的金属材料冷却至远低于室温的温度，促使常规热处理后所存在的残余奥氏体进一步转化为马氏体，改善和细化组织机构。目前国内深冷处理设备研发工作进展很快，已经取得了快速发展。离子渗氮具有渗氮速度快、渗层性能好、节能环保等优点, 能有效提高钢铁等金属零件的耐磨性、疲劳强度、抗蚀性及抗烧伤性等性能, 在现代制造业中得到了广泛应用。但是目前我们需要这三项工艺组合处理时面临以下问题：第一：三项工艺均是独立进行，中间耗时过久，对材料性能的提升带来不利影响。第二：三种工艺联合需要人工操作较多，容易出现失误，降低生产效率。第三：三种工艺均采用了真空环境和氮气处理介质，若独立进行，需要多套设备和多余氮气介质，增加了成本，造成了浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机，可以很好的解决三种工艺不连贯、真空设备重复和介质源重复浪费问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机，其创新点在于：包括过道室、物料装卸室、高压气淬室、离子渗氮室、深冷处理室、储气罐及液氮罐；

所述物料装卸室、深冷处理室及高压气淬室、离子渗氮室两两对称呈矩形状分布在过道室的两端，其中，物料装卸室与高压气淬室位于过道室的同一端，深冷处理室与离子渗氮室位于过道室的另一端；

所述过道室内设有与物料装卸室、深冷处理室、高压气淬室、离子渗氮室相连通的呈工字形的轨道，在轨道上具有一与之配合使用的运料小车，在轨道上还安装有限位开关，在过道室的外壁上还安装有电磁阀I与气压表I；

所述储气罐上具有一出气口、一进气口，其中，进气口与电磁阀I相连接，在进气口与电磁阀I之间还依次串接有单向阀、空气压缩机、二位三通电磁换向阀A及真空泵，出气口与截止阀A、二位三通换向阀B依次连接，在储气罐上还安装有减压阀A；

所述液氮罐上具有一液氮排放口，该液氮排放口与储气罐的进气口相连，在液氮排放口与进气口之间还依次设置有截止阀B、截止阀C，在液氮罐上还安装有减压阀B。

进一步的，所述物料装卸室内设有放料台A，在装料装卸室的两端端具有一与过道室相通的进料口A、一出料口，在进料口A与出料口上分别安装有启封门A、启封门E，在启封门A上设有一电磁阀A，在物料装卸室的外侧壁上还安装有电磁阀E与气压表A。

进一步的，所述高压气淬室设有放料台B，在高压气淬室的端部具有一与过道室相通的进料口B，在进料口B上安装有启封门B，在高压气淬室与进料口B相对的一侧的侧壁上还安装有风机B，在启封门B上设有一电磁阀B，在高压气淬室的外侧壁上还安装有电磁阀F与气压表B，电磁阀F与二位三通换向阀B相连。

进一步的，所述深冷处理室设有放料台C，在深冷处理室的端部具有一与过道室相通的进料口C，在进料口C上安装有启封门C，在深冷处理室与进料口C相对的一侧的侧壁上还安装有风机C，在启封门C上设有一电磁阀C，在深冷处理室的外侧壁上还安装有电磁阀G与气压表C，电磁阀G与液氮排放口相连，电磁阀G与液氮排放口之间还设置有截止阀D。

进一步的，所述离子渗氮室设有放料台D，在离子渗氮室的端部具有一与过道室相通的进料口D，在进料口D上安装有启封门D，在离子渗氮室与进料口D相对的一侧的侧壁上还安装有风机D，在启封门D上设有一电磁阀D，在离子渗氮室的外侧壁上还安装有电磁阀H与气压表D，电磁阀H与二位三通换向阀B相连。

本发明的优点在于：通过过道室以及高压气淬室、离子渗氮室、深冷处理室上的设置的进料口、启封以及安装在启封门上电磁阀可以实现三种工艺既独立又联合，便于工艺人员合理安排工艺顺序，节省工艺时间，提高生产效率。

本发明中，三种工艺共享一套真空处理设备，循环利用氮气等功能，降低生产成本。

整体设备可采用计算机控制系统，从而实现自动化控制，减少人工失误，提高人身安全，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机的示意图。

图2为图1的后视图。

图3为图1的正视图。

图4为本发明的二位三通换向阀的示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示的示意图可知，本发明的高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机包括过道室25、物料装卸室4、高压气淬室1、离子渗氮室29、深冷处理室32、储气罐16及液氮罐20。

物料装卸室4、深冷处理室32及高压气淬室1、离子渗氮室29两两对称呈矩形状分布在过道室25的两端，其中，物料装卸室4与高压气淬室1位于过道室25的同一端，深冷处理室32与离子渗氮室29位于过道室25的另一端。

如图3所示的示意图可知，在物料装卸室4内设有放料台A42，在装料装卸室4的两端端具有一与过道室25相通的进料口A、一出料口，在进料口A与出料口上分别安装有启封门A43、启封门E41，在启封门A43上设有一电磁阀A44，在物料装卸室4的外侧壁上还安装有电磁阀E7与气压表A6。

在离子渗氮室29设有放料台D47，在离子渗氮室29的端部具有一与过道室25相通的进料口D，在进料口D上安装有启封门D46，在离子渗氮室29与进料口D相对的一侧的侧壁上还安装有风机D48，在启封门D46上设有一电磁阀D45，在离子渗氮室29的外侧壁上还安装有电磁阀H28与气压表D27。

如图2所示的示意图可知，在高压气淬室1内设有放料台B34，在高压气淬室1的端部具有一与过道室25相通的进料口B，在进料口B上安装有启封门B35，在高压气淬室1于进料口B相对的一侧的侧壁上还安装有风机B33，在启封门B35上设有一电磁阀B36，在高压气淬室1的外侧壁上还安装有电磁阀F3与气压表B2。

在深冷处理室32设有放料台C39，在深冷处理室32的端部具有一与过道室25相通的进料口C，在进料口C上安装有启封门C38，在深冷处理室32与进料口C相对的一侧的侧壁上还安装有风机C40，在启封门C38上设有一电磁阀C37，在深冷处理室32的外侧壁上还安装有电磁阀G31与气压表C30。

在过道室25内设有与物料装卸室4、深冷处理室32、高压气淬室1、离子渗氮室29相连通的呈工字形的轨道5，在轨道5上具有一与之配合使用的运料小车26，在轨道5上还安装有限位开关，通过限位开关的设置，可以方便运料小车26进行转向以及装卸料，在过道室25的外壁上还安装有电磁阀I23与气压表I24。

在储气罐16上具有一出气口14、一进气口15，其中，进气口15与电磁阀I23相连接，在进气口15与电磁阀I23之间还依次串接有单向阀10、空气压缩机9、二位三通电磁换向阀A8及真空泵22，二位三通电磁换向阀A8结构如图4所示，二位三通电磁换向阀A8的a通道与真空泵22相连接，二位三通电磁换向阀A8的c通道与空气压缩机9相连接，出气口14与截止阀A12、二位三通换向阀B11依次连接，二位三通电磁换向阀B11结构如图4所示，二位三通换向阀B11的a通道与截止阀A12相连，二位三通换向阀B11的b通道与电磁阀F3相连，二位三通换向阀B11的c通道与电磁阀H28相连，在储气罐16上还安装有减压阀A13。

在液氮罐20上具有一液氮排放口19，该液氮排放口19与储气罐16的进气口15相连，在液氮排放口19与进气口15之间还依次设置有截止阀B18、截止阀C17，在液氮罐20上还安装有减压阀B，液氮排放口19还与电磁阀G31相连，在电磁阀G31与液氮排放口19之间还设置有截止阀D21。

工作原理：

气源检查：检查液氮罐20内的液氮是否充分，开启截止阀A12、截止阀B18、截止阀C17、截止阀D21，并观察储气罐16上的减压阀A13的压力表示数，当压力达到工作要求时，关闭截止阀B18、截止阀C17。

初次装载物料：

启动装置，确保所有气压表都为大气压力，所有启封门均为打开，如果不能满足条件，则打开电磁阀A44、电磁阀B36、电磁阀C37、电磁阀D45、电磁阀E7，使气压表A6、气压表B2、气压表C30、气压表D27及气压表I24示数相同，打开启封门A43、启封门E41、启封门B35、启封门C38及启封门D46，关闭电磁阀A44、电磁阀B36、电磁阀C37、电磁阀D45、电磁阀E7，把盛有工件的运料小车26置于轨道5上，关闭启封门E41使二位三通换向阀A8至于一位，打开真空泵22，打开电磁阀I23，对物料装卸室4、高压气淬室1、离子渗氮室29、深冷处理室32及过道室25进行抽真空，当真空度达到工艺要求时，关闭电磁阀I23，关闭真空泵22，自动控制运料小车26行驶出物料装卸室4于过道室25停靠，关闭启封门A43。

高压气淬：

自动控制运料小车26行驶至高压气淬室1，卸下工件于放料台B34，运料小车26驶出高压气淬室1于过道室25停靠，关闭启封门B35，当开始气淬时，控制电磁阀F3的开合状态，使储气罐16的氮气进入，满足工艺要求，打开风机B33，促使氮气分布均匀，气淬结束时，关闭电动阀F3，打开电磁阀B36，使气压表B2与气压表I24示数相同，即高压气淬室1与过道室25气压相同，关闭电磁阀B36，打开启封门B35，使二位三通换向阀A8至于二位，打开电磁阀I23，打开真空泵22，打开空气压缩机9，使高压气淬室1的氮气通过单向阀10回到储气罐16中；当真空度达到工艺要求时，关闭电磁阀I23，关闭空气压缩机9，关闭真空泵22。自动控制运料小车26行驶入高压气淬室1，装载工件，运料小车26驶出高压气淬室1于过道室25停靠。

深冷处理：

进入深冷处理室32，卸下工件于放料台C39，运料小车26驶出深冷处理室32于过道室25停靠，关闭启封门C38，当深冷开始时，控制电动阀G31的开合状态，使液氮罐20的液氮进入，满足工艺要求，打开风机C40，促使汽化的氮气分布均匀，深冷结束，关闭电动阀G31，打开电磁阀C37，使气压表C30与气压表I24示数相同，即深冷处理室32与过道室25气压相同，关闭电磁阀C37，打开启封门C38，使二位三通换向阀A8至于二位，打开电磁阀I23，打开真空泵22，打开空气压缩机9，使深冷处理室32的氮气通过单向阀10回到储气罐16中；当真空度达到工艺要求时，关闭电磁阀I23，关闭空气压缩机9，关闭真空泵22。自动控制运料小车26行驶入深冷处理室32，装载工件，运料小车26驶出深冷处理室26于过道室25停靠。

离子渗氮：

进入离子渗氮室29，卸下工件于放料台D47，运料小车26驶出离子渗氮室29于过道室25停靠，关闭启封门D46，当离子渗氮开始时，控制电动阀H28的开合状态，使储气罐16的氮气进入，满足工艺要求，打开风机D48，促使氮气分布均匀，当离子渗氮结束，关闭电动阀H28，打开电磁阀D45，使气压表D27与气压表I24示数相同，即离子渗氮室29与过道室25气压相同，关闭电磁阀D45，打开启封门D46，使二位三通换向阀A8至于二位，打开电磁阀I23，打开真空泵22，使离子渗氮室29的氮气进入大气当中。当真空度达到工艺要求时，关闭电磁阀I23，关闭真空泵22。自动控制运料小车26行驶入离子渗氮室29，装载工件，运料小车26驶出离子渗氮室29于过道室25停靠。

卸载物料：

运料小车26行至物料装卸室4前停止，打开电磁阀A44，使气压表A6与气压表I24示数相同，即物料装卸室4与过道室25气压相同，关闭电磁阀A44，打开启封门A43，自动控制运料小车26行驶入物料装卸室4，关闭启封门A43。打开物料装卸室4的电磁阀E7，使气压表A6显示为大气压即物料装卸室4气压为大气压，关闭电磁阀E7，打开启封门E41，把盛有工件的运料车26取出。

二次放料：

把盛有工件的运料车26置于轨道上，关闭启封门E41打开电磁阀A44，使气压表A6与气压表I24示数相同，即物料装卸室4与过道室25气压相同，关闭电磁阀A44，打开启封门A43，使二位三通换向阀A8至于一位，打开真空泵22，打开电磁阀I23，对待使用的处理室和过道室抽真空。当真空度达到工艺要求时，关闭电磁阀I23，关闭真空泵22，自动控制运料小车26行驶出物料装卸室4于过道室25停靠，关闭启封门43。

自动控制运料小车26行驶至所需工艺对应的处理室，进行相应工艺处理。

  本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机，其特征在于：包括过道室、物料装卸室、高压气淬室、离子渗氮室、深冷处理室、储气罐及液氮罐；

所述物料装卸室、深冷处理室及高压气淬室、离子渗氮室两两对称呈矩形状分布在过道室的两端，其中，物料装卸室与高压气淬室位于过道室的同一端，深冷处理室与离子渗氮室位于过道室的另一端；

所述过道室内设有与物料装卸室、深冷处理室、高压气淬室、离子渗氮室相连通的呈工字形的轨道，在轨道上具有一与之配合使用的运料小车，在轨道上还安装有限位开关，在过道室的外壁上还安装有电磁阀I与气压表I；

所述储气罐上具有一出气口、一进气口，其中，进气口与电磁阀I相连接，在进气口与电磁阀I之间还依次串接有单向阀、空气压缩机、二位三通电磁换向阀A及真空泵，出气口与截止阀A、二位三通换向阀B依次连接，在储气罐上还安装有减压阀A；

所述液氮罐上具有一液氮排放口，该液氮排放口与储气罐的进气口相连，在液氮排放口与进气口之间还依次设置有截止阀B、截止阀C，在液氮罐上还安装有减压阀B。

2.根据权利要求1所述的高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机，其特征在于：所述物料装卸室内设有放料台A，在装料装卸室的两端端具有一与过道室相通的进料口A、一出料口，在进料口A与出料口上分别安装有启封门A、启封门E，在启封门A上设有一电磁阀A，在物料装卸室的外侧壁上还安装有电磁阀E与气压表A。

3.根据权利要求1所述的高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机，其特征在于：所述高压气淬室设有放料台B，在高压气淬室的端部具有一与过道室相通的进料口B，在进料口B上安装有启封门B，在高压气淬室与进料口B相对的一侧的侧壁上还安装有风机B，在启封门B上设有一电磁阀B，在高压气淬室的外侧壁上还安装有电磁阀F与气压表B，电磁阀F与二位三通换向阀B相连。

4.根据权利要求1所述的高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机，其特征在于：所述深冷处理室设有放料台C，在深冷处理室的端部具有一与过道室相通的进料口C，在进料口C上安装有启封门C，在深冷处理室与进料口C相对的一侧的侧壁上还安装有风机C，在启封门C上设有一电磁阀C，在深冷处理室的外侧壁上还安装有电磁阀G与气压表C，电磁阀G与液氮排放口相连，电磁阀G与液氮排放口之间还设置有截止阀D。

5.根据权利要求1所述的高压气淬、深冷处理和离子渗氮处理真空氮气循环一体机，其特征在于：所述离子渗氮室设有放料台D，在离子渗氮室的端部具有一与过道室相通的进料口D，在进料口D上安装有启封门D，在离子渗氮室与进料口D相对的一侧的侧壁上还安装有风机D，在启封门D上设有一电磁阀D，在离子渗氮室的外侧壁上还安装有电磁阀H与气压表D，电磁阀H与二位三通换向阀B相连。