CN106011407A - 一种适用于真空水冷热处理的淬火水槽 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于真空水冷热处理的淬火水槽，包括淬火水槽和真空水淬冷却室，淬火水槽包括双层外壳，淬火水槽设有抽真空装置，淬火水槽的上方设有工件吊框组件，淬火水槽内设有垂直滑轨，淬火水槽内在工件有效工作区的两侧分别设有上排喷嘴和中排喷嘴，在工件有效工作区的下部设有底部喷嘴，上排喷嘴、中排喷嘴和底部喷嘴通过进水管道与淬火水槽内置的潜水泵连接，上排喷嘴和中排喷嘴的进水管道上设有喷嘴控制阀，淬火水槽与真空水淬冷却室之间设有水环泵，淬火水槽内设有制冷循环装置。淬火水槽设有外置管道泵。能实现多维、多角度、多参数综合控制，解决了现有技术中存在的工件冷却不均匀、表面质量差、以及高速强烈淬火问题。

Description

一种适用于真空水冷热处理的淬火水槽
技术领域
本发明涉及一种真空条件下水冷热处理装置，尤其涉及一种适用于真空水冷热处理的淬火水槽。
背景技术
目前航空航天工业中的钛合金、铍青铜、精密合金、沉淀硬化不锈钢需要固溶处理，固溶处理是把合金加热至高温单相区恒温保持，使中间相充分溶解到固溶体中后保温并快速冷却至室温的过程。为了实现固溶处理中的快速冷却，必须采用淬火方法，淬火冷却有油淬和水淬两种方式，油淬时由于冷却能力及冷却速度不足，无法满足钛合金、铍青铜、精密合金、沉淀硬化不锈钢固溶后快速冷却要求，达不到淬火后工件的力学性能指标。因此航空航天工业中固溶处理快速冷却采用水淬方式，在真空条件下工件表面不会氧化，为了实现水淬快速冷却，必须有专用的水槽，能够控制循环冷却水的温度、压力、流向等重要参数。
在常压(一个大气压)状态下，实现加热、水淬冷却是很容易的，淬火水槽是开放式的，只需要搅拌循环装置即可。但是水淬冷却效果不理想，处理后工件表面颜色发暗、冷却不均匀，无法满足航空航天工业中的钛合金、铍青铜、精密合金、沉淀硬化不锈钢的热处理要求。随着工业技术的不断发展，对材料的性能要求更高，不仅仅要求在材料的物理、化学性能上，而且材料处理后表面要求光亮，减少二次加工，节省成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种能实现多维、多角度、多参数综合控制的适用于真空水冷热处理的淬火水槽。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，包括淬火水槽和真空水淬冷却室，所述淬火水槽包括双层外壳，所述淬火水槽设有抽真空装置，所述淬火水槽的上方设有工件吊框组件，所述淬火水槽内设有垂直滑轨，所述淬火水槽内在工件有效工作区的两侧分别设有上排喷嘴和中排喷嘴，在工件有效工作区的下部设有底部喷嘴，所述上排喷嘴、中排喷嘴和底部喷嘴通过进水管道与淬火水槽内置的潜水泵连接，所述上排喷嘴和中排喷嘴的进水管道上设有喷嘴控制阀，所述淬火水槽与真空水淬冷却室之间设有水环泵，所述淬火水槽内设有制冷循环装置。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，能实现多维、多角度、多参数综合控制，解决了现有技术中存在的工件冷却不均匀、表面质量差、以及高速强烈淬火问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的适用于真空水冷热处理的淬火水槽的端面结构示意图；
图2是本发明实施例真空水冷热处理特殊淬火水槽结构侧面剖视示意图；
图3是本发明实施例真空水冷热处理特殊淬火水槽俯视结构示意图(图)；
图4是本发明实施例真空水冷热处理特殊淬火水槽强烈淬火结构示意图；
零件明细：
1.淬火水槽双层外壳，2.上排喷嘴，3.中排喷嘴，4.底部喷嘴，5.喷嘴控制阀，6.淬火水槽，7.溢流阀，8.工件有效工作区，9.真空水淬冷却室，10.送取料机构，11.制冷循环装置，12.工件吊框组件，13.垂直滑轨，14.高速排列喷嘴，15.高效专用潜水泵，16.三区控温热电偶，17.喷嘴流量监控装置，18.水环泵，19.外置高效专用管道泵。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，其较佳的具体实施方式是：
包括淬火水槽和真空水淬冷却室，所述淬火水槽包括双层外壳，所述淬火水槽设有抽真空装置，所述淬火水槽的上方设有工件吊框组件，所述淬火水槽内设有垂直滑轨，所述淬火水槽内在工件有效工作区的两侧分别设有上排喷嘴和中排喷嘴，在工件有效工作区的下部设有底部喷嘴，所述上排喷嘴、中排喷嘴和底部喷嘴通过进水管道与淬火水槽内置的潜水泵连接，所述上排喷嘴和中排喷嘴的进水管道上设有喷嘴控制阀，所述淬火水槽与真空水淬冷却室之间设有水环泵，所述淬火水槽内设有制冷循环装置。
所述真空水淬冷却室设有溢流阀，该溢流阀的出口与淬火水槽连接
所述淬火水槽设有外置管道泵。
所述淬火水槽设有.三区控温热电偶和压力控制器。
该淬火水槽的冷却水温可根据要求冷却时在5℃～室温之间，水温加热可达95℃。
所述喷嘴设有流量监控装置。
本发明的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，解决了现有技术中存在的工件冷却不均匀、表面质量差、以及高速强烈淬火问题。
本发明的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，包括真空水冷室、淬火水槽、潜水泵抽水系统、管道及喷嘴系统、温度、流量、压力相关监测装置、以及配套的送取料机构安装、工件吊框组件、垂直滑轨、充放气系统。该特殊淬火水槽与真空加热室联合形成真空水淬热处理成套设备，可解决钛合金、铍青铜等特殊材料的真空固溶水冷处理以及低碳钢、低碳合金钢的高速强烈淬火问题。
需要固溶水冷处理的工件，在真空加热保温结束后，在送取料机构的协助下，进入真空水冷室，在极短时间通过吊框沿垂直导轨进入淬火水槽。淬火水槽在冷却之前，提前启动制冷系统，通过外置冷水机、淬火水槽中铜冷却管道、制冷剂，使得水温保持在5℃到室温之间，满足淬火水温要求。淬火水槽铜冷却管道设置成”U“型，外加搅拌风扇搅动，保持水槽水温均匀，在三区控温监控中，上区、中区、下区的水温均匀性偏差±0.5℃，而且铜冷却管道设计新颖，有搅拌风扇搅动，不易在管道表面结霜，延长了制冷系统的使用寿命。淬火水槽抽水系统有两种方式，一种是潜水泵内置于淬火水槽中，通过管道及喷嘴实现普通真空水冷处理，另一种是潜水泵外置于真空水冷室外，通过达功率潜水泵把冷却水高速喷向待冷却的工件，喷嘴出口水流速可达8m/s,可实现高速强烈淬火工艺。喷嘴系统形成多角度、多高度、多方位冷却，
喷嘴位置设置在上层、中层、底部，不同部位的喷嘴速度可单独控制监控，上层部位喷嘴，通过阀控喷嘴孔大小，实现水的不同喷速，对待冷却工件刚进入淬火水槽水面时，实施了高效的真空水冷，减少水蒸汽对冷却的不利影响，保证冷却工件表面颜色，另外中部、底部的喷嘴可对工件形成综合冷却，保证冷却的均匀性。
本发明提供的淬火水槽装置结构新颖，运行稳定，功能先进，能达到工件固溶处理真空水淬热处理的技术要求。该种特殊淬火水槽适用于钛合金、铍青铜等材料固溶、真空水冷热处理，也适用于低碳钢或低碳合金钢的强烈淬火冷却工艺。
具体实施例：
如图1所示，真空水冷热处理特殊淬火水槽结构示意图中淬火水槽双层外壳1，为真空水冷室外壳，采用双层不锈钢组成，中间夹加强筋，保证水槽的强度，视图中间的方框部分为工件在热室与水冷室之间传递的中间闸阀门，由气缸驱动，保证密封，防止水蒸汽进入加热室，对加热室造成污染。工件真空加热保温结束后，通过中间闸阀门，在送取料机构的拖动下快速进入真空水冷室，此时中间闸阀门落下关严，真空水冷室快速冲入高纯氮气(或其他惰性气体)，开始真空水冷工艺。工件沿垂直滑轨进入淬火水槽，此时上排喷嘴2与中排喷嘴3把冷却水高速喷向工件表面，同时底部喷嘴也开始作用，多方位、多角度冷却，达到工件迅速冷却的目的。上排喷嘴2与中排喷嘴3由阀控制喷嘴大小，可控制水流速、流量。淬火水槽6内部形成冷却水循环系统，可实习持续冷却，冷却水槽设置有溢流槽，当水面超过溢流槽时，自动打开溢流阀7，使冷却水通过管道流入淬火水槽。图1中8为工件有效工作区，冷却工件置于料盘上或料筐中，箭头所指为冷却水流向。
如图2所示，真空水冷热处理特殊淬火水槽结构示意图(正视图)，图中制冷循环装置3
为“U”型铜管，内部有制冷剂，在外部冷水机作用下，冷却淬火水槽中循环水。高效专用潜水泵15为内置方式，放置淬火水槽中，不会生锈，运行平稳可靠。
如图3所示，真空水冷热处理特殊淬火水槽结构示意图(俯视图)，此图中可以看到各个部件在淬火水槽中的布置方式，真空水冷室及淬火水槽通过水环泵18抽空，达到工作真空度。
如图4所示，真空水冷热处理特殊淬火水槽高速强烈淬火结构示意图，此图中外置高效专用管道泵6，通过管道泵外置，选取大功率，通过管道与淬火水槽连通，使得喷嘴出口处水流速度大，达到高速强烈淬火目的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种适用于真空水冷热处理的淬火水槽，其特征在于，包括淬火水槽和真空水淬冷却室，所述淬火水槽包括双层外壳，所述淬火水槽设有抽真空装置，所述淬火水槽的上方设有工件吊框组件，所述淬火水槽内设有垂直滑轨，所述淬火水槽内在工件有效工作区的两侧分别设有上排喷嘴和中排喷嘴，在工件有效工作区的下部设有底部喷嘴，所述上排喷嘴、中排喷嘴和底部喷嘴通过进水管道与淬火水槽内置的潜水泵连接，所述上排喷嘴和中排喷嘴的进水管道上设有喷嘴控制阀，所述淬火水槽与真空水淬冷却室之间设有水环泵，所述淬火水槽内设有制冷循环装置。
2.根据权利要求1所述的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，其特征在于，所述真空水淬冷却室设有溢流阀，该溢流阀的出口与淬火水槽连接。
3.根据权利要求2所述的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，其特征在于，所述淬火水槽设有外置管道泵。
4.根据权利要求3所述的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，其特征在于，所述淬火水槽设有.三区控温热电偶和压力控制器。
5.根据权利要求4所述的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，其特征在于，该淬火水槽的冷却时水温在5℃～室温之间，而且也可加热升温至95℃。
6.根据权利要求5所述的适用于真空水冷热处理的淬火水槽，其特征在于，所述喷嘴设有流量监控装置。
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