CN114990312A - 一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热处理设备技术领域，且公开了一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，炉体内部的两端呈对称开设有淬火腔，第一电机的两端输出轴与转盘的中心固定连接，转盘靠近炉盖的一侧固定安装有加热筒，安装盘的外侧固定安装有放置架，炉体内侧面的中部活动安装有叶轮，炉体位于淬火腔中部段的内壁中固定安装有电磁铁，电磁铁呈环状均匀分布，电磁铁靠近控制器一端的外圈设置有绝磁套，炉体内壁位于叶轮外圈的位置固定安装有磁工质环，通过第一电机带动淬火腔内的加热冷却结构转动，并且利用磁制冷原理将两个淬火腔内的热量进行导流利用，提高了真空气淬的效果，同时更加地节能环保。

Description

一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉

技术领域

本发明涉及热处理设备技术领域，具体为一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉。

背景技术

在合金生产过程制造的过程中都需要进行热处理，而淬火就是常见的一种工艺，如今多采用真空淬火，其中高速钢和高碳高铬钢等马氏体临界冷却速度较低的材料都采用气淬，即将工件在真空加热后向冷却室中充以高纯度中性气体(如氮气)进行冷却，采用的设备就是真空气淬炉，使用时将工件放置到真空气淬炉的中部，然后通过控制真空加热和氮气冷却即可进行气淬处理，但是现有的真空气淬炉还存在一定的不足之处：

在进行真空气淬的过程中是将工件置于淬火腔的中部，然后通过加热器加热或者氮气进行冷却，这样不管是在进行加热还是冷却的过程中，都是通过固定的加热源位置或者气流导流孔位置进行冷热的作用，使得工件不同位置的加热或者冷却效果不均匀，从而导致最终淬火完的金属强度达不到标准的要求。

而且在进行加热或者是冷却的过程都是分开且有顺序的，这样就导致在淬火腔对工件加热后需要通过氮气再进行充分冷却，其整个过程就是先将淬火腔加热到高温状态，然后再进行冷却，虽然完成了对工件的淬火，但是这其中的热量造成了大量的浪费；同时在淬火腔内部进行冷却时并不是不停地通入氮气，而是通过换热器对氮气进行冷却循环利用，但是常规的换热器在热量大的时候很快就无法实现良好的换热效果，导致冷却时间变长，降低了气淬的效率。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，具备淬火效果好、节能环保的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，包括炉体，所述炉体内部的两端呈对称开设有淬火腔，所述淬火腔的外部固定安装有炉盖，所述炉体的顶部固定安装有控制器，所述炉体顶部位于两个淬火腔顶部处固定安装有气缸，所述淬火腔靠近炉体中部的一侧活动安装有转盘，所述炉体的中心固定安装有第一电机，所述第一电机的两端输出轴与转盘的中心固定连接，所述转盘靠近炉盖的一侧固定安装有加热筒，所述加热筒的内壁均匀开设有气孔，所述加热筒的内壁呈环状均匀固定安装有加热管，所述加热筒侧面的中部开设有圆槽且圆槽内固定安装有轴承，所述轴承的内圈固定安装有安装盘，所述安装盘的外侧固定安装有放置架。

优选的，所述炉盖的侧面固定安装有第二电机，所述炉体内侧面的中部活动安装有叶轮，所述炉体内侧面的中心固定安装有限位轴，所述限位轴贯穿叶轮的中心且与叶轮呈活动套接关系，所述放置架靠近炉体一侧的端部固定安装有限位套。

优选的，所述炉体位于淬火腔中部段的内壁中固定安装有电磁铁，所述电磁铁呈环状均匀分布，所述电磁铁靠近控制器一端的外圈设置有绝磁套，所述炉体内壁位于叶轮外圈的位置固定安装有磁工质环。

优选的，所述炉体背面固定安装有连通到淬火腔内部的进气装置，所述第一电机的转速低于第二电机的转速，所述炉体内部两个淬火腔中进行不同的工艺流程：一端真空加热另一端氮气冷却。

优选的，所述限位轴伸入到淬火腔内部的一端呈矩形状，所述限位套的中心开设有与限位轴端部相适应的矩形槽，所述叶轮上的叶片的布设直径恰好等于加热筒的内圈直径。

优选的，所述炉体位于一侧的电磁铁之间呈串联连接在电路中，所述炉体两侧的电磁铁电路均连接到控制器中，所述控制器分别控制强电流和弱电流接通到电磁铁的电路且可以进行任意切换，所述磁工质环之间通过热交换介质连接。

本发明具备以下有益效果：

1、通过在炉体内部安装第一电机，在两侧开设的淬火腔中均活动安装有转盘，并且转盘连接有真空淬火结构，相较于现有技术来说，通过在第一电机带动转盘的转动即可实现带动加热筒的转动，从而在进行真空加热和氮气冷却阶段均实现了沿着工件外圈均匀转动的效果，从而使得工件受热和冷却都更加均匀，提高了其淬火的效果质量。

2、通过在炉体两侧对称开设淬火腔，并且在两个淬火腔中均设置有磁工质环，同时在炉体内部安装有电磁铁，相较于现有技术来说，开设的两个淬火腔中工作的步骤不相同，这样就使得在工作时一端的淬火腔中处于真空加热阶段，另一端的淬火腔中处于氮气冷却阶段，此时根据控制器对电磁铁内部的电流进行调控，使得加热端淬火腔对应的电磁铁产生强磁场作用在磁工质环上，从而在冷却端淬火腔对应的电磁铁产生弱磁场作用在磁工质环上，这样就使得加热端的磁工质环实现放热来辅助加热管加热，提高加热速度，并且在另一端的淬火腔中通过磁工质环吸热从而对氮气进行降温，使得氮气的循环冷却，并且通过热交换介质将两个磁工质环连接在一起减少了热量的流失，使得一端淬火腔冷却时的热量作用到另一端淬火腔加热，同时采用磁工质环来实现热导流也比常规的换热器更加耐用且制冷效果佳，整体上更加地节能环保。

附图说明

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为本发明结构整体半剖图；

图4为本发明结构正视剖面图；

图5为本发明淬火腔内部结构示意图；

图6为图3中A处放大图；

图7为图4中B-B剖面图；

图8为图4中C-C剖面图。

图中：1、炉体；101、淬火腔；2、炉盖；3、控制器；4、气缸；5、转盘；6、第一电机；7、加热筒；701、气孔；8、安装盘；9、放置架；10、加热管；11、第二电机；12、叶轮；13、限位轴；14、限位套；15、轴承；16、电磁铁；17、绝磁套；18、磁工质环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-图8，一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，包括炉体1，炉体1内部的两端呈对称开设有淬火腔101，淬火腔101的外部固定安装有炉盖2，炉体1的顶部固定安装有控制器3，炉体1顶部位于两个淬火腔101顶部处固定安装有气缸4，淬火腔101靠近炉体1中部的一侧活动安装有转盘5，炉体1的中心固定安装有第一电机6，第一电机6的两端输出轴与转盘5的中心固定连接，这里采用书双轴电机，分别带动两个转盘5转动，也可以分别安装两个电机来带动转盘5转动，转盘5靠近炉盖2的一侧固定安装有加热筒7，加热筒7的内壁均匀开设有气孔701，加热筒7的内壁呈环状均匀固定安装有加热管10，加热筒7侧面的中部开设有圆槽且圆槽内固定安装有轴承15，轴承15的内圈固定安装有安装盘8，安装盘8的外侧固定安装有放置架9，安装盘8通过轴承15与转盘5活动套接在一起，这样当安装盘8和放置架9受到限制不能转动的时候不会影响转盘5的转动，且还能保证在放置架9上放置的工件能够稳定，同时转盘5带动加热筒7转动也使得加热管10的加热更加均匀，或者是在冷却的时候气体导流的更均匀，更利于工件产品的气淬效果，炉体1背面固定安装有连通到淬火腔101内部的进气装置，第一电机6的转速低于第二电机11的转速，第一电机6的转速慢主要是为了带动加热筒7在加热时对工件充分均匀的加热，而第二电机11转速快则是为了保证冷却氮气在淬火腔101中的导流效果，炉体1内部两个淬火腔101中进行不同的工艺流程：一端真空加热另一端氮气冷却，设置两个淬火腔101都可以进行真空气淬，但是其工作过程恰好实现了错开，这样在一端冷却时可以将热量导到另一端辅助加热，不仅起到了快速降温的效果，而且还能提高加热效率，节约了能源，更加符合节能环保的理念。

实施例二

请参阅图2-5、图8，炉盖2的侧面固定安装有第二电机11，炉体1内侧面的中部活动安装有叶轮12，第二电机11在炉盖2内部通过传动装置带动叶轮12转动，从而实现氮气在淬火腔101中的导流，其转速相较于转盘5更快，方便气流的快速流动，炉体1内侧面的中心固定安装有限位轴13，限位轴13贯穿叶轮12的中心且与叶轮12呈活动套接关系，放置架9靠近炉体1一侧的端部固定安装有限位套14，限位轴13伸入到淬火腔101内部的一端呈矩形状，限位套14的中心开设有与限位轴13端部相适应的矩形槽，叶轮12上的叶片的布设直径恰好等于加热筒7的内圈直径，限位轴13与限位套14恰好适配套实现了限位作用，使得限位套14带着放置架9保持水平的位置不动，这样在进行加热或者冷却的过程中都不会影响工件，而且叶轮12是离心叶轮，这样在转动的时候就会从加热筒7内部抽气然后向四周甩出去，将其叶片的布设直径恰好等于加热筒7的内圈直径就可以充分将加热筒7内部的氮气抽出，然后向四周甩到磁工质环18上与其充分接触，从而被吸热冷却，之后再从加热筒7外侧经过气孔701进入到加热筒7内部对工件进行冷却。

实施例三

请参阅图2-4、图8，炉体1位于淬火腔101中部段的内壁中固定安装有电磁铁16，电磁铁16呈环状均匀分布，电磁铁16靠近控制器3一端的外圈设置有绝磁套17，绝磁套17是为了防止电磁铁16另一端产生的磁场对磁工质环18造成影响，从而影响后续的磁制冷效果，炉体1内壁位于叶轮12外圈的位置固定安装有磁工质环18，磁工质环18可采用Gd和LaFeCoSi基合物，是两种磁制冷效果较好的材料，炉体1位于一侧的电磁铁16之间呈串联连接在电路中，炉体1两侧的电磁铁16电路均连接到控制器3中，控制器3分别控制强电流和弱电流接通到电磁铁16的电路且可以进行任意切换，磁工质环18之间通过热交换介质连接，该热交换介质可选用水等环保型的材料，通过热交换介质将两侧的磁工质环18连接到一起，且在控制器3中通过系统控制两侧的电磁铁16电路中的电流大小不一样，这样在两侧的磁工质环18分别处于不同大小的磁场中，此时根据磁制冷原理的应用：通过磁工质设置在不同强弱的磁场中，并且之间还通过介质连接，在通电后就可以实现热量的转移，进而就可以使得弱磁场一端的磁工质环18吸热，然后在另一端的磁工质环18放热，这样再将其根据具体的淬火腔101中工作情况进行控制电流大小：即在进行真空加热的淬火腔101对应的电磁铁16电路中通入强电流，该端的磁工质环18处在的磁场强度大，另一端的淬火腔101中则恰好进行氮气冷却，此时对应的电磁铁16电路中通入弱电流，这样使得该端的磁工质环18处于较弱的磁场中，然后在控制器3中进行控制电流的具体变化，通过热交换介质可以实现将氮气冷却端淬火腔101中的热气导流到真空加热端的淬火腔101中，这样不仅实现了真空气淬中的冷却过程还节省了加热所需要能量，更加节能环保；同时，采用磁工质环18对淬火腔101中导流的氮气进行降温相较于普通的换热器来说要更加的方便，其只需要将其置于淬火腔101中就可以实现吸热对循环的氮气进行降温，避免了现有的换热器在使用一段时间降温效果差的问题，保证了真空淬火的效果。

工作原理，使用前，先将需要进行真空气淬的工件放置到放置架9上并保证其稳定性，然后关闭炉体1，使得限位轴13的端部对应卡接进限位套14中部的矩形槽中，保持放置架9和工件处于水平状态，然后通过气缸4将淬火腔101内部抽成真空状态；

工作时，以左端的淬火腔101中为真空加热为例，第一电机6带动转盘5进行转动，同时转盘5带动加热筒7沿着放置架9的外部进行匀速缓慢转动，加热筒7上的加热管10产生热量作用到工件上进行加热，此时左端炉盖2上的第二电机11不启动，通过加热筒7带动加热管10转动对工件进行充分均匀的加热，同时右端的淬火腔101中进行氮气冷却过程，即氮气通入到淬火腔101内，并且通过气孔701进入到加热筒7内部，对放置架9上的工件进行冷却，而且右端第二电机11启动带动叶轮12转动，叶轮12转动的时候将加热筒7内部与工件接触后升温的氮气抽走并向四周甩出去，四周甩出去的氮气与磁工质环18接触，然后在加热筒7经过导流再通过气孔701进入到加热筒7内部；

在上述过程中左端的电磁铁16电路中施加强电流，同时在电磁铁16的端部处产生强磁场，即位于左端淬火腔101中的磁工质环18处于强磁场中，同时右端的电磁铁16电路中施加弱电流，同时在电磁铁16的端部处产生弱磁场，即位于右端淬火腔101中的磁工质环18处于弱磁场中，而且在两个磁工质环18之间连接有热交换介质，因此在左端磁工质环18上就放热，从而辅助加热管10对淬火腔101中进行升温实现快速的加热过程，而右端的磁工质环18就会吸热，从而将经过其表面的氮气进行降温，从而在氮气循环过程中就可以对氮气实现不断的加热过程，并且在一端淬火腔101中吸热再作用到另一端的淬火腔101中，保证了热量的充分利用，节约了能源，还提高了氮气的冷却效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，包括炉体（1），其特征在于：所述炉体（1）内部的两端呈对称开设有淬火腔（101），所述淬火腔（101）的外部固定安装有炉盖（2），所述炉体（1）的顶部固定安装有控制器（3），所述炉体（1）顶部位于两个淬火腔（101）顶部处固定安装有气缸（4），所述淬火腔（101）靠近炉体（1）中部的一侧活动安装有转盘（5），所述炉体（1）的中心固定安装有第一电机（6），所述第一电机（6）的两端输出轴与转盘（5）的中心固定连接，所述转盘（5）靠近炉盖（2）的一侧固定安装有加热筒（7），所述加热筒（7）的内壁均匀开设有气孔（701），所述加热筒（7）的内壁呈环状均匀固定安装有加热管（10），所述加热筒（7）侧面的中部开设有圆槽且圆槽内固定安装有轴承（15），所述轴承（15）的内圈固定安装有安装盘（8），所述安装盘（8）的外侧固定安装有放置架（9）。

2.根据权利要求1所述的一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，其特征在于：所述炉盖（2）的侧面固定安装有第二电机（11），所述炉体（1）内侧面的中部活动安装有叶轮（12），所述炉体（1）内侧面的中心固定安装有限位轴（13），所述限位轴（13）贯穿叶轮（12）的中心且与叶轮（12）呈活动套接关系，所述放置架（9）靠近炉体（1）一侧的端部固定安装有限位套（14）。

3.根据权利要求2所述的一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，其特征在于：所述炉体（1）两端内壁中呈环状均匀固定安装有电磁铁（16），每端内壁中安装的电磁铁（16）位于淬火腔（101）的中部外圈位置，所述电磁铁（16）靠近控制器（3）一端的外圈设置有绝磁套（17），所述炉体（1）内壁位于叶轮（12）外圈的位置固定安装有磁工质环（18）。

4.根据权利要求1所述的一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，其特征在于：所述炉体（1）背面固定安装有连通到淬火腔（101）内部的进气装置，所述第一电机（6）的转速低于第二电机（11）的转速，所述炉体（1）内部两个淬火腔（101）中进行不同的工艺流程：一端真空加热另一端氮气冷却。

5.根据权利要求2所述的一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，其特征在于：所述限位轴（13）伸入到淬火腔（101）内部的一端呈矩形状，所述限位套（14）的中心开设有与限位轴（13）端部相适应的矩形槽，所述叶轮（12）上的叶片的布设直径恰好等于加热筒（7）的内圈直径。

6.根据权利要求3所述的一种防腐防锈合金热处理用真空气淬炉，其特征在于：所述炉体（1）一端内壁中的各个电磁铁（16）之间通过导线依次连接且串联在电路中，所述炉体（1）两侧的电磁铁（16）电路均连接到控制器（3）中，所述控制器（3）分别控制强电流和弱电流接通到电磁铁（16）的电路且可以进行任意切换，所述磁工质环（18）之间通过热交换介质连接。

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