CN109604621A - 一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，包括安装壳体、导轨、升降调节机构、加热机构、真空机构、加料机构、淬火机构；本发明中可以通过调节驱动轮使加热炉随放料套管下料口的位置上下移动，实现不同金属粉体材料在不同自由程下的淬火工艺；通过上下移动阀芯来控制放料套管的开口度，开口度的大小决定金属液滴的尺寸，不同尺寸的金属液滴在落入冷水/油后的的形貌存在差异，同时通过开口的持续时间来控制流出量的多少；本方案中的金属粉体在整个淬火工艺过程中，全程存放于保护气氛下，不存在氧化的可能性，不存在拆装法兰的步骤，操作简单方便；放料套管可加入的金属粉体量较多，同时金属液体尺寸也易于控制。
Description
技术领域
本发明涉及气氛淬火炉技术领域，尤其涉及一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉。
背景技术
常规气氛保护下的淬火炉，结构复杂、操作繁琐，无法有效地解决粉体材料的熔融淬火难题。在明确金属液体的不同自由落程后，通过一人上提加热炉体，一人固定旋转螺钉来保证自由程，需要两人配合方可继续实验，操作繁琐，上提下卸加热炉时存在安全隐患。在实现淬火工艺时，需拆卸上、下法兰后，在金属放入冷水的过程由于暴露在空气中存在氧化的现象，对实验结果存在误导性，且操作较为繁琐；通过吊烧石英坩埚来方便实现后续的淬火工艺，固定管径内的石英坩埚内装入粉体的量有限，且在淬火时石英坩埚放入冷水中的金属液体尺寸控制较为困难，金属液体的尺寸、流出量的多少无法得到准确控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，在明确金属液体的不同自由落程后，通过调节驱动轮使加热炉随放料套管下料口的位置上下移动，实现不同金属粉体材料在不同自由程下的淬火工艺；通过上下移动阀芯来控制放料套管的开口度来调节金属液滴的尺寸，从而控制不同尺寸的金属液滴在落入冷水/油后的的形貌，同时通过开口的持续时间来控制流出量的多少；本方案中的金属粉体在整个淬火工艺过程中，全程存放于保护气氛下，不存在氧化的可能性，不存在拆装法兰的步骤，操作简单方便；吊烧石英坩埚装入粉体的量有限，且在淬火时无法控制金属液体的尺寸，本方案中的加料套筒可加入的金属粉体量较多，同时金属液体尺寸也易于控制，该淬火炉结构简单，操作方便，有效地解决粉体材料的熔融淬火难题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，包括安装壳体、导轨、升降调节机构、加热机构、真空机构、加料机构、淬火机构；
所述导轨纵向安装于安装壳体上，所述加热机构包括加热炉和测温热电偶，所述加热机构通过导轨固定在安装壳体上；
所述升降调节机构包括驱动轮、牵引绳和定滑轮，所述驱动轮设置在安装壳体的背面，所述牵引绳的一端与驱动轮连接，另一端穿过安装壳体并与加热机构连接，所述定滑轮的个数为两个，两个所述定滑轮分别设置安装壳体前后面的上部，所述牵引绳套设于定滑轮上；
所述加料机构包括加料口、放料套管和阀芯，所述加料口用于往放料套管内加金属粉末，所述加料机构内嵌于外管内，且所述加料口和放料套管呈上、下分布；
所述真空机构包括外管、螺旋法兰、中间法兰和冷却罐，所述外管的上端连接螺旋法兰，且所述外管竖穿中间法兰后其下端与冷却罐上的下法兰接口连接，所述外管设置于加热炉的内侧，所述中间法兰安装在安装壳体的顶部，所述螺旋法兰的内侧固定有单端封口的阀芯；
所述淬火机构包括进气口、出气口、冷却罐及盖板，所述淬火机构设于安装壳体的底座处，所述冷却罐设于控制面板的上方，所述盖板设于冷却罐的上方，所述进气口安装在中间法兰处，所述出气口安装在冷却罐顶部。
进一步在于，所述外管和阀芯均为石英材料构成。
进一步在于，所述测温热电偶设置于阀芯的中心处，且所述测温热电偶的头部位于阀芯的上方。
进一步在于，所述外管的上端设置有外螺纹，所述外管与螺旋法兰螺纹连接。
进一步在于，所述控制面板安装于安装壳体的底座上，所述控制面板与加热炉电性连接。
进一步在于，该淬火炉的具体工作步骤为：
步骤一：手动盖上并紧固冷却罐的盖板，通过旋转拧松中间法兰，整体竖直拔出放料套管，放料套管连同螺旋法兰、阀芯、测温热电偶被整体移出；
步骤二：通过加料口向放料套管内加入定量的金属粉末后，整体下插放料套管使加料口距离冷却罐液面目标距离后拧紧中间法兰；
步骤三：通过操作驱动轮手动调节加热炉温区的中心位置与放料套管的加料口重合，手动打开进气口、出气口并通入惰性气体确保排净空气；
步骤四：操作控制面板对加热炉进行程序升温，金属粉体在经过加热炉加热至目标温度热熔；
步骤五：手动旋转拧松螺旋法兰，手动拉拔单端封口的阀芯，通过拉拔调整加料口的开口来控制熔融金属液滴的大小，熔融金属液滴在自由落入盛有水/油的冷却罐中实现淬火工艺，延长拉拔时间来控制熔融液体的流出量，待流空熔融液体后，依次关闭进气口、出气口，手动打开冷却罐的盖板收集样品。
本发明的有益效果：
本发明中的升降调节机构中，通过手动调节驱动轮带动牵引绳在定滑轮的固定转向下牵引加热炉，加热炉在安装壳体上的导轨平面上下移动，在明确金属液体的不同自由落程后，通过调节驱动轮使加热炉随放料套管下料口的位置上下移动，实现不同金属粉体材料在不同自由程下的淬火工艺；
在阀芯调节放料时，通过上下移动阀芯来控制放料套管的开口度，开口度的大小决定金属液滴的尺寸，不同尺寸的金属液滴在落入冷水/油后的的形貌存在差异，同时通过开口的持续时间来控制流出量的多少；
本方案中的金属粉体在整个淬火工艺过程中，全程存放于保护气氛下，不存在氧化的可能性，不存在拆装法兰的步骤，操作简单方便；
本方案中的放料套管可加入的金属粉体量较多，同时金属液体尺寸也易于控制；
本发明中自由升降的自重力金属预熔淬火炉，结构简单，操作方便，有效地解决粉体材料的熔融淬火难题。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉的结构左视图；
图2为图1中A的放大图；
图3为图1中B的放大图。
图中：1、导轨；2、驱动轮；3、牵引绳；4、定滑轮；5、进气口；6、测温热电偶；7、阀芯；8、螺旋法兰；9、中间法兰；10、加料口；11、加热炉；12、放料套管；13、外管；14、出气口；15、盖板；16、冷却罐；17、控制面板；18、安装壳体。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，包括安装壳体18、导轨1、升降调节机构、加热机构、真空机构、加料机构、淬火机构；
所述导轨1纵向安装于安装壳体18上，所述加热机构包括加热炉11和测温热电偶6，所述加热机构通过导轨1固定在安装壳体18上，并通过驱动轮2实现加热机构的升降；
所述升降调节机构包括驱动轮2、牵引绳3和定滑轮4，所述驱动轮2设置在安装壳体18的背面，所述牵引绳3的一端与驱动轮2连接，另一端穿过安装壳体18并与加热机构连接，所述定滑轮4的个数为两个，两个所述定滑轮4分别设置安装壳体18前后面的上部，所述牵引绳3套设于定滑轮4上；
所述加料机构包括加料口10、放料套管12和阀芯7，所述加料口10用于往放料套管12内加金属粉末，通过上下移动所述阀芯7来控制粉料的下落预热，所述加料机构内嵌于外管13内，且所述加料口10和放料套管12呈上、下分布；
所述真空机构包括外管13、螺旋法兰8、中间法兰9和冷却罐16，所述外管13的上端连接螺旋法兰8，且所述外管13竖穿中间法兰9后其下端与冷却罐16上的下法兰接口连接，所述外管13设置于加热炉11的内侧，中间法兰9安装在安装壳体18的顶部，所述螺旋法兰8的内侧固定有单端封口的阀芯7；
所述淬火机构包括进气口5、出气口14、冷却罐16及盖板15，通过启闭所述盖板15来实现冷却罐16的取样、密封，所述淬火机构设于安装壳体18的底座处，所述冷却罐16设于控制面板17的上方，所述盖板15设于冷却罐16的上方，所述进气口5安装在中间法兰9处，所述出气口14安装在冷却罐16顶部。
所述外管13和阀芯7均为石英材料构成，所述测温热电偶6设置于阀芯7的中心处，且所述测温热电偶6的头部位于阀芯7的上方，所述外管13的上端设置有外螺纹，所述外管13与螺旋法兰8螺纹连接，所述控制面板17安装于安装壳体18的底座上，所述控制面板17与加热炉11电性连接。
该淬火炉的具体工作步骤为：
步骤一：手动盖上并紧固冷却罐16的盖板15，通过旋转拧松中间法兰9，整体竖直拔出放料套管12，放料套管12连同螺旋法兰8、阀芯7、测温热电偶6被整体移出；
步骤二：通过加料口10向放料套管12内加入定量的金属粉末后，整体下插放料套管12使加料口10距离冷却罐16液面目标距离后拧紧中间法兰9；
步骤三：通过操作驱动轮2手动调节加热炉11温区的中心位置与放料套管12的加料口10重合，手动打开进气口5、出气口14并通入惰性气体确保排净空气；
步骤四：操作控制面板17对加热炉11进行程序升温，金属粉体在经过加热炉11加热至目标温度热熔；
步骤五：手动旋转拧松螺旋法兰8，手动拉拔单端封口的阀芯7，通过拉拔调整加料口10的开口来控制熔融金属液滴的大小，熔融金属液滴在自由落入盛有水/油的冷却罐16中实现淬火工艺，延长拉拔时间来控制熔融液体的流出量，待流空熔融液体后，依次关闭进气口5、出气口14，手动打开冷却罐16的盖板15收集样品。
实施例一：
手动紧固装水的冷却罐16的盖板15；拧松中间法兰9整体拔出放料套管12，向放料套管12内加入100g硬铝粉末后，整体下插使加料口10距离水面50cm后拧紧中间法兰9；手动调节加热炉11的中心位置与锥形的加料口10重合；手动打开进气口5和出气口14，并持续通入Ar，排净空气后进行程序升温；待加热至650℃热熔后；手动拉拔阀芯7来控制熔融金属液滴的大小，熔融金属液滴自由落入冷却罐16中实现淬火工艺，持续1min使金属液体全部流出；依次关闭进气口5和出气口14，手动打开盖板15并收集样品。
本发明中的升降调节机构中，通过手动调节驱动轮2带动牵引绳3在定滑轮4的固定转向下牵引加热炉11，加热炉11在安装壳体18上的导轨1平面上下移动，在明确金属液体的不同自由落程后，通过调节驱动轮2使加热炉11随放料套管12下料口的位置上下移动，实现不同金属粉体材料在不同自由程下的淬火工艺；
在阀芯7调节放料时，通过上下移动阀芯7来控制放料套管12的开口度，开口度的大小决定金属液滴的尺寸，不同尺寸的金属液滴在落入冷水/油后的的形貌存在差异，同时通过开口的持续时间来控制流出量的多少；
常规气氛保护下的淬火炉，在实现淬火工艺时，需拆卸上、下法兰后，在金属放入冷水的过程由于暴露在空气中存在氧化的现象，对实验结果存在误导性，本方案中的金属粉体在整个淬火工艺过程中，全程存放于保护气氛下，不存在氧化的可能性，不存在拆装法兰的步骤，操作简单方便；
常规工艺中通过吊烧石英坩埚来方便实现后续的淬火工艺，固定管径内的石英坩埚内装入粉体的量有限，且在淬火时无法控制金属液体的尺寸，本方案中的放料套管12可加入的金属粉体量较多，同时金属液体尺寸也易于控制；
本发明中自由升降的自重力金属预熔淬火炉，结构简单，操作方便，有效地解决粉体材料的熔融淬火难题。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，其特征在于，包括安装壳体(18)、导轨(1)、升降调节机构、加热机构、真空机构、加料机构、淬火机构；
所述导轨(1)纵向安装于安装壳体(18)上，所述加热机构包括加热炉(11)和测温热电偶(6)，所述加热机构通过导轨(1)固定在安装壳体(18)上；
所述升降调节机构包括驱动轮(2)、牵引绳(3)和定滑轮(4)，所述驱动轮(2)设置在安装壳体(18)的背面，所述牵引绳(3)的一端与驱动轮(2)连接，另一端穿过安装壳体(18)并与加热机构连接，所述定滑轮(4)的个数为两个，两个所述定滑轮(4)分别设置安装壳体(18)前后面的上部，所述牵引绳(3)套设于定滑轮(4)上；
所述加料机构包括加料口(10)、放料套管(12)和阀芯(7)，所述加料口(10)用于往放料套管(12)内加金属粉末，所述加料机构内嵌于外管(13)内，且所述加料口(10)和放料套管(12)呈上、下分布；
所述真空机构包括外管(13)、螺旋法兰(8)、中间法兰(9)和冷却罐(16)，所述外管(13)的上端连接螺旋法兰(8)，且所述外管(13)竖穿中间法兰(9)后其下端与冷却罐(16)上的下法兰接口连接，所述外管(13)设置于加热炉(11)的内侧，所述中间法兰(9)安装在安装壳体(18)的顶部，所述螺旋法兰(8)的内侧固定有单端封口的阀芯(7)；
所述淬火机构包括进气口(5)、出气口(14)、冷却罐(16)及盖板(15)，所述淬火机构设于安装壳体(18)的底座处，所述冷却罐(16)设于控制面板(17)的上方，所述盖板(15)设于冷却罐(16)的上方，所述进气口(5)安装在中间法兰(9)处，所述出气口(14)安装在冷却罐(16)顶部。
2.根据权利要求1所述的一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，其特征在于，所述外管(13)和阀芯(7)均为石英材料构成。
3.根据权利要求1所述的一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，其特征在于，所述测温热电偶(6)设置于阀芯(7)的中心处，且所述测温热电偶(6)的头部位于阀芯(7)的上方。
4.根据权利要求1所述的一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，其特征在于，所述外管(13)的上端设置有外螺纹，所述外管(13)与螺旋法兰(8)螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，其特征在于，所述控制面板(17)安装于安装壳体(18)的底座上，所述控制面板(17)与加热炉(11)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种可以自由升降的自重力金属预熔淬火炉，其特征在于，该淬火炉的具体工作步骤为：
步骤一：手动盖上并紧固冷却罐(16)的盖板(15)，通过旋转拧松中间法兰(9)，整体竖直拔出放料套管(12)，放料套管(12)连同螺旋法兰(8)、阀芯(7)、测温热电偶(6)被整体移出；
步骤二：通过加料口(10)向放料套管(12)内加入定量的金属粉末后，整体下插放料套管(12)使加料口(10)距离冷却罐(16)液面目标距离后拧紧中间法兰(9)；
步骤三：通过操作驱动轮(2)手动调节加热炉(11)温区的中心位置与放料套管(12)的加料口(10)重合，手动打开进气口(5)、出气口(14)并通入惰性气体确保排净空气；
步骤四：操作控制面板(17)对加热炉(11)进行程序升温，金属粉体在经过加热炉(11)加热至目标温度热熔；
步骤五：手动旋转拧松螺旋法兰(8)，手动拉拔单端封口的阀芯(7)，通过拉拔调整加料口(10)的开口来控制熔融金属液滴的大小，熔融金属液滴在自由落入盛有水/油的冷却罐(16)中实现淬火工艺，延长拉拔时间来控制熔融液体的流出量，待流空熔融液体后，依次关闭进气口(5)、出气口(14)，手动打开冷却罐(16)的盖板(15)收集样品。
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