CN115011913A - 一种感应渗硼工装和感应渗硼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种感应渗硼工装和感应渗硼方法,工装包括密封容器和感应加热装置,外罩框架,密封容器内部具有腔体,腔体内填充具有渗硼剂;外罩框架设置在密封容器的腔体内,外罩框架内具有供工件放置的空间,工件则放置于该空间内,密封容器上设有用于检测腔体内温度的测温装置。使用时,将工件放置于腔体内,对感应加热装置进行感应加热,测温装置读取温度。本发明进行感应加热时,感应加热装置和工件同时升温,使渗硼剂温度快速升高,获得更优的渗硼效果。同时在加热过程中,合理设计测温装置,可对工件以及渗硼剂进行实时温度监测达到控温效果,便于后续得出最优感应渗硼数据,为优化感应渗硼工艺提供了理论以及实践数据支持。

Description

一种感应渗硼工装和感应渗硼方法
技术领域
本发明涉及领域,尤其涉及一种感应渗硼工装和感应渗硼方法。
背景技术
在我国,渗硼已是一项成熟且广泛应用的化学热处理工艺,但高频感应加热渗硼是近年来发展起来的新工艺,高频感应加热渗硼是近年来发展起来的新工艺,国外以苏联试验研究较早,而且进行了较多的试验和理论探讨,目前而言,明克维奇首先研究高频感应加热膏剂渗硼并获得成功。我国盐浴渗硼和粉末固体渗硼应用较多,这些工艺存在着工艺时间长,渗硼层硬度高、脆性大等缺点,不仅影响了渗硼的应用,而且能源消耗大。
在渗硼技术研究中,通常需要使用高频超音感应加热设备、红外线测温枪、智能温湿场巡检仪以及耐高温热电偶。
高频加热设备是采用磁场感应涡流加热原理,利用电流通过线圈产生磁场,当磁场内磁力线通过金属材质时,使锅炉体本身自行高速发热,然后再加热物质,并且能在短时间内达到令人满意的温度。优点是磁力加热、节能、环保,零排放,无人值守,水电分离,管路无结垢,无明火,操作方便,安全可靠,经久耐用,洁净环保,安装简便,外形美观,适用广泛,无杂音,异味,开路循环,完全不存在任何爆炸危险。具有防过热、不漏电、防欠水防干烧,防欠压,防高压,防冻,夜间用电低谷时自动高温储热等多重智能保护,无油烟,无热辐射等诸多优点。采用回水控制大功率散热器进行散热,可将回收的热源充分利用提高热效率而且适应各种恶劣环境。
红外线测温枪的优点有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。对渗硼剂以及渗硼工件温度检测提供了便捷方法。
温湿度巡检仪以计算机系统为核心,用热电偶或热电阻作测温组件,可进行多通道的温度、湿度测量,实现温湿度试验箱、热处理炉等温湿度设备的温湿场均匀性、波动度的测试。该仪器配合红外线测温枪更加准确以及实时监控感应渗硼中渗硼剂以及工件温度变化。
现有的感应渗硼工艺,通常如CN113151776A一种高效感应渗硼工艺所示,感应圈通常环绕设置在坩埚外周,加热方式对渗硼剂温度控制的精度较差,对异形件来说,渗硼层的厚度不稳定。如何针对上述不足,在原基础上改善渗硼温度不够缺点,渗硼剂温度可控同时对渗硼剂进行改善,进而对感应渗硼步骤进行优化,从而达到高效渗硼目的,成为了研究的重点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术之不足,本发明提供一种感应渗硼工装和感应渗硼方法,使感应加热时,渗硼剂与工件同时加热,提高渗硼原料的温度均匀性,简化渗硼工艺,大大缩短渗硼时间,从根本上提高感应工件渗硼的效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种感应渗硼工装,用于对工件进行渗硼操作,包括密封容器和感应加热装置,外罩框架,所述的密封容器内部具有腔体,腔体内填充具有渗硼剂;所述的外罩框架设置在密封容器的腔体内,外罩框架内具有供工件放置的空间,所述的工件则放置于该空间内,所述的密封容器上设有用于检测腔体内温度的测温装置。
在上述方案中,工件放置在密封容器的空腔内,感应加热装置设置在密封容器内。在进行感应加热时,感应加热装置和工件同时升温,使渗硼剂温度快速升高,获得更优的渗硼效果。相对于传统的将感应线圈外包在密封容器外的设计,对工件的加热速率更快,区域温度上升快速,且可通过测温装置有效检测温度,达到控温效果。
进一步的,针对轴类零件,所述的感应加热装置为外罩框架,外罩框架内具有供工件放置的空间,所述的工件则放置于该空间内,所述的外罩框架为碳钢材质或可被感应加热的材料。
更进一步的,所述的外罩框架呈螺旋形结构,所述的工件则放置在螺旋形结构的螺旋内。螺旋形的结构设计,可环绕在工件外,加热速率较无螺旋件速率更快,进一步提高加热速率。
进一步的,针对异形件,所述的感应加热装置为若干颗粒状结构,所述的颗粒状结构设置在密封容器的腔体内,所述的颗粒状结构为碳钢材质或可被感应加热的材料。通过颗粒状结构的设计,在升温过程中,颗粒状结构散落在工件外,在加热时可通过加热该颗粒状结构进行感应加热,对密封容器底部和渗硼剂快速升温,便于对异形工件进行加工操作。
进一步的,所述的测温装置包括至少三组测温热电偶,其中至少一组测温热电偶的测温端与待加热工件接触,至少一组测温热电偶的测温端延伸至密封容器的腔体的下段位置,至少一组测温热电偶的测温端延伸至密封容器的腔体的上段位置。通过上下两组测温热电偶可对密封容器的腔体上下进行温度检测,与工件接触的测温热电偶则可便于对工件进行温度检测,便于观察并优化渗硼工艺。
一种感应渗硼方法,采用上述的一种感应渗硼工装,将工件放置于腔体内,对感应加热装置进行感应加热,测温装置读取温度。
本发明的有益效果是,本发明提供的一种感应渗硼工装和感应渗硼方法,通过合理设计工装结构,在密闭含有渗硼剂的容器中加入螺旋结构件,把工件放入螺旋结构内部,在进行感应加热时,螺旋结构和工件同时升温,使渗硼剂温度快速升高,获得更优的渗硼效果。通过对颗粒状结构的加热,使渗硼过程中,物料和坩埚底部区域温度快速上升,适用于对异型工件的加工渗硼。同时在加热过程中,合理设计测温装置,可对工件以及渗硼剂进行实时温度监测达到控温效果,便于后续得出最优感应渗硼数据,为优化感应渗硼工艺提供了理论以及实践数据支持。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明最优实施例的结构示意图。(提供图1视角的CAD图纸,或者无着色的黑白线条图片)
图中 1、测温热电偶 2、密封盖 3、密封坩埚 4、外罩框架 5、工件 6、颗粒状结构。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成,方向和参照(例如,上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此,并非在限制性意义上采用以下具体实施方式,并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
如图1所示一种感应渗硼工装,是本发明最优实施例,用于对工件5进行渗硼操作,包括密封容器、外罩框架4和若干颗粒状结构6。
密封容器可优选使用为密封坩埚3,起到密封隔热作用的装置,密封坩埚3上设计密封盖2进行密封,且该密封容器不限于坩埚,只要起到密封隔热作用即可。密封容器内部具有腔体,腔体内填充具有渗硼剂。外罩框架4设置在密封容器的腔体内。外罩框架4内具有供工件5放置的空间,工件5则放置于该空间内,外罩框架4呈螺旋形结构,工件5则放置在螺旋形结构的螺旋内。
螺旋形的结构设计,可环绕在工件5外,便于提高加热速率。颗粒状结构6也设置在密封容器的腔体内,通常颗粒状结构6散落在腔体下段的位置,颗粒状结构6可为球状,或者其他粒型,用于均匀密封坩埚3内的温度。外罩框架4和颗粒状结构6为碳钢材质或可被感应加热的材料,起到提升渗硼料温度的同时不影响工件5的升温。
密封盖2上设有用于检测腔体内温度的测温装置。测温装置包括三组测温热电偶1,测温热电偶1一端伸入密封坩埚3内、另一端则从密封盖2上端接出。其中一组测温热电偶1的测温端与待加热工件5接触,一组测温热电偶1的测温端延伸至密封容器的腔体的下段位置,一组测温热电偶1的测温端延伸至密封容器的腔体的上段位置。通过上下两组测温热电偶1可对密封容器的腔体上下进行温度检测,与工件5接触的测温热电偶1则可便于对工件5进行温度检测,便于观察并优化渗硼工艺。
采用上述的感应渗硼工装,感应渗硼方法Wie将工件5放置于外罩框架4的空间内,对外罩框架4进行感应加热,测温装置读取腔体内温度。在使用时,针对工件5形状,分别对外罩框架4或者颗粒状结构6进行感应加热。
在加工轴类零件时,通常仅需对外罩框架4进行加热。螺旋形的外罩框架4,加热速率较无螺旋件速率较快。在相同情况下,在密闭含有渗硼剂的密封容器中加入螺旋形结构的外罩框架4,把工件5放入螺旋形结构的内部,在进行感应加热时,外罩框架4和工件5同时升温,使渗硼剂温度快速升高,获得更优的渗硼效果。
在加工异形件时,为感应加热颗粒状结构6。在渗硼过程中颗粒状起到对异型工件5进行均匀加热作用,由于颗粒状结构6是散落在工件5外周的,可对密封容器底部和渗硼剂快速升温,便于对异形工件5进行加工操作。
相对于传统的将感应线圈外包在密封容器外的设计,将感应加热装置设置在密封容器内,在感应加热时,感应加热装置和工件5同步升温,对工件5的加热速率更快,区域温度上升快速,且可通过测温装置有效检测温度,达到控温效果。
在对物件加热过程中,用测温装置对工件5以及渗硼剂进行实时温度监测达到控温效果。在控温过程中,不同感应频率温度达到900度时间不同,在相同条件下可以观察以及测试渗硼速率以及渗硼厚度。从而进行数据比较得出最优感应渗硼数据,为优化感应渗硼工艺提供了理论以及实践数据支持。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种感应渗硼工装,用于对工件(5)进行渗硼操作,其特征在于:包括密封容器和感应加热装置,外罩框架(4),所述的密封容器内部具有腔体,腔体内填充具有渗硼剂;所述的外罩框架(4)设置在密封容器的腔体内,外罩框架(4)内具有供工件(5)放置的空间,所述的工件(5)则放置于该空间内,所述的密封容器上设有用于检测腔体内温度的测温装置。
2.如权利要求1所述的一种感应渗硼工装,其特征在于:所述的感应加热装置为外罩框架(4),外罩框架(4)内具有供工件(5)放置的空间,所述的工件(5)则放置于该空间内,所述的外罩框架(4)为碳钢材质或可被感应加热的材料。
3.如权利要求2所述的一种感应渗硼工装,其特征在于:所述的外罩框架(4)呈螺旋形结构,所述的工件(5)则放置在螺旋形结构的螺旋内。
4.如权利要求1所述的一种感应渗硼工装,其特征在于:所述的感应加热装置为若干颗粒状结构(6),所述的颗粒状结构(6)设置在密封容器的腔体内,所述的颗粒状结构(6)为碳钢材质或可被感应加热的材料。
5.如权利要求1所述的一种感应渗硼工装,其特征在于:所述的测温装置包括至少三组测温热电偶(1),其中至少一组测温热电偶(1)的测温端与待加热工件(5)接触,至少一组测温热电偶(1)的测温端延伸至密封容器的腔体的下段位置,至少一组测温热电偶(1)的测温端延伸至密封容器的腔体的上段位置。
6.一种感应渗硼方法,其特征在于:采用如权利要求1至5中任意一项所述的一种感应渗硼工装,将工件(5)放置于腔体内,对感应加热装置进行感应加热,测温装置读取温度。
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