CN114517281B - 一种气压棒支撑套管用真空氮化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气压棒支撑套管用真空氮化炉，包括加热炉体，加热炉体的顶部设置可打开的炉盖；加热炉体的外部一侧设置真空泵，真空泵通过真空管道与加热炉体的炉腔相连通；加热炉体的侧壁上设置有连通至炉腔的氨气供应管、二氧化碳供应管、供水管、氮气供应管；加热炉体的炉腔中设置有用来放置气压棒支撑套管的工件筐组件。本发明气压棒支撑套管用真空氮化炉能够实现对气压棒支撑套管的气体氮碳共渗处理以及水蒸气后氧化处理，从而在气压棒支撑套管的表面形成扩散层、白亮层、氧化层，从而能够提升气压棒支撑套管的硬度以及防腐蚀性、耐磨性。
Description
技术领域
本发明属于气压棒支撑套管加工技术领域，具体涉及一种气压棒支撑套管用真空氮化炉。
背景技术
现有升降座椅中气压棒的结构主要包括内部的气弹簧本体以及外部的支撑套管，其中支撑套管的一端内部同轴设置导向套，气弹簧本体的活塞杆端部与支撑套管另一端底部的底板相连，气弹簧本体的缸套外壁与导向套的内侧壁进行轴向上的滑动连接。当气弹簧本体的活塞杆伸出时，气弹簧本体的缸套向上运动使座椅升高，当气弹簧本体的活塞杆缩回时，气弹簧本体的缸套向下运动使座椅降低。
目前，气压棒中支撑套管大都为由钢铁材料制成的管状结构，为了保证使用气压棒的升降座椅的质量以及美观性，对气压棒中支撑套管的硬度以及防腐蚀性都提出了较高的要求。
基于对气压棒支撑套管硬度以及防腐蚀性的要求，本申请提出一种气压棒支撑套管用真空氮化炉，通过气体氮碳共渗处理以及水蒸气后氧化处理，在气压棒支撑套管的表面依次形成扩散层、白亮层、氧化层，从而增强支撑套管的硬度以及防腐蚀性。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种气压棒支撑套管用真空氮化炉。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种气压棒支撑套管用真空氮化炉，包括加热炉体，所述加热炉体的顶部设置可打开的炉盖；
所述加热炉体的外部一侧设置真空泵，所述真空泵通过真空管道与加热炉体的炉腔相连通；
所述加热炉体的侧壁上设置有连通至炉腔的氨气供应管、二氧化碳供应管、供水管、氮气供应管；
所述加热炉体的炉腔中设置有用来放置气压棒支撑套管的工件筐组件。
优选的，所述加热炉体的炉膛内部设置电加热丝。
优选的，所述加热炉体的炉腔内壁上部设置上热电偶；所述加热炉体的炉腔内壁中部设置中热电偶；所述加热炉体的炉腔内壁下部设置下热电偶。
优选的，所述炉盖上设置有连通至加热炉体内部炉腔的排气管，所述排气管上设置电磁阀；
所述炉盖上设置有用来检测加热炉体炉腔内压力的压力传感器；
所述压力传感器与控制器相连，所述控制器与电磁阀相连。
优选的，所述加热炉体的外侧壁一侧设置有控制炉盖打开或关闭的开盖组件；
所述开盖组件包括开盖电机、升降丝杠、升降限位筒、L型连接件；
所述开盖电机的输出轴向上与升降丝杠进行同轴固定连接，所述升降丝杠的上部与升降限位筒的内筒壁进行螺纹连接，所述升降限位筒的顶端与L型连接件的一端进行转动连接，所述L型连接件的另一端与炉盖固定连接；
所述加热炉体的外侧壁一侧由下到上依次设置有下限位板、上限位板；
所述下限位板上设置供升降限位筒通过的下通孔，所述下通孔的侧壁上沿圆周方向设置若干导向槽，所述升降限位筒的外侧壁上沿圆周方向设置有若干与相应导向槽进行上下滑动配合的导向滑块；
所述上限位板上设置有供L型连接件的竖直段穿过的上通孔。
优选的，所述氨气供应管、二氧化碳供应管、供水管、氮气供应管位于加热炉体炉腔内的端部均呈与加热炉体炉腔内壁面相贴的环形结构，所述环形结构的径向内侧沿圆周方向均匀设置有若干出气孔。
优选的，所述炉盖的内壁上设置有搅拌风扇。
优选的，所述工件筐组件包括三根支撑立柱以及若干套设在支撑立柱上的工件筐；
所述支撑立柱的下端设置下限位挡块；
所述工件筐包括上下平行设置的上筐板和下筐板；所述上筐板、下筐板之间的径向外端沿圆周方向均匀设置有三个贯通的用来与相应支撑立柱相配合的套筒；
所述上筐板上设置有由若干垂直相交的钢丝条组成的呈正方形结构的上卡孔，所述上卡孔的边长大于气压棒支撑套管的外径；
所述下筐板上设置有由若干垂直相交的钢丝条组成的呈正方形结构的下卡孔，所述下卡孔的边长小于气压棒支撑套管的外径。
优选的，所述上筐板顶部的径向外端沿圆周方向均匀设置三个向上延伸的定位柱；所述下筐板底部的径向外端沿圆周方向均匀设置三个向下延伸的与下方相邻工件筐中相应定位柱相配合的定位套。
优选的，所述加热炉体的炉腔底端沿圆周方向均匀设置有三个与相应支撑立柱相配合的限位套筒。
本发明的有益效果是：
本发明气压棒支撑套管用真空氮化炉能够实现对气压棒支撑套管的气体氮碳共渗处理以及水蒸气后氧化处理，从而在气压棒支撑套管的表面形成扩散层、白亮层、氧化层，从而能够提升气压棒支撑套管的硬度以及防腐蚀性、耐磨性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明气压棒支撑套管用真空氮化炉的结构示意立体图；
图2是本发明中加热炉体的结构示意俯视；
图3是图2的A-A向剖视图；
图4是本发明中氨气供应管的结构示意立体图；
图5是本发明炉盖打开时的结构示意立体图一；
图6是本发明炉盖打开时的结构示意立体图二；
图7是本发明中炉盖的结构示意立体图；
图8是本发明中工件筐组件的结构示意立体图；
图9是本发明中工件筐的结构示意立体图；
图10是本发明中工件筐组件与加热炉体的配合示意图；
其中：
1-加热炉体，11-电加热丝，12-上热电偶，13-中热电偶，14-下热电偶，15-下限位板，151-下通孔，152-导向槽，16-下限位板，17-限位套筒；
2-炉盖，21-排气管，22-电磁阀，23-压力传感器，24-搅拌风扇；
3-真空泵，31-真空管道；
4-氨气供应管；
5-二氧化碳供应管；
6-供水管；
7-氮气供应管；
8-开盖组件，81-开盖电机，82-升降丝杠，83-升降限位筒，831-导向滑块，84-L型连接件；
9-工件筐组件，91-支撑立柱，911-下限位挡块，92-工件筐，921-上网板，9211-上卡孔，922-下网板，9221-下卡孔，923-套筒，924-定位柱，925-定位套；
10-出气孔。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“底”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-3所示，一种气压棒支撑套管用真空氮化炉，包括加热炉体1，所述加热炉体1的顶部设置可打开的炉盖2；
所述加热炉体1的外部一侧设置真空泵3，所述真空泵3通过真空管道31与加热炉体1的炉腔相连通；具体地，真空管道31上设置真空阀门；
所述加热炉体1的侧壁上设置有连通至炉腔的氨气供应管4、二氧化碳供应管5、供水管6、氮气供应管7；具体地，氨气供应管4的外端连接至氨气瓶，二氧化碳供应管5的外端连接至二氧化碳气瓶，供水管6的外端连接至水箱，氮气供应管7的外端连接至氮气瓶，氨气供应管4、二氧化碳供应管5、供水管6、氮气供应管7上分别设置有氨气阀门、二氧化碳阀门、供水阀门、氮气阀门；
所述加热炉体1的炉腔中设置有用来放置气压棒支撑套管的工件筐组件9。
优选的，所述加热炉体1的炉膛内部设置电加热丝11，即本申请中加热炉体1采用电加热的方式。
优选的，所述加热炉体1的炉腔内壁上部设置上热电偶12；所述加热炉体1的炉腔内壁中部设置中热电偶13；所述加热炉体1的炉腔内壁下部设置下热电偶14；上热电偶12、中热电偶13、下热电偶14用来测量加热炉体1炉腔中的温度。
优选的，所述炉盖2上设置有连通至加热炉体1内部炉腔的排气管21，所述排气管21上设置电磁阀22；
所述炉盖2上设置有用来检测加热炉体1炉腔内压力的压力传感器23；
所述压力传感器23与控制器相连，所述控制器与电磁阀22相连，所述控制器控制电磁阀22的开、关以及开启的比例。
本申请氮化炉工作时，压力传感器23检测加热炉体1炉腔内的压力，并将检测的压力信号传递给控制器，控制器通过控制排气管21上电磁阀22的开、关、开启比例使加热炉体1炉腔内的压力稳定在一定范围内，从而保证氮碳共渗以及后氧化的进行。
其中，排气管21的端部与气体处理设备相连，其中气体处理设备通常为燃烧室；氮碳共渗以及后氧化过程中排出的气体中含有氢气等废气，通常将废气引至燃烧室内采用液化气直接燃烧，燃烧之后的气体经排气筒高空排放。
优选的，所述加热炉体1的外侧壁一侧设置有控制炉盖2打开或关闭的开盖组件8；
所述开盖组件8包括开盖电机81、升降丝杠82、升降限位筒83、L型连接件84；其中开盖电机81固定设置在加热炉体1的侧壁上或者固定在地面上；
所述开盖电机81的输出轴向上与升降丝杠82进行同轴固定连接，所述升降丝杠82的上部与升降限位筒83的内筒壁进行螺纹连接，所述升降限位筒83的顶端与L型连接件84的一端进行转动连接，所述L型连接件84的另一端与炉盖2固定连接；
所述加热炉体1的外侧壁一侧由下到上依次设置有下限位板15、上限位板16；
所述下限位板15上设置供升降限位筒83通过的下通孔151，所述下通孔151的侧壁上沿圆周方向设置若干导向槽152，所述升降限位筒83的外侧壁上沿圆周方向设置有若干与相应导向槽152进行上下滑动配合的导向滑块831；
所述上限位板16上设置有供L型连接件84的竖直段穿过的上通孔。
在导向滑块831与导向槽152的上下滑动限位配合以及升降丝杠82与升降限位筒83的螺纹配合下，当开盖电机81启动使升降丝杠82旋转时，能够实现升降限位筒83的上下直线运动，从而带动L型连接件84以及炉盖2的上下直线运动，从而实现开盖以及关盖；当开盖完毕后，手扶炉盖2使炉盖2绕L型连接件84的竖直段旋转，就能将炉盖2往加热炉体1的一侧旋转(如图5-6所示)，从而便于工件筐组件9的下放以及吊出。
优选的，所述氨气供应管4、二氧化碳供应管5、供水管6、氮气供应管7位于加热炉体1炉腔内的端部均呈与加热炉体1炉腔内壁面相贴的环形结构，所述环形结构的径向内侧沿圆周方向均匀设置有若干出气孔10。其中氨气供应管4的结构如图4所示。
其中，所述二氧化碳供应管5的环形结构、氮气供应管7的环形结构、供水管6的环形结构、氨气供应管4的环形结构沿加热炉体1炉腔的内侧壁由上到下分布。
优选的，如图7所示，所述炉盖2的内壁上设置有搅拌风扇24，搅拌风扇24通过搅拌电机控制启动，搅拌风扇24用以将各种气体混合均匀。
优选的，如图8所示，所述工件筐组件9包括三根支撑立柱91以及若干套设在支撑立柱91上的工件筐92；
所述支撑立柱91的下端设置下限位挡块911；
如图9所示，所述工件筐92包括上下平行设置的上筐板921和下筐板922；所述上筐板921、下筐板922之间的径向外端沿圆周方向均匀设置有三个贯通的用来与相应支撑立柱91相配合的套筒923；
所述上筐板921上设置有由若干垂直相交的钢丝条组成的呈正方形结构的上卡孔9211，所述上卡孔9211的边长大于气压棒支撑套管的外径；
所述下筐板922上设置有由若干垂直相交的钢丝条组成的呈正方形结构的下卡孔9221，所述下卡孔9221的边长小于气压棒支撑套管的外径。
优选的，所述上筐板921顶部的径向外端沿圆周方向均匀设置三个向上延伸的定位柱924；所述下筐板921底部的径向外端沿圆周方向均匀设置三个向下延伸的与下方相邻工件筐92中相应定位柱924相配合的定位套925。
优选的，所述加热炉体1的炉腔底端沿圆周方向均匀设置有三个与相应支撑立柱91相配合的限位套筒17。
将气压棒支撑套管卡入上卡孔9211内，其底端位于下筐板922上，将安装完气压棒支撑套管的工件筐92通过套管923与支撑立柱91的配合依次套入到支撑立柱91上；其中最下部的工件筐92通过支撑立柱91下端的下限位挡块911进行限位，其余的工件筐92通过自身定位套925与下方相邻工件筐92上定位柱924之间的插接配合实现定位。
工件筐92安装完毕之后，采用吊具将三根支撑立柱91吊起放入到加热炉体1的炉腔中，直至三根支撑立柱91分别插入到相应的限位套筒17中；当氮化完毕后，再次采用吊具将工件筐组件9吊出加热炉体1。
同时，本申请中工件筐组件9的设置，一方面能够一次性放置较多数量的气压棒支撑套管，另一方面能够将气压棒支撑套管的表面几乎全部暴露在炉腔内的气体中，能够最大限度地保证气压棒支撑套管表面氮碳共渗以及后氧化的均匀性。
一种气压棒支撑套管用真空氮化炉，其具体实施方式如下：
将盛放气压棒支撑套管的工件筐组件9放入到加热炉体1炉腔中(如图10所示)，然后将炉盖2转到加热炉体1正上方，启动开盖电机81，使L型连接件84带动炉盖2下移，直至将加热炉体1密封。
通过氮气供应管7往加热炉体1的炉腔中通入氮气，同时打开排气管21上的电磁阀22，通过输入氮气将加热炉体1炉腔内的空气置换出来；在置换气体的同时对加热炉体1加热；一段时间后，启动真空泵3，将加热炉体1的炉腔抽成真空，抽成真空后，关闭真空泵3；
继续加热使加热炉体1炉腔温度升至545℃～555℃，此时通过氨气供应管4、二氧化碳供应管5、氮气供应管7分别往加热炉体1的炉腔中通入氨气、二氧化碳、氮气；持续通入氨气、二氧化碳、氮气，通过排气管21上电磁阀22的开闭保证加热炉体1炉腔内的压力为0.01Mpa；在该条件下，完成气压棒支撑套管表面的氮碳共渗，从而在气压棒支撑套管的表面形成能够提升硬度和耐磨性的扩散层、白亮层；
完成氮碳共渗后，停止氨气、二氧化碳的输入，打开排气管21上的电磁阀22，通过继续通入氮气对加热炉体1炉腔内的气体进行置换；
继续加热，使加热炉体1炉腔内的温度达到515℃～525℃，此时通过供水管6、氮气供应管7分别往加热炉体1的炉腔中通入水、氮气，由于加热炉体1炉腔内温度较高，水进入到炉腔内部时会汽化成水蒸气；持续通入水、氮气，通过排气管21上电磁阀22的开闭保证加热炉体1炉腔内的压力为0.01Mpa；在该条件下，完成气压棒支撑套管表面氮碳共渗后的后氧化处理，通过水蒸气后氧化处理，在白亮层的表面生成氧化层，进一步提升气压棒支撑套管的防腐蚀性。
其中，在氮碳共渗处理以及水蒸气的后氧化处理过程中，本申请中炉盖2内端的搅拌风扇24启动，用以将各种气体混合均匀，保证氮碳共渗以及后氧化的均匀性。
处理完毕后，启动开盖电机81，使L型连接件84带动炉盖2上升以实现开盖；当开盖完毕后，手扶炉盖2使炉盖2绕L型连接件84的竖直段旋转，使炉盖2转到加热炉体1一侧，从而便于工件筐组件9的吊出。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种气压棒支撑套管用真空氮化炉，其特征是，包括加热炉体，所述加热炉体的顶部设置可打开的炉盖；
所述加热炉体的外部一侧设置真空泵，所述真空泵通过真空管道与加热炉体的炉腔相连通；
所述加热炉体的侧壁上设置有连通至炉腔的氨气供应管、二氧化碳供应管、供水管、氮气供应管；
所述加热炉体的炉腔中设置有用来放置气压棒支撑套管的工件筐组件；
所述加热炉体的外侧壁一侧设置有控制炉盖打开或关闭的开盖组件；
所述开盖组件包括开盖电机、升降丝杠、升降限位筒、L型连接件；
所述开盖电机的输出轴向上与升降丝杠进行同轴固定连接，所述升降丝杠的上部与升降限位筒的内筒壁进行螺纹连接，所述升降限位筒的顶端与L型连接件的一端进行转动连接，所述L型连接件的另一端与炉盖固定连接；
所述加热炉体的外侧壁一侧由下到上依次设置有下限位板、上限位板；
所述下限位板上设置供升降限位筒通过的下通孔，所述下通孔的侧壁上沿圆周方向设置若干导向槽，所述升降限位筒的外侧壁上沿圆周方向设置有若干与相应导向槽进行上下滑动配合的导向滑块；
所述上限位板上设置有供L型连接件的竖直段穿过的上通孔；
所述氨气供应管、二氧化碳供应管、供水管、氮气供应管位于加热炉体炉腔内的端部均呈与加热炉体炉腔内壁面相贴的环形结构，所述环形结构的径向内侧沿圆周方向均匀设置有若干出气孔；
所述工件筐组件包括三根支撑立柱以及若干套设在支撑立柱上的工件筐；
所述支撑立柱的下端设置下限位挡块；
所述工件筐包括上下平行设置的上筐板和下筐板；所述上筐板、下筐板之间的径向外端沿圆周方向均匀设置有三个贯通的用来与相应支撑立柱相配合的套筒；
所述上筐板上设置有由若干垂直相交的钢丝条组成的呈正方形结构的上卡孔，所述上卡孔的边长大于气压棒支撑套管的外径；
所述下筐板上设置有由若干垂直相交的钢丝条组成的呈正方形结构的下卡孔，所述下卡孔的边长小于气压棒支撑套管的外径；
所述上筐板顶部的径向外端沿圆周方向均匀设置三个向上延伸的定位柱；所述下筐板底部的径向外端沿圆周方向均匀设置三个向下延伸的与下方相邻工件筐中相应定位柱相配合的定位套；
所述加热炉体的炉腔底端沿圆周方向均匀设置有三个与相应支撑立柱相配合的限位套筒。
2.如权利要求1所述的气压棒支撑套管用真空氮化炉，其特征是，所述加热炉体的炉膛内部设置电加热丝。
3.如权利要求1所述的气压棒支撑套管用真空氮化炉，其特征是，所述加热炉体的炉腔内壁上部设置上热电偶；所述加热炉体的炉腔内壁中部设置中热电偶；所述加热炉体的炉腔内壁下部设置下热电偶。
4.如权利要求1所述的气压棒支撑套管用真空氮化炉，其特征是，所述炉盖上设置有连通至加热炉体内部炉腔的排气管，所述排气管上设置电磁阀；
所述炉盖上设置有用来检测加热炉体炉腔内压力的压力传感器；
所述压力传感器与控制器相连，所述控制器与电磁阀相连。
5.如权利要求1所述的气压棒支撑套管用真空氮化炉，其特征是，所述炉盖的内壁上设置有搅拌风扇。
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2020
- 2020-11-19 CN CN202011302843.9A patent/CN114517281B/zh active Active
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