CN113621768B - 一种热处理用真空淬火炉及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种热处理用真空淬火炉，包括淬火炉本体，淬火炉本体内部设有淬火室和加热室；加热室内安装有放置机构，放置机构包括料筐、转动安装于料筐外侧的护筐以及用于驱使料筐移动的第一驱动组件；护筐朝向料筐的一侧安装有伸缩组件，伸缩组件固定有挡块；护筐与料筐之间还连接有第二驱动组件。当护筐在第二驱动组件的驱动下转动至料筐上方时，各个伸缩组件自然下垂并处于伸长状态，而挡块能够抵贴于工件表面，用于将工件局部遮挡，使得工件淬火时各个局部位置的淬火程度不同，进而达到工件淬火后局部位置硬度、韧性等性能不同的效果。本申请还提高了一种真空淬火炉的使用方法。

Description

一种热处理用真空淬火炉及其使用方法

技术领域

本申请涉及热处理设备技术领域，尤其涉及一种热处理用真空淬火炉及其使用方法。

背景技术

淬火是一种将钢材加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢) 温度以上，然后经过一段时间的保温，再以大于临界冷却速度的冷速快冷至Ms（出现马氏体的温度临界值）以下的金属热处理工艺。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件的不同使用要求。

模具钢是一种用来制作模具的钢种；模具在具体使用时，模具中部的主要的工作部位通常需要具有高硬度和高刚度的特点，以降低模具损坏的局部开裂的情况；而模具的周侧区域通常要求有良好的韧性，方便对模具进行钻孔以及装配辅助零件；现有的模具钢想要加工出局部性能不同的效果，通过需要在淬火、回火后进行局部加热和退火，然而该作业方式的操作繁琐且效率低下，严重影响了模具钢热处理的加工效率。

发明内容

为了提高模具钢工件热处理的加工效率，本申请提供了一种热处理用真空淬火炉及其使用方法。

第一方面，本申请提供的一种热处理用真空淬火炉采用如下技术方案：

一种热处理用真空淬火炉，包括淬火炉本体，所述淬火炉本体内部设有淬火室和以及位于淬火室上方的加热室，所述淬火室内安装有淬火槽；所述加热室内安装有放置机构，所述放置机构包括料筐、转动安装于料筐外侧的护筐以及用于驱使料筐移动的第一驱动组件；所述料筐的上方具有用于放置工件的开口；所述第一驱动组件驱使料筐依次移动至加热室和淬火室。

所述护筐朝向料筐的一侧安装有多个伸缩组件，所述伸缩组件背离护筐的一侧固定有挡块；所述护筐与料筐之间连接有用于驱使护筐转动的第二驱动组件，当所述护筐转动至料筐下方时，所述挡块与料筐间隔设置；当所述护筐转动至料筐上方时，所述挡块抵贴于工件表面。

通过采用上述的技术方案，本申请的真空淬火炉在使用时，将工件放置于料筐内，然后将料筐放置于第一驱动组件上，第一驱动组件可以带动料筐移动至加热室内以进行加热和保温；工件在进行淬火之前，通过控制第二驱动组件可以使护筐转动至料筐的上方，此时固定于伸缩组件的各个挡块能够一一抵贴于工件的表面，从而起到将工件局部遮挡的作用；最后控制第一驱动组件将料筐和工件浸入淬火槽内，完成工件的淬火。

工件在浸入淬火槽内的淬火介质时，由于工件上表面受到各个挡块的遮挡，淬火介质不会直接与工件被遮挡的部件接触，此时工件被遮挡的局部部位降温速度较慢，马氏体化不够彻底，从而使工件被遮挡的局部部位相对于工件未遮挡的局部部位较软、较柔韧。本申请通过一次淬火便达到使工件各个局部位置硬度、韧性等性能不同的效果，极大地降低了模具钢热处理的繁琐程度，提高模具钢热处理的加工效率。

可选的，所述伸缩组件包括多个依次套接的空心套管，位于外侧的所述空心套管的外径大于位于内侧的空心套管的外径。

通过采用上述的技术方案，多个空心套管依次套接，当护筐转动至料筐下方时，各个空心套管能够分别缩入外侧相邻的空心套管内部，从而避让开料筐的底部；当护筐转动至料筐上方时，各个空心套管依次外露于外侧相邻的空心套管，能够使伸缩组件处于伸长状态并使挡块遮挡住工件上表面，从而达到工件淬火后各个局部位置硬度、韧性等性能不同的效果。

可选的，每一所述空心套管靠近护筐的一端均设有向外延伸的延伸部；所述空心套管背离护筐的一端设有限位部，所述限位部的内径小于空心套管的内径；当所述伸缩组件处于伸长状态时，每一所述空心套管的延伸部均与外侧相邻空心套管的限位部相互抵贴。

通过采用上述的技术方案，当护筐转动至位于料筐的上方时，每一空心套管的延伸部均能够与外侧相邻空心套管的限位部相互抵靠，用于减少各个空心套管相互脱离的情况。

可选的，所有伸缩组件均匀分布于护筐，固定于相邻所述伸缩组件的挡块之间相互抵靠；每一所述伸缩组件中的所有空心套管共同插接固定有定位销。

通过采用上述的技术方案，在具体使用时，通过预先确定工件上表面的遮挡区域，将不需要遮挡的区域所对应的伸缩组件通过定位销插接固定，此时护筐转动至料筐上方时伸缩组件不会处于伸长状态，从而使固定于该伸缩组件的挡块不会遮挡住工件上表面的局部区域，能够有效地控制工件表面需要产生不同性能的局部位置。

可选的，所述料筐的外侧固定有用于转动连接护筐的连接杆，所述连接杆穿设至护筐背离料筐的一侧；所述第一驱动组件包括滑移连接于加热室顶部的移动平台、安装于移动平台的起重部件以及固定于起重部件自由端的夹爪，所述夹爪运作时匹配夹紧连接杆。

通过采用上述的技术方案，移动平台的设置用于带动起重部件和夹爪在淬火炉本体内移动；当起重部件和夹爪移动至料筐上方后，通过起重部件控制夹爪下降并使夹爪夹住连接杆，能够实现料筐的自动抓取以及后续料筐的自动卸料，减少作业人员被烫伤的情况。

可选的，所述夹爪的外侧匹配安装有隔热罩。

通过采用上述的技术方案，隔热罩的设置能够降低夹爪处于高温环境下内部动作部件被烧坏的可能性，有利于提高夹爪的使用寿命。

可选的，所述第二驱动组件包括固定于护筐朝向料筐一侧的转动电机，所述转动电机的输出轴固定有第一齿轮，所述连接杆固定有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相互啮合传动。

通过采用上述的技术方案，转动电机转动时第一齿轮和第二齿轮相互啮合传动，此时由于护筐转动连接于连接杆，第一齿轮能够沿着第二齿轮的外周侧逐渐移动，从而使护筐转动至料筐的上方；本申请的转动电机是固定于护筐的，当护筐转动至料筐上方时转动电机也移动至料筐的上方，能够减少后续料筐浸入淬火槽时转动电机与淬火介质接触的情况，从而降低转动电机遇到淬火介质而出现损坏的可能性。

可选的，所述料筐的外侧固定有多个安装板，所述安装板朝向护筐的一侧安装有用于抵紧工件的若干限位杆组，所述限位杆组的轴向长度设为可调。

通过采用上述的技术方案，在热处理之前、工件放入料筐时，通过调节限位杆组的轴向长度，可以使限位杆组抵紧于工件的外侧，从而起到预固定工件位置的作用，方便后续预确定工件的局部遮挡部位以及方便后续工件的热处理。

可选的，限位杆组包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体固定于安装板，所述第一杆体背离安装板的一侧设有螺纹槽，所述第二杆体的一端设有与螺纹槽相适配的外螺纹。

通过采用上述的技术方案，通过转动第二杆体可以使第二杆体在螺纹槽内的相对位置发生改变，从而起到调节限位杆组轴向长度的作用，便于使用。

第二方面，本申请提供的一种真空淬火炉的使用方法采用如下技术方案。

具体包括以下步骤：

S1，将工件放置于料筐内部，通过控制第一驱动组件动作使夹爪夹紧并抓起料筐，夹爪带着料筐移动至加热室内。

S2，控制转动电机动作使护筐转动至料筐的上方，此时固定于护筐的各个伸缩组件自然下垂并处于伸长状态，使各个挡块抵贴于工件表面。

S3，工件在加热室内加热至Ac3或Ac1温度以上，然后停止加热并保温1-2小时。

S4，控制起重部件动作使料筐和工件进入淬火室内的淬火槽中，使工件快速快冷到Ms以下。

S5，通过第一驱动组件将料筐和工件输送出淬火炉本体外。

通过采用上述的技术方案，将工件放置于料筐内部后，本申请的真空淬火炉可以自动对工件进行加热和淬火，并且可以使淬火后的工件表面各个局部位置的淬火程度不同，从而一次性得到局部位置硬度、韧性等性能不同的效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过一次淬火便达到使模具钢工件各个局部位置硬度、韧性等性能不同的效果，能够极大地降低模具钢热处理的繁琐程度，提高模具钢热处理的加工效率；

2.通过多个空心套管依次套接形成伸缩组件，当护筐转动至料筐上方时各个空心套管能够依次外露于外侧相邻的空心套管，从而使挡块遮挡住工件的上表面；

3.通过使用定位销插接固定空心套管，能够使护筐转动至料筐上方时伸缩组件不会处于伸长状态，从而有效控制工件表面需要产生不同性能的局部位置。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例中淬火炉本体的局部剖视图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是本申请实施例中料筐与护筐的结构示意图；

图5是本申请实施例中护筐转动至料筐正上方时的结构示意图；

图6是本申请实施例中伸缩机构处于缩回状态时的局部剖视图；

图7是本申请实施例中伸缩机构处于伸长状态时的局部剖视图。

附图标记说明：1、淬火炉本体；11、加热室；12、淬火室；121、淬火槽；13、隔板；14、炉盖；2、放置机构；21、料筐；211、连接杆；212、安装板；213、限位杆组；2131、第一杆体；2132、第二杆体；22、护筐；221、固定板；23、第一驱动组件；231、移动平台；232、起重部件；233、夹爪；234、隔热罩；24、第二驱动组件；241、转动电机；242、第一齿轮；243、第二齿轮；3、伸缩组件；31、空心套管；311、延伸部；312、限位部；32、挡块；33、定位销。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种热处理用真空淬火炉。

参照图1、图2，一种真空淬火炉，包括淬火炉本体1，淬火炉本体1的一侧设置有可启闭的炉盖14，淬火炉本体1的内部通过隔板13形成有加热室11和淬火室12，其中加热室11位于淬火室12的上方，加热室11内安装有用于使炉内温度快速升高的加热机构。淬火室12内安装有淬火槽121，淬火槽121内设有用于对工件进行淬火的淬火介质，淬火介质可以是水，可以是由，也可以是液氮；本实施例中淬火槽121内使用的淬火介质为水。

参照图1、图2，隔板13安装有可启闭的隔门，隔门常态处于闭合状态，用于使加热室11内部形成密封空间并能够快速升温；当控制隔门开启时，可以使工件穿过隔板13并浸入淬火槽121内，从而对工件进行淬火。

参照图2，加热室11内安装有放置机构2，放置机构2包括用于放置工件的料筐21、转动连接于料筐21的护筐22以及用于驱使料筐21移动的第一驱动组件23；本实施例的第一驱动组件23包括移动平台231、起重部件232和夹爪233，其中移动平台231滑移安装于加热室11的顶部，移动平台231通过丝杆和电机控制，从而在加热室11内移动。

参照图2、图3，本实施例中起重部件232设置有两个，两个起重部件232间隔设置并分别固定于移动平台231；本实施例中的夹爪233设置为气动夹指，夹爪233的数量也设有两个，两个夹爪233分别固定于起重部件232的自由端；夹爪233的设置用于夹紧料筐21，并能够通过移动平台231和起重部件232将料筐21和内部工件依次带入加热室11内进行加热以及带入淬火室12内进行淬火。

参照图3，每一夹爪233的外周侧均安装有隔热罩234，隔热罩234将夹爪233包覆住，仅使夹爪233的夹持部位外露于隔热罩234，用于降低高温环境下夹爪233的内部动作部位被烧坏的可能性，提高夹爪233的使用寿命。

参照图3、图4，料筐21设置为网格形状的筐体，料筐21的顶部具有供工件放入料筐21内部的开口；料筐21靠近开口的一侧向外延伸设置有两根连接杆211，两根连接杆211沿料筐21的中轴线对称设置；每一连接杆211均固定有安装板212，安装板212朝向护筐22的一侧安装有用于抵紧工件的若干限位杆组213，限位杆组213的的数量可以是一组，可以是两组，也可以是三组，具体数量需要依照与该料筐21适配的工件尺寸来确定；本实施例中限位杆组213的数量设置为一组。

参照图4，每一限位杆组213均包括第一杆体2131和第二杆体2132，第一杆体2131焊接固定于安装板212朝向料筐21的一侧，第一杆体2131背离安装板212的一侧开设有螺纹槽；第二杆体2132的一端设有与螺纹槽相适配的外螺纹，使得第二杆体2132与第一杆体2131螺纹连接，通过转动第二杆体2132可以调节第二杆体2132于螺纹槽内的相对位置，从而使两侧的第二杆体2132能够共同将工件顶紧，从而起到定位工件的作用。

参照图4，护筐22设置为半球形、网格状的筐体，护筐22同时转动连接于两个连接杆211，使护筐22能够绕连接杆211的中轴线、于料筐21的外周侧作周向转动。本实施例中的连接杆211外露于护筐22背离料筐21的一侧，夹爪233通过夹紧连接杆211外露于护筐22的一侧以带动料筐21移动。

参照图4、图5，料筐21与护筐22之间安装有用于驱使料筐21转动的第二驱动组件24，第二驱动组件24包括转动电机241、第一齿轮242和第二齿轮243，其中第二齿轮243键连接于连接杆211，第二齿轮243位于安装板212背离料筐21的一侧；转动电机241固定于护筐22朝向料筐21的一侧，第一齿轮242固定连接于转动电机241的输出轴，且第一齿轮242与第二齿轮243相互啮合传动。当转动电机241运作时，第一齿轮242能够绕第二齿轮243的外周侧逐渐移动，从而带动护筐22以及固定于护筐22的转动电机241一起绕料筐21的外周侧作周向转动。

参照图4、图5，护筐22的内底安装有固定板221，固定板221朝向料筐21的一侧安装有多个伸缩组件3，每一伸缩组件3背离固定板221的一端均固定有挡块32；本实施例中所有伸缩组件3均匀排列设置于固定板221，使得所有挡块32之间相互抵靠；当转动电机241驱动护筐22转动至料筐21下方时，每一伸缩组件3均能够处于缩回状态，使得挡块32与料筐21之间间隔设置，降低护筐22转动时挡块32与料筐21之间发生干涉的可能性；当转动电机241驱动护筐22移动至料筐21正上方时，每一伸缩组件3在重力作用下均处于伸长状态，使得各个挡块32分别抵贴于工件的上表面，从而将工件表面遮挡住，能够在后续工件淬火后使工件的局部位置具有不同的性能。

参照图4、图6，每一伸缩组件3均包括多个空心套管31，空心套管31的数量可以是三个，可以是四个，也可以是五个，但凡护筐22转动至料筐21正上方、伸缩组件3处于伸长状态时挡块32能够抵于工件上表面即可。本实施例中空心套管31的数量设置为四个，四个空心套管31依次套接，位于外侧的空心套管31的外径大于位于内侧的空心套管31的外径；每一挡块32均焊接固定于位于最内侧的空心套管31。

参照图6、图7，每一空心套管31均一体成型设置有向外延伸的延伸部311，延伸部311位于空心套管31靠近固定板221的一端；每一空心套管31内部均一体成型设置有限位部312，限位部312位于空心套管31背离固定板221的一端；当伸缩组件3处于伸长状态时，每一空心套管31的延伸部311均能够与外侧相邻空心套管31的限位部312相互抵靠，从而防止各个空心套管31之间相互脱离的情况发生。

参照图5、图6，每一伸缩组件3中的所有空心套管31共同插接固定有一根定位销33，插接有定位销33的伸缩组件3在护筐22转动至料筐21上方时不会处于伸长状态，从而能够使该伸缩组件3所对应的工件表面外露出来；而其它没有插接定位销33的伸缩组件3能够自然下垂并处于伸长状态，从而将工件表面遮挡住，能够有效地控制工件表面需要产生不同性能的局部位置。

本申请实施例一种热处理用真空淬火炉的实施原理为：

本申请的工件在真空淬火炉内进行淬火时，通过控制转动电机241运作，可以使第一齿轮242沿着第二齿轮243的外周侧移动，从而使护筐22绕料筐21的外周侧转动。当护筐22移动至料筐21的正上方时，各个伸缩组件3能够在自身重力作用下处于伸长状态，使得各个挡块32能够抵贴于工件的表面。

当工件在加热室11内加热升温并保温一段时间后，通过控制起重部件232运作，起重部件232能够将料筐21和工件浸入淬火槽121的淬火介质中，此时工件被挡块32遮挡的局部部位不会与淬火介质直接接触，马氏体化不够彻底，使得工件被遮挡的局部部位相对于工件未遮挡的局部部位较软、较柔韧。通过一次淬火便达到使工件各个局部位置硬度、韧性等性能不同的效果，极大地降低了模具钢热处理的繁琐程度，提高模具钢热处理的加工效率。

本申请实施例还公开了真空淬火炉的使用方法，具体包括如下步骤：

S1，将工件放置于料筐21内部，通过控制第一驱动组件23动作使夹爪233夹紧并抓起料筐21，夹爪233带着料筐21移动至加热室11内。其中包括：

S11，将工件放置于料筐21，然后分别转动两个第二杆体2132使两个第二杆体2132共同夹紧工件；

S12，确定工件表面需要遮挡的位置，将对应位置的伸缩组件3的定位销33拔出；

S13，通过控制移动平台231使移动平台231移动至淬火炉本体1的炉口，起重部件232动作使夹爪233下降并夹紧料筐21，然后控制起重部件232上升以夹起料筐21，控制移动平台231移动使夹爪233带着料筐21进入加热室11内。

S2，控制转动电机241动作使护筐22转动至料筐21的上方，此时护筐22上拔出定位销33的伸缩组件3自然下垂并处于伸长状态，使得对应挡块32抵贴于工件表面；

S3，工件在加热室11内加热至Ac3或Ac1温度以上，然后停止加热并保温1-2小时。

S4，控制隔门开启，然后控制起重部件232下降使料筐21和工件进入淬火室12内的淬火槽121中，使工件快速快冷到Ms以下。

S5，控制起重部件232上升，然后控制移动平台231移动至淬火炉本体1的炉口，再控制夹爪233使夹爪233松开料筐21，使料筐21和工件输送出淬火炉本体1外。

通过以上步骤，可以自动对工件进行加热和淬火，并且可以使淬火后的工件表面各个局部位置的淬火程度不同，从而一次性得到局部位置硬度、韧性等性能不同的效果。

以上为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热处理用真空淬火炉，其特征在于：包括淬火炉本体(1)，所述淬火炉本体(1)内部设有淬火室(12)和以及位于淬火室(12)上方的加热室(11)，所述淬火室(12)内安装有淬火槽(121)；所述加热室(11)内安装有放置机构(2)，所述放置机构(2)包括料筐(21)、转动安装于料筐(21)外侧的护筐(22)以及用于驱使料筐(21)移动的第一驱动组件(23)；所述料筐(21)的上方具有用于放置工件的开口；所述第一驱动组件(23)驱使料筐(21)依次移动至加热室(11)和淬火室(12)；

所述护筐(22)朝向料筐(21)的一侧安装有多个伸缩组件(3)，所述伸缩组件(3)背离护筐(22)的一侧固定有挡块(32)；所述护筐(22)与料筐(21)之间连接有用于驱使护筐(22)转动的第二驱动组件(24)，当所述护筐(22)转动至料筐(21)下方时，所述挡块(32)与料筐(21)间隔设置；当所述护筐(22)转动至料筐(21)上方时，所述挡块(32)抵贴于工件表面；

所述伸缩组件(3)包括多个依次套接的空心套管(31)，位于外侧的所述空心套管(31)的外径大于位于内侧的空心套管(31)的外径。

2.根据权利要求1所述的热处理用真空淬火炉，其特征在于：每一所述空心套管(31)靠近护筐(22)的一端均设有向外延伸的延伸部(311)；所述空心套管(31)背离护筐(22)的一端设有限位部(312)，所述限位部(312)的内径小于空心套管(31)的内径；当所述伸缩组件(3)处于伸长状态时，每一所述空心套管(31)的延伸部(311)均与外侧相邻空心套管(31)的限位部(312)相互抵贴。

3.根据权利要求1所述的热处理用真空淬火炉，其特征在于：所有伸缩组件(3)均匀分布于护筐(22)，固定于相邻所述伸缩组件(3)的挡块(32)之间相互抵靠；每一所述伸缩组件(3)中的所有空心套管(31)共同插接固定有定位销(33)。

4.根据权利要求1所述的热处理用真空淬火炉，其特征在于：所述料筐(21)的外侧固定有用于转动连接护筐(22)的连接杆(211)，所述连接杆(211)穿设至护筐(22)背离料筐(21)的一侧；所述第一驱动组件(23)包括滑移连接于加热室(11)顶部的移动平台(231)、安装于移动平台(231)的起重部件(232)以及固定于起重部件(232)自由端的夹爪(233)，所述夹爪(233)运作时匹配夹紧连接杆(211)。

5.根据权利要求4所述的热处理用真空淬火炉，其特征在于：所述夹爪(233)的外侧匹配安装有隔热罩(234)。

6.根据权利要求4所述的热处理用真空淬火炉，其特征在于：所述第二驱动组件(24)包括固定于护筐(22)朝向料筐(21)一侧的转动电机(241)，所述转动电机(241)的输出轴固定有第一齿轮(242)，所述连接杆(211)固定有第二齿轮(243)，所述第一齿轮(242)和第二齿轮(243)相互啮合传动。

7.根据权利要求1所述的热处理用真空淬火炉，其特征在于：所述料筐(21)的外侧固定有多个安装板(212)，所述安装板(212)朝向护筐(22)的一侧安装有用于抵紧工件的若干限位杆组(213)，所述限位杆组(213)的轴向长度设为可调。

8.根据权利要求7所述的热处理用真空淬火炉，其特征在于：限位杆组(213)包括第一杆体(2131)和第二杆体(2132)，所述第一杆体(2131)固定于安装板(212)，所述第一杆体(2131)背离安装板(212)的一侧设有螺纹槽，所述第二杆体(2132)的一端设有与螺纹槽相适配的外螺纹。

9.一种真空淬火炉的使用方法，应用于权利要求6所述的热处理用真空淬火炉，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1，将工件放置于料筐(21)内部，通过控制第一驱动组件(23)动作使夹爪(233)夹紧并抓起料筐(21)，夹爪(233)带着料筐(21)移动至加热室(11)内；

S2，控制转动电机(241)动作使护筐(22)转动至料筐(21)的上方，此时固定于护筐(22)的各个伸缩组件(3)自然下垂并处于伸长状态，使各个挡块(32)抵贴于工件表面；

S3，工件在加热室(11)内加热至Ac3或Ac1温度以上，然后停止加热并保温1-2小时；

S4，控制起重部件(232)动作使料筐(21)和工件进入淬火室(12)内的淬火槽(121)中，使工件快速快冷到Ms以下；

S5，通过第一驱动组件(23)将料筐(21)和工件输送出淬火炉本体(1)外。

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