CN116065005B - 一种真空热处理复合工艺开发设备及处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空热处理复合工艺开发设备及处理工艺，其中开发设备包括油淬室、渗碳气淬室、高温充放气系统、耐高温高压双向密封系统、双向送取料机构和循环变温控制系统，具备渗碳、快速循环变温、多介质淬火等功能，提高了大尺寸零件的冷却能力，有利于真空热处理设备向多功能方向发展。基于本专利提出的循环变温渗碳工艺使轴齿类零件的接触疲劳寿命从1600MPa提升至1950Mpa，有利于复杂真空热处理工艺的工业化应用，实现零件的轻量化。本发明中的真空热处理复合工艺开发设备配备先进的循环变温控制系统，自动化程度高，具有重要的工程应用价值。

Description

一种真空热处理复合工艺开发设备及处理工艺
技术领域
本发明涉及金属制件热处理，具体说是一种真空热处理复合工艺开发设备及处理工艺。尤指一种具有快速循环变温功能的真空热处理复合工艺开发设备及处理工艺。
背景技术
真空热处理技术是热处理与表面技术领域未来最具前景的重点技术之一，其突出优点在于赋予关键构件以精密、清洁的表面和良好的环境，从而能使构件获得更好的极限性能和更长的使用寿命。随着工业技术的发展，机械装备的参数越来越高，单一的热处理工艺已经不能再满足零件日益增长的长寿命、高可靠性的要求，复杂热处理成为未来热处理工艺的发展方向。
真空渗碳过程中的快速循环变温工艺可以获得弥散分布的球状或近球状碳化物实现第二相强化，使齿轮的疲劳寿命大幅度提高。由于普通单室真空渗碳气淬炉的冷却能力有限，只能在实验室级别的小样上实现快速循环变温，无法进行工业应用。与油淬功能结合可以提高大尺寸工件的冷却能力，但是带有高压气淬功能的热室与带有油淬功能的冷室之间的密封需要同时考虑高温、负压、正压三种因素，普通的单向密封热闸阀通常在高温、负压条件下使用，无法满足设计要求，使得工业级的具有快速变温功能的真空热处理复合工艺开发设备仍处于开发阶段。
中国实用新型专利CN 202347079U设计的三室真空高温低压渗碳设备虽然同时具备高压气淬和油淬功能，但其热室无风冷系统，该专利的渗碳设备仍无法实现快速循环变温。因此，亟需在渗碳室增加高压气淬功能，解决高温、负压、正压条件下的双向密封双向送取料和快速循环变温控制问题，研制一种具有快速变温功能的真空热处理复合工艺开发设备，满足快速循环变温渗碳等复杂真空热处理工艺的开发和工业应用，改善产品组织性能，提高真空热处理工艺及装备技术水平。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种真空热处理复合工艺开发设备。该设备在在渗碳室增加高压气淬功能，并设计了双向送取料机构，以解决高温、负压、正压条件下的双向密封、双向送取料和快速循环变温控制问题，满足快速循环变温渗碳等复杂真空热处理工艺的开发和工业应用，改善产品组织性能，提高真空热处理工艺及装备技术水平。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种真空热处理复合工艺开发设备，其特征在于，包括油淬室和加热渗碳气淬室，耐高温高压双向密封系统2位于油淬室和加热渗碳气淬室之间；真空系统设置在油淬室外部和加热渗碳气淬室外部；
高温充放气系统安装在加热渗碳气淬室外部并与加热渗碳气淬室连通形成循环通道，用于加热渗碳气淬室的充放气；
循环变温控制系统与高温充放气系统连接，用于控制高温充放气系统的动作；
真空系统包括连接油淬室和加热渗碳气淬室的管道，上述管道靠近油淬室及加热渗碳气淬室处分别设有冷室阀101和热室阀102，上述管道在冷室阀101和热室阀102之间依次设有机械泵I 103和罗茨泵I104；
真空系统还包括设在加热渗碳气淬室侧面的渗碳气体充气阀（301），加热渗碳气淬室顶部设有冷却器302，冷却器302上部一侧设有真空阀门303，另一侧通过管道依次连接有补集器（304）、罗茨泵II 305和机械泵II306；
上述开发设备通过手动或自动控制可实现高温保温、快速充气、启动循环冷却、停止循环冷却、高温高压排气、中温保温、升温再保温的快速循环变温过程以及物料转移、入油淬火的复合真空热处理工艺过程。
在上述方案的基础上，
所述油淬室包括冷却室壳体1，冷却室壳体1内设置淬火机构6和双向送取料机构5；淬火机构6包括淬火台、淬火台下方的升降台、油槽及油搅拌装置；
所述双向送取料机构5包括主动轮系504和凸轮轴系506，下叉组件503通过轴承座与主动轮系504的驱动轴连接，通过铜套与凸轮轴系506的凸轮轴滑动连接，当凸轮轴转动时，下叉组件503以驱动轴为旋转中心调节送料机构的高低位；
双向送取料机构采用三层料叉结构，包括上叉组件501、中叉组件502和下叉组件503：上叉组件501和下叉组件503的内侧均设有滑轨，中叉组件502下方为齿条结构、两端设有链轮、两侧上下分别设有成组滑轮，其中齿条与主动轮系504和从动轮系505中的齿轮啮合实现向左或向右双向移动，链轮和端部分别固定在上叉组件501和下叉组件503的链条啮合实现三层料叉的收缩和展开、对应原位和送料位，展开时中叉组件502的侧上滑轮在上叉组件501内侧滑轨滑动，侧下滑轮在下叉组件503内侧滑轨滑动，中叉组件502移动一倍距离则上叉组件501移动两倍距离；
主动轮系504和从动轮系505之间采用链传动，中间设有张紧轮组507，张紧轮组507与下叉组件503固定，通过调节松紧保证料叉双向移动时传动过程平稳；
主动轮系504和凸轮轴系506由安装在冷却室壳体1上的减速机驱动，减速机与主动轮系504和凸轮轴系506之间分别通过凸型联轴器508、传动过渡轴509和轴套510连接。
在上述方案的基础上，
所述耐高温高压双向密封系统包括安装在外壳中的热闸阀升降气缸201和导向楔块207，吊挂框202固定在热闸阀升降气缸201下部，吊挂框202上设有导向轮208，导向轮208可以在设在外壳内壁上的热闸阀升降导轨207中上下滑动；
吊挂框202上设有两条连接轴209，两条连接轴209上各设有四个铰链板210，上述铰链板210各自通过铰链座205分别与热室阀板203和冷室阀板204铰接；
连接轴209上设有定位节211，用于限制铰链板210进而控制热室阀板203和冷室阀板204的位置；
当热闸阀升降气缸使热室阀板203和冷室阀板204上连接的铰链板210处于同一水平线时，即可在常规的单向密封基础上利用阀腔法兰抵消作用力控制密封圈的压缩量实现反向密封。
在上述方案的基础上，
所述加热渗碳气淬室包括加热室壳体3，加热室壳体3内设有炉胆4和加热系统，炉胆4内部设有料台，炉胆4下方设有炉胆上下风门401；
加热渗碳气淬室外部设有高温充放气系统，高温充放气系统包括高压管道12，高压管道12与加热渗碳气淬室连通为气体循环通道，高压管道12与加热渗碳气淬室的进气口与出气口的连接处均设有炉内导风板9，炉内导风板9位于加热室壳体3与炉胆4之间，用于引导加热渗碳气淬室内的气体流向；
高压管道12上设有换热器10、自动放气装置11和离心风机8，离心风机8的壳体上设有充气装置7。
在上述方案的基础上，
所述循环变温控制系统包括智能温控仪和负载热电偶；负载热电偶设置在炉胆4内部料台的上方与下方，用于对加工工件上下表面温度进行实时测量和反馈；智能温控仪接到负载热电偶的温度反馈后，控制加热渗碳气淬室内加热系统的开闭和炉内导风板9的位置，进而控制加热渗碳气淬室内的气体流向，从而实现循环变温功能。
在上述方案的基础上，加热渗碳气淬室内的气冷压强为 0.6-2MPa。
本发明的另一个目的在于提供一种真空热处理复合工艺。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种真空热处理复合工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：加热保温：在放气状态下，打开热室阀板203，主动轮系504、从动轮系505与凸轮轴系506驱动双向送取料机构5至右高位托举工装至进入加热渗碳气淬室，然后双向送取料机构5降至右低位，平稳地将工装放在料台上；双向送取料机构5退出加热渗碳气淬室，关闭热室阀板203，抽真空后进行加热至650-750oC，保温一段时间；
S2：第一个脉冲渗碳：保温结束后加热至850-980oC进行脉冲渗碳，依设定压力通过渗碳气体充气阀301向炉胆4内充入定量定比例乙炔气及氮气混合气体，进行脉冲渗碳，关闭炉胆上下风门401，乙炔气体受热分解会产生出活性碳原子，活性碳原子渗入金属零件表面实现渗碳，之后打开真空阀门303，抽出渗碳后剩余的废气，完成一个渗碳脉冲。该阶段包括交替多次的渗碳周期和扩散周期，一个渗碳周期包括多个渗碳脉冲；
S3：循环变温：高温充放气系统通过充气装置7向加热渗碳气淬室充入压力≥2×105Pa的冷却气体，使工件表层快速冷却至700℃以下，稳定一段时间后立即升温至850-980oC，整个过程通过循环变温控制系统自动控制；
降温开始加热系统处于关闭状态，气体首先从一个方向吹向待淬工件，一旦检测到负载热电偶的上下温差超过设定值或固定时间后，循环变温控制系统控制炉内导风板9变换导风位置进行风向上下交替，完成风向切换，如此循环往复，直至温度降到需要的温度开始保温，待保温结束后即可启动加热，实现循环变温的要求，以此保证工件在整个循环变温过程中的温度均匀性；
S4：第二个脉冲渗碳：升温至850-980oC，随后抽至真空，再次进行脉冲渗碳，该阶段操作与S2相同；
S5：气液复合淬火：脉冲渗碳完成后，将油淬室、加热渗碳气淬室重新抽真空至压差＜0.5Pa，打开热室阀板203和冷室阀板204，双向送取料机构以右低位状态前伸进入加热渗碳气淬室，随后升至右高位，平稳地将工装从料台上托起，然后回到原位进入油淬室，凸轮轴系506由高位转至低位，送料机构以左高位状态到达淬火位，随后降至左低位将工装放在淬火台上，退回原位；
热室阀板203和冷室阀板204关闭，油淬室先充入0.6-2MPa氮气并保压使工件表面快速冷却至800-850℃，然后打开油搅拌装置，工件通过升降台平稳快速进入油槽；打开机械泵I 103和冷室阀101将油烟抽走至肉眼不可见，关闭冷室阀101、机械泵I103并对冷室进行放气至大气状态，打开炉门完成取料。
本发明所述的一种真空热处理复合工艺开发设备，其有益效果为：
1.本发明渗碳室具备高压气淬功能，最高气淬压力可达2MPa，冷却速度能通过改变气体压力和风机转速进行控制，该渗碳室具备渗碳、快速循环变温等功能。本发明解决了高温、正压、负压条件下的双向密封、双向送取料和快速循环变温控制问题，增加了油淬室，提高了大尺寸零件的冷却能力，有利于真空热处理设备向多功能方向发展。
2.本发明中基于真空热处理复合工艺开发设备的渗碳、快速循环变温、多介质淬火等功能，提出了循环变温渗碳等复杂真空热处理工艺，可以改善渗层中碳化物的形态，从而使轴齿类零件寿命的大幅度提高，渗碳齿轮的接触疲劳寿命从1600MPa提升至1950MPa，有利于实现轴齿类零件的轻量化。
3.本发明中的真空热处理复合工艺开发设备配备先进的循环变温控制系统可以根据工艺设计实现对各机构的运作、温度和真空度等的自动监控，满足复杂的工艺所要求的各种工作方式，自动化程度高，并有故障自诊和监控功能。操作步骤简单，降低了新工艺开发的成本，适合真空热处理复杂工艺开发，具有重要的工程应用价值。
附图说明
本发明有如下附图：
图1本发明一种真空热处理复合工艺开发设备结构示意图（部分结构未示出）；
图2本发明一种真空热处理复合工艺开发设备中高温充放气系统结构图；
图3本发明一种真空热处理复合工艺开发设备中真空系统结构图；
图4本发明中耐高温高压双向密封系统结构图：（a）关闭状态主视图；（b）开启状态主视图；（c）关闭状态俯视图；（d）工作原理示意图；
图5本发明中双向送取料机构结构图：（a）主视图；（b）俯视图；
图6本发明中双向送取料机构工作状态图；
图7本发明中循环变温控制系统的工作原理示意图；
图8本发明实施例2中一种齿轮的快速循环变温渗碳工艺曲线；
图9渗碳处理渗层的金相对比：（a）传统渗碳处理；（b）本发明实施例2中一种齿轮的快速循环变温渗碳处理；
图10本发明实施例2中一种齿轮经快速循环变温渗碳工艺处理后的疲劳接触寿命。
图中：1、冷却室壳体；101、冷室阀；102、热室阀；103、机械泵I；104、罗茨泵I；2、高温高压双向密封系统；201、热闸阀升降气缸；202、吊挂框；203、热室阀板；204、冷室阀板；205、铰链座；206、导向楔块；207、热闸阀升降导轨；208、导向轮；209、连接轴；210、铰链板；211、定位结；3、加热室壳体；301、渗碳气体充气阀；302、冷却器；303、真空阀门；304、补集器；305、罗茨泵II；306、机械泵II；4、炉胆；401、炉胆上下风门；5、双向送取料机构；501、上叉组件；502、中叉组件；503、下叉组件；504、主动轮系；505、从动轮系；506、凸轮轴系；507、张紧轮组；508、凸型联轴器；509、传动过渡轴；510、轴套；6、淬火机构；7、充气装置；8、离心风机；9、炉内导流板；10、换热器；11、自动放气装置；12、高压管道。
具体实施方式
下面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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施例，还包括各具体实施例之间的任意组合。
实施例1：一种具有快速循环变温功能的真空热处理复合工艺开发设备
请参阅图1-5，本发明提供一种具有快速循环变温功能的真空热处理复合工艺开发设备，主要包括油淬室、渗碳气淬室、高温充放气系统、耐高温高压双向密封系统、双向送取料机构和循环变温控制系统。所述油淬室包括冷却室壳体、双向送取料机构、淬火机构等。所述加热渗碳气淬室包括加热室壳体、炉胆、离心风机、炉内导流板、换热器、高压管道。
所述高温充放气系统包括充气装置、自动放气装置等，所述充气装置位于离心风机壳体上，自动放气装置位于高压管路上。
所述双向送取料机构采用悬臂三层料叉结构，包括上叉组件、中叉组件、下叉组件、主动轮系、从动轮系、凸轮轴系、张紧轮组、凸型联轴器、传动过渡轴、轴套；如图6所示，具有5个典型状态，左低位、左高位、原位、右低位、右高位。其中左低位与右高位的凸轮轴处于高位，左高位与右低位的凸轮轴处于低位。该双向送取料机构可自动平稳地完成两个动作：a) 高低位切换动作；b) 双向水平转运运动。
所述循环变温控制系统包括组态王程序、智能温控仪、工件的上下方布有负载热电偶T su和T sd，心部放有负载热电偶T c，热电偶信号接入控制系统，进行温度实时测量反馈，如图7所示。在计算机上的循环变温窗口输入工艺参数后，自动运行，通过比较测量负载热电偶的上下温差|T su-T sd|与设定值ΔT，控制加热系统开闭、自动切换风道上下开关以及调节外循环交替吹风冷却系统的压力从而完成循环变温，并具有温度实时记录、超温报警等功能。
所述耐高温高压双向密封系统，包括热闸阀升降气缸、吊挂框、热室阀板、冷室阀板、铰链座、导向楔块、热闸阀升降导轨、导向轮、连接轴、铰链板、定位结；所述热室阀板和冷室阀板对称布置在连接轴的两侧，分别与装于吊挂框上的连接轴铰接，当热闸阀升降气缸使冷热阀板上的铰链板处于同一水平线时，即可在常规的单向密封基础上利用阀腔法兰抵消作用力控制密封圈的压缩量实现反向密封。其热室阀板203具有复合隔热层，可隔绝加热渗碳气淬室在变温过程中由高压气体带来的热辐射和热传导；其定位结211可通过限制铰链板210限定冷室阀板204和热室阀板203的相对夹角和水平间距，夹角α范围为85-180°，阀板水平距离变化值X与α关系为，阀板垂直高度变化值Y与α关系为，当α=180°时，X=0，Y=0，耐高温高压双向密封系统为密封状态，冷热室阀板之间间距最大，相对吊挂框202高度最高；当α=85°时，X≈20，Y≈44，耐高温高压双向密封系统为开启状态，冷热室阀板之间间距最小，相对吊挂框202高度最低。所述耐高温高压双向密封系统的驱动除采用气缸外，也可采用齿轮齿条传动等其他方式。
气淬系统可以采用自上而下的吹风形式也可以采用外循环、上下交替吹风型式，渗碳气淬室的设计压力为 0.6-2MPa, 根据工艺不同，气冷压强可以在 0.6-2MPa 范围内任意选择，可以满足不同冷速和气淬均匀性的要求。
实施例2：一种快速循环变温渗碳工艺（处理对象为一种齿轮）
具体步骤如下：
S1：加热保温：在放气状态下，开启炉门，双向送取料车的料叉高位托举工装至进入加热室，然后降至低位，平稳地将工装放在料台上，料叉低位退出，回到原位，关闭闸阀，抽真空后进行加热至650oC，保温一段时间。
S2：第一个脉冲渗碳：保温结束后加热至930oC进行脉冲渗碳，打开渗碳气体充气阀，依设定压力向炉胆内充入定量定比例乙炔气及氮气混合气体，进行脉冲渗碳，关闭渗碳气体充气阀，乙炔气体受热分解会产生出活性碳原子，活性碳原子渗入金属零件表面实现渗碳，之后打开真空阀门，抽出渗碳后剩余的废气，完成一个渗碳脉冲。该阶段包括交替多次的渗碳周期和扩散周期，一个渗碳周期包括多个渗碳脉冲。
S3：循环变温：高温充气系统向所述渗碳室充入冷却气体压力6×105Pa，使工件表层快速冷却至620℃，并稳定一段时间后立即升温至930oC，整个过程通过循环变温控制系统自动控制。降温开始加热系统处于关闭状态，气体首先从一个方向吹向待淬工件，一旦检测到负载热电偶的上下温差超过设定值或固定时间后，即|T su-T sd|＜5oC时，进行风向上下交替，控制系统输出信号至元件，自动切换风道上下开关，完成风向切换，如此循环往复，直至温度降到需要的温度开始保温，整个降温过程不超过2分钟，待保温结束后要求后即可启动加热，实现循环变温的要求，以此保证工件在整个循环变温过程中的温度均匀性。由于循环变温过程冷速足够快导致第一个脉冲渗碳后得到的“超饱和”固溶体里的碳原子来不及在原奥氏体晶界析出，将在奥氏体晶粒中以碳化物形式析出。
S4：第二个脉冲渗碳：升温至930oC，随后抽至真空，再次进行脉冲渗碳，该阶段操作与第一个脉冲渗碳阶段相同。重新将温度升高到渗碳温度进行第二个脉冲渗碳的过程中，循环变温阶段析出的碳化物来不及回溶，作为碳化物核心继续长大形成大量细小弥散颗粒状碳化物（图9(b)），有利于避免了粗大沿晶碳化物的出现（图9(a)）。
S5：气液复合淬火：脉冲渗碳完成后，将渗碳室、冷室重新抽真空至压力平衡（压差＜0.5Pa），打开双向密封闸阀，双向送取料料车的料叉低位状态前伸进入加热室，升至高位取料，并在高位状态回到原位，然后料叉高位状态进入进入冷却室，降至低位将工装放在淬火台上，退回原位。双向密封闸阀关闭，冷室先充入0.6-2MPa氮气并保压90s（工件快速冷却至850℃左右），然后打开油搅拌，工件通过升降台平稳快速入油。打开机械泵、冷室阀将油烟抽走至肉眼不可见，关闭冷室阀、机械泵并对冷室进行放气至大气状态，打开炉门完成取料。
图8为实施例2中一种齿轮的快速循环变温渗碳工艺曲线，相比与传统的渗碳过程增加循环变温阶段。
图9对比了为传统的渗碳处理后的渗层金相与实施例2中一种齿轮的快速循环变温渗碳处理后的渗层金相，增加循环变温过程后渗层中的粗大沿晶碳化物被弥散细小的碳化物替代。
图10为实施例2中经过快速循环变温渗碳工艺处理后齿轮的接触疲劳寿命相比与传统渗碳齿轮从1650MPa增加至1900MPa。
实施例3：一种快速循环变温渗碳工艺。
S1：加热保温：抽真空后进行加热至650-750oC，保温一段时间；
S2：第一个脉冲渗碳：保温结束后加热至850-980oC进行脉冲渗碳；
S3：循环变温：使工件表层快速冷却至700℃以下，稳定一段时间后立即升温至850-980oC，整个过程通过循环变温控制系统自动控制；
S4：第二个脉冲渗碳：升温至850-980oC，随后抽至真空，再次进行脉冲渗碳，该阶段操作与S2相同；
S5：气液复合淬火：热室阀板203和冷室阀板204关闭，油淬室先充入0.6-2MPa氮气并保压使工件表面快速冷却至800-850℃。
其他条件均与实施例2相同。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种真空热处理复合工艺开发设备，其特征在于，包括油淬室、加热渗碳气淬室，耐高温高压双向密封系统（2）位于油淬室和加热渗碳气淬室之间；真空系统设置在油淬室外部和加热渗碳气淬室外部；
高温充放气系统安装在加热渗碳气淬室外部并与加热渗碳气淬室连通形成循环通道，用于加热渗碳气淬室的充放气；
循环变温控制系统与高温充放气系统连接，用于控制高温充放气系统的动作；
真空系统包括连接油淬室和加热渗碳气淬室的管道，所述管道靠近油淬室及加热渗碳气淬室处分别设有冷室阀（101）和热室阀（102），所述管道在冷室阀（101）和热室阀（102）之间依次设有机械泵I（103）和罗茨泵I（104）；
真空系统还包括设在加热渗碳气淬室侧面的渗碳气体充气阀（301），加热渗碳气淬室顶部设有冷却器（302），冷却器（302）上部一侧设有真空阀门（303），另一侧通过管道依次连接有补集器（304）、罗茨泵II（305）和机械泵II（306）；
所述开发设备通过手动或自动控制可实现高温保温、快速充气、启动循环冷却、停止循环冷却、高温高压排气、中温保温、升温再保温的快速循环变温过程以及物料转移、入油淬火的复合真空热处理工艺过程；
所述循环变温控制系统包括智能温控仪和负载热电偶；负载热电偶设置在炉胆（4）内部料台的上方与下方，用于对加工工件上下表面温度进行实时测量和反馈；智能温控仪接到负载热电偶的温度反馈后，控制加热渗碳气淬室内加热系统的开闭和炉内导风板（9）的位置，进而控制加热渗碳气淬室内的气体流向，从而实现循环变温功能。
2.如权利要求1所述的一种真空热处理复合工艺开发设备，其特征在于：
所述油淬室包括冷却室壳体（1），冷却室壳体（1）内设置淬火机构（6）和双向送取料机构（5）；淬火机构（6）包括淬火台、淬火台下方的升降台、油槽及油搅拌装置；
双向送取料机构（5）包括主动轮系（504）和凸轮轴系（506），下叉组件（503）通过轴承座与主动轮系（504）的驱动轴连接，通过铜套与凸轮轴系（506）的凸轮轴滑动连接，当凸轮轴转动时，下叉组件（503）以驱动轴为旋转中心调节送料机构的高低位；
双向送取料机构采用三层料叉结构，包括上叉组件（501）、中叉组件（502）和下叉组件（503）：上叉组件（501）和下叉组件（503）的内侧均设有滑轨，中叉组件（502）下方为齿条结构、两端设有链轮、两侧上下分别设有成组滑轮，其中齿条与主动轮系（504）和从动轮系（505）中的齿轮啮合实现向左或向右双向移动，链轮和端部分别固定在上叉组件（501）和下叉组件（503）的链条啮合实现三层料叉的收缩和展开、对应原位和送料位，展开时中叉组件（502）的侧上滑轮在上叉组件（501）内侧滑轨滑动，侧下滑轮在下叉组件（503）内侧滑轨滑动，中叉组件（502）移动一倍距离则上叉组件（501）移动两倍距离；
主动轮系（504）和从动轮系（505）之间采用链传动，中间设有张紧轮组（507），张紧轮组（507）与下叉组件（503）固定，通过调节松紧保证料叉双向移动时传动过程平稳；
主动轮系（504）和凸轮轴系（506）由安装在冷却室壳体（1）上的减速机驱动，减速机与主动轮系（504）和凸轮轴系（506）至间分别通过凸型联轴器（508）、传动过渡轴（509）和轴套（510）连接。
3.如权利要求1所述的一种真空热处理复合工艺开发设备，其特征在于：
所述耐高温高压双向密封系统包括安装在外壳中的热闸阀升降气缸（201）和导向楔块（206），吊挂框（202）固定在热闸阀升降气缸（201）下部，吊挂框（202）上设有导向轮（208），导向轮（208）可以在设在外壳内壁上的热闸阀升降导轨（207）中上下滑动；
吊挂框（202）上设有两条连接轴（209），两条连接轴（209）上各设有四个铰链板（210），所述铰链板（210）各自通过铰链座（205）分别与热室阀板（203）和冷室阀板（204）铰接；
连接轴（209）上设有定位节（211），用于限制铰链板（210）进而控制热室阀板（203）和冷室阀板（204）的位置；
当热闸阀升降气缸使热室阀板（203）和冷室阀板（204）上连接的铰链板（210）处于同一水平线时，即可在常规的单向密封基础上实现反向密封。
4.如权利要求1所述的一种真空热处理复合工艺开发设备，其特征在于：
所述加热渗碳气淬室包括加热室壳体（3），加热室壳体（3）内设有炉胆（4）和加热系统，炉胆（4）内部设有料台，炉胆（4）下方设有炉胆上下风门（401）；
加热渗碳气淬室外部设有高温充放气系统，高温充放气系统包括高压管道（12），高压管道（12）与加热渗碳气淬室连通为气体循环通道，高压管道（12）与加热渗碳气淬室的进气口与出气口的连接处均设有炉内导风板（9），炉内导风板（9）位于加热室壳体（3）与炉胆（4）之间，用于引导加热渗碳气淬室内的气体流向；
高压管道（12）上设有换热器（10）、自动放气装置（11）和离心风机（8），离心风机（8）的壳体上设有充气装置（7）。
5.如权利要求1所述的一种真空热处理复合工艺开发设备，其特征在于：加热渗碳气淬室内的气冷压强为 0.6-2MPa。
6.一种真空热处理复合工艺，使用权利要求5所述的真空热处理复合工艺开发设备，其特征在于，包括以下步骤：
S1：加热保温：在放气状态下，打开热室阀板（203），主动轮系（504）、从动轮系（505）与凸轮轴系（506）驱动双向送取料机构（5）至右高位托举工装至进入加热渗碳气淬室，然后双向送取料机构（5）降至右低位，平稳地将工装放在料台上；双向送取料机构（5）退出加热渗碳气淬室，关闭热室阀板（203），抽真空后进行加热至650-750oC，保温一段时间；
S2：第一个脉冲渗碳：保温结束后加热至850-980oC进行脉冲渗碳，依设定压力通过渗碳气体充气阀（301）向炉胆（4）内充入定量定比例乙炔气及氮气混合气体，进行脉冲渗碳，关闭炉胆上下风门（401），乙炔气体受热分解会产生出活性碳原子，活性碳原子渗入金属零件表面实现渗碳，之后打开真空阀门（303），抽出渗碳后剩余的废气，完成一个渗碳脉冲；该脉冲渗碳阶段包括交替多次的渗碳周期和扩散周期，一个渗碳周期包括多个渗碳脉冲；
S3：循环变温：高温充放气系统通过充气装置（7）向加热渗碳气淬室充入压力≥2×105Pa的冷却气体，使工件表层快速冷却至700℃以下，稳定一段时间后立即升温至850-980oC，整个过程通过循环变温控制系统自动控制；
降温开始加热系统处于关闭状态，气体首先从一个方向吹向待淬工件，一旦检测到负载热电偶的上下温差超过设定值后，循环变温控制系统控制炉内导风板（9）变换导风位置进行风向上下交替，完成风向切换，如此循环往复，直至温度降到需要的温度开始保温，待保温结束后即可启动加热，实现循环变温的要求，以此保证工件在整个循环变温过程中的温度均匀性；
S4：第二个脉冲渗碳：升温至850-980oC，随后抽至真空，再次进行脉冲渗碳，该脉冲渗碳阶段操作与S2相同；
S5：气液复合淬火：脉冲渗碳完成后，将油淬室、加热渗碳气淬室重新抽真空至压差＜0.5Pa，打开热室阀板（203）和冷室阀板（204），双向送取料机构以右低位状态前伸进入加热渗碳气淬室，随后升至右高位，平稳地将工装从料台上托起，然后回到原位进入油淬室，凸轮轴系（506）由高位转至低位，送料机构以左高位状态到达淬火位，随后降至左低位将工装放在淬火台上，退回原位；
热室阀板（203）和冷室阀板（204）关闭，油淬室先充入0.6-2MPa氮气并保压使工件表面快速冷却至800-850℃，然后打开油搅拌装置，工件通过升降台平稳快速进入油槽；打开机械泵I（103）和冷室阀（101）将油烟抽走至肉眼不可见，关闭冷室阀（101）、机械泵I（103）并对冷室进行放气至大气状态，打开炉门完成取料。
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