CN116287630A - 一种热处理防氧化保护装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热处理防氧化保护装置及操作方法，其中，所述热处理防氧化保护装置包括屏蔽装置和气体置换装置，屏蔽装置放置在热处理炉内部，气体置换装置放置在热处理炉外部，屏蔽装置包括压盖、围筒、高温密封胶、锁紧手轮、总进气管和铠装电偶，围筒顶部边缘开有围筒环形密封槽，压盖底部边缘开有压盖环形密封槽，围筒环形密封槽与压盖环形密封槽相匹配并填充高温密封胶，压盖边缘与围筒顶部边缘之间均布有若干锁紧手轮，围筒下部外壁上装有总进气管，围筒下部内侧壁处沿周向装有一圈气体分流管，总进气管两端分别与气体分流管和气体置换装置相连，围筒外壁上装有铠装电偶。本发明实现了大型产品在热处理过程中产品表面防氧化的目的。

Description

一种热处理防氧化保护装置及操作方法

技术领域

本发明涉及金属热处理技术领域，尤其涉及一种热处理防氧化保护装置及操作方法。

背景技术

生产实践中，某大型产品的主体材质为316H不锈钢，在制造该大型产品过程中需进行消应力热处理或奥氏体化热处理，最高热处理温度约为1000℃，为避免热处理过程中该大型产品表面发生氧化，该热处理工序必须在惰性保护气氛中进行。然而，由于该大型产品外形尺寸较大，其最大直径约为6米，最大高度约为7米，因此，现有仅适用于外形尺寸小于2米产品的实验室用真空气氛炉并不适用于该大型产品，该实验室用真空气氛炉通常包括炉膛、电加热装置、密封炉壳、真空系统、供电系统和控温系统，该热处理技术结合真空技术以实现实验产品防氧化目的，该实验室用真空气氛炉的基本原理是把待热处理工件放置在某特定气体的炉膛中直接进行加热实现热处理效果。此外，如按该大型产品设计建造一台大型防氧化气氛炉，在工程上较难验证，在技术上难以实现，其主要制造难题是如何确保该大型防氧化气氛炉的密封问题，由于该大型防氧化炉体结构尺寸较大且外接口较多，难以保证炉膛在进行惰性气体置换时不引入氧化性空气，因此，亟待解决如何利用现有热处理炉替代防氧化气氛炉以实现大型产品热处理过程中产品表面防氧化目的这一技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：如何利用现有热处理炉替代防氧化气氛炉以实现大型产品热处理过程中产品表面防氧化的目的，同时还可规避设计和建造大型防氧化气氛炉的工程技术难题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种热处理防氧化保护装置，包括屏蔽装置和气体置换装置，所述屏蔽装置放置在热处理炉内部并用于密封存放待热处理产品，所述气体置换装置放置在所述热处理炉外部并通过气体管路对所述屏蔽装置内的氧化性空气进行惰性气体置换，所述屏蔽装置包括压盖、围筒、高温密封胶、锁紧手轮、总进气管和铠装电偶，所述围筒顶部边缘环形密封面上开有围筒环形密封槽，所述压盖底部边缘环形密封面上开有压盖环形密封槽，所述围筒环形密封槽与所述压盖环形密封槽相匹配并填充有所述高温密封胶，所述压盖边缘环形外侧与所述围筒顶部边缘环形外侧之间均布有若干所述锁紧手轮并用于压紧密封，所述围筒下部外侧壁上装有所述总进气管，所述围筒下部内侧壁处沿周向装有一圈气体分流管，所述总进气管一端与所述气体分流管相连，另一端延伸出所述热处理炉外部并与所述气体置换装置相连，所述围筒外壁上装有所述铠装电偶。

本发明主要针对的是外形直径2米至6米、高度2米至7米的大型热处理产品，通过在热处理炉内部设置屏蔽装置和在热处理炉外部设置气体置换装置，解决了上述技术问题，实现了大型产品在热处理过程中产品表面防氧化的目的，还规避了设计和建造大型防氧化气氛炉这一工程技术难题，同时通过在围筒顶部与压盖底部之间填充高温密封胶，以及通过设置在围筒顶部边缘外侧与压盖边缘外侧之间的若干锁紧手轮，共同实现屏蔽装置的围筒与压盖之间的高温密封和压紧密封问题，有效避免大型热处理产品在整个热处理过程中特别是在后续常温阶段或高温阶段出现局部漏气现象，从而确保实现大型热处理产品表面防氧化的技术效果。本发明通过在屏蔽装置与气体置换装置之间仅设置一个总进气管即一个充放气口的情况下，即可通过气体置换装置实现将屏蔽装置内的空气置换成惰性气体的技术效果。

本发明通过在围筒下部内侧壁处设置的一圈气体分流管，可保证实现惰性气体在围筒内部均匀充放的技术效果。本发明采用的高温密封胶在常温状态下为胶状，以方便填充在围筒顶部的围筒环形密封槽与压盖底部的压盖环形密封槽之间并形成高温密封配合面，同时高温密封胶在热处理过程中的高温阶段会逐渐固化，可有效确保屏蔽装置在高温状态下的密封功能和效果。所述锁紧手轮可优选采用不锈钢材质制成，以提高锁紧手轮在热处理过程中高温工况下的耐烧蚀性能，进而最大限度地确保和延长锁紧手轮的工作寿命。

进一步地，所述铠装电偶包括偶丝、偶丝外壳和中空螺钉，所述偶丝外壳内装有所述偶丝，所述中空螺钉沿纵向开有通孔，所述偶丝外壳贯穿所述通孔并焊接密封，所述围筒外壁上开有中空螺钉安装螺孔，所述中空螺钉与所述中空螺钉安装螺孔之间螺纹连接，所述铠装电偶一端装有接插件并与温控柜相连，另一端贴附在所述待热处理产品表面进行测温。

本发明通过设置包含偶丝、偶丝外壳和中空螺钉在内的铠装电偶以及设置在围筒外壁上的中空螺钉安装螺孔，从而在保证围筒密封性的同时实现铠装电偶贯穿屏蔽装置并附着在待热处理产品表面的技术效果，解决了在密闭屏蔽装置上如何引出热电偶的技术问题，现有铠装电偶通常是一根带接插件的单独偶丝，偶丝外径约4mm，偶丝内部是采用氧化镁等绝缘材料包裹的热电极，偶丝外壳是奥氏体不锈钢薄壁套管，套管厚度不到0.5mm。如本发明直接采用上述现有铠装电偶，则将现有铠装电偶穿过屏蔽装置并附着在待热处理工件表面时无法保证围筒密封性。因此，为了解决上述现有技术问题，本发明增设一中空螺钉，该中空螺钉的中部孔径略大于4mm，将电偶从该中部孔径中穿过至所需长度，然后将该中空螺钉与偶丝外壳进行焊接密封。所述铠装电偶在安装使用时，可预先在屏蔽装置的围筒外壁上钻一中空螺钉安装螺孔，然后将热电偶的偶丝从该中空螺钉安装螺孔穿过并附着在屏蔽装置内部的待热处理工件表面，随后将与偶丝外壳焊接密封的所述中空螺钉拧紧至屏蔽装置的围筒外壁上的中空螺钉安装螺孔内即可。

进一步地，所述气体置换装置包括抽气管路、充气管路和抽充共用管路，所述抽气管路与所述充气管路相连，所述抽充共用管路一端与所述抽气管路和所述充气管路相连，另一端与所述总进气管相连。

进一步地，所述抽气管路包括真空泵、第一抽气阀门、真空表和第二抽气阀门，所述真空泵与所述第一抽气阀门相连，所述第一抽气阀门与所述真空表相连，所述真空表与所述第二抽气阀门相连，所述第二抽气阀门分别与所述充气管路和所述抽充共用管路相连。

所述真空泵可优选采用无油真空泵，该无油真空泵的功率和极限设计压力可根据屏蔽装置的容积和实际需要的真空度确定，以便于控制对屏蔽装置进行抽真空的时间，同时能够确保本热处理防氧化保护装置的安全性，抽气完成后可通过真空表检测本热处理防氧化保护装置的真空度。所述真空表可根据本热处理防氧化保护装置实际需要的最大真空度选用，可根据实际真空度数值范围确定合适的真空表量程。

进一步地，所述充气管路包括惰性气体瓶组、减压阀、空压软管、第一充气阀门、第二充气阀门、压力表、超压放散阀、惰性气体成分检测仪和排气阀，所述惰性气体瓶组与所述减压阀相连，所述减压阀通过所述空压软管与所述第一充气阀门相连，所述第二充气阀门与所述抽充共用管路相连，所述第二充气阀门与所述压力表相连，所述压力表与所述超压放散阀相连，所述排气阀与所述抽充共用管路相连，所述排气阀与所述惰性气体成分检测仪相连。

所述惰性气体瓶组的出口处安装的减压阀可保证实现低压安全供气效果。所述压力表用于充气完毕后检测本防氧化保护装置的气体压力，当气体压力过高时可通过超压放散阀进行自动泄压以保证本防氧化保护装置的安全性。所述压力表可根据本防氧化保护装置实际需要的最大压力数值选用，可根据本防氧化保护装置实际需要的压力范围确定合适的压力表量程。所述超压放散阀可根据实际需要设置并校准整定压力值，确保本防氧化保护装置的内部压力安全稳定，整定压力值的大小可根据屏蔽装置的结构刚度核算确定。

所述整定压力也叫开启压力，是指安全阀阀瓣在运行条件下开始开启时的预定压力，是在阀门进口处测量的表压力。整定压力是安全阀运行的一个重要参数，整定压力的设置直接关系到设备运行的安全性。

进一步地，所述抽充共用管路包括不锈钢管和不锈钢编织软管，所述不锈钢管与所述不锈钢编织软管相连，所述不锈钢编织软管与所述总进气管相连，所述不锈钢管分别与所述抽气管路和所述充气管路相连。

本发明考虑到所述不锈钢编织软管是连通热处理炉内部的屏蔽装置上的总进气管与热处理炉外部的气体置换装置之间的高低温过渡管路部分，因此该不锈钢编织软管应具备一定的耐高温性能，本防氧化保护装置要求耐热温度为400℃，具体耐热温度可根据屏蔽装置的总进气管的炉外探出长度确定，通常总进气管的炉外探出长度越长则温降越明显，对不锈钢编织软管的耐热性能要求也会相应降低。

进一步地，所述压盖的上表面设有若干压盖吊耳和若干压盖加强筋。

本发明通过在压盖顶面设置压盖吊耳以方便吊装压盖，通过在压盖顶面设置加强筋以确保压盖在高温状态下的结构刚度。

进一步地，所述围筒的外壁上设有若干围筒吊耳和若干围筒加强筋。

本发明通过在围筒外壁设置围筒吊耳以方便吊装围筒，通过在围筒外壁设置加强筋以确保围筒在高温状态下的结构刚度。

进一步地，所述惰性气体成分检测仪采用泵吸式惰性气体成分检测仪。

所述泵吸式惰性气体成分检测仪的量程范围能够覆盖实际所需纯度值，本防氧化保护装置在每次抽真空和充惰性气体即每完成一次气体置换之后均需3次至5次测量本装置系统内部的惰性气体纯度值，直至达到热处理工艺所需纯度值为止。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种热处理防氧化保护装置的操作方法，基于上述任一项优选的热处理防氧化保护装置，包括以下步骤：

S1：将屏蔽装置的围筒吊运至热处理炉内部垫铁上，总进气管朝向炉门中缝，将所述围筒调平垫稳，随后将待热处理产品吊运至所述围筒内部，根据需要附着铠装电偶，在围筒环形密封槽内填充涂抹高温密封胶，然后将压盖吊运至所述围筒顶部并用锁紧手轮压紧密封，之后关闭所述热处理炉炉门，所述总进气管从所述炉门中缝豁口处引出；

S2：将气体置换装置放置在所述热处理炉外部，将所述气体置换装置的不锈钢编织软管与所述屏蔽装置的所述总进气管通过螺纹固定连接，检查并保持所有阀门均处于关闭状态；

S3：打开抽气管路的第一抽气阀门和第二抽气阀门，启动真空泵，对所述屏蔽装置进行抽真空，待真空度达到设定值后关闭所述抽气管路的所述第一抽气阀门和所述第二抽气阀门；

S4：打开充气管路的第一充气阀门和第二充气阀门，通过惰性气体瓶组向所述屏蔽装置内部充入惰性保护气体，待充气压力值达到设定值后关闭所述充气管路的所述第一充气阀门和所述第二充气阀门；

S5：静置10分钟至15分钟，待所述屏蔽装置内部气体充分混合，然后打开排气阀，使用惰性气体纯度检测仪检测3组至5组所述屏蔽装置内的惰性气体纯度数据，然后关闭所述排气阀；

S6：依次重复所述步骤S3、S4、S5，直至所述屏蔽装置内部惰性气体纯度达到热处理工艺要求的纯度；

S7：打开所述第二充气阀门，保持所述超压放散阀工作正常，启动所述热处理炉，按热处理工艺曲线对所述待热处理产品进行热处理，若升温阶段所述屏蔽装置热胀导致压力值增长较快，所述超压放散阀泄压较慢时，适时打开所述排气阀，手动加速泄压，以便维持所述屏蔽装置内部的微正压状态；

S8：在热处理降温阶段，所述屏蔽装置冷缩，为避免负压失稳或空气倒吸，应适时打开所述第一充气阀门，通过所述惰性气体瓶组向所述屏蔽装置内部补充惰性气体，以便维持所述屏蔽装置内部的微正压状态，直至温度降至工艺要求数值后，关闭所述气体置换装置，打开所述屏蔽装置，当热处理产品降至室温时热处理工序结束。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例中压盖与围筒之间压紧密封结构的局部放大示意图。

附图标记说明：

1-屏蔽装置；1.1-压盖；1.2-围筒；1.3-高温密封胶；1.4-锁紧手轮；1.5-总进气管；1.6-铠装电偶；2-气体置换装置；2.1-真空泵；2.2-真空表；2.3-惰性气体瓶组；2.4-减压阀；2.5-空压软管；2.6-第一抽气阀门；2.7-不锈钢管；2.8-不锈钢编织软管；2.9-压力表；2.10-超压放散阀；2.11-惰性气体成分检测仪；2.12-第一充气阀门；2.13-第二充气阀门；2.14-第二抽气阀门；2.15-排气阀；3-热处理炉。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。

本发明实施例提供的一种热处理防氧化保护装置，如图1和图2所示，包括屏蔽装置1和气体置换装置2，所述屏蔽装置1放置在热处理炉3内部并用于密封存放待热处理产品，所述气体置换装置2放置在所述热处理炉3外部并通过气体管路对所述屏蔽装置1内的氧化性空气进行惰性气体置换，所述屏蔽装置1包括压盖1.1、围筒1.2、高温密封胶1.3、锁紧手轮1.4、总进气管1.5和铠装电偶1.6，所述围筒1.2顶部边缘环形密封面上开有围筒环形密封槽，所述压盖1.1底部边缘环形密封面上开有压盖环形密封槽，所述围筒环形密封槽与所述压盖环形密封槽相匹配并填充有所述高温密封胶1.3，所述压盖1.1边缘环形外侧与所述围筒1.2顶部边缘环形外侧之间均布有若干所述锁紧手轮1.4并用于压紧密封，所述围筒1.2下部外侧壁上装有所述总进气管1.5，所述围筒1.2下部内侧壁处沿周向装有一圈气体分流管，所述总进气管1.5一端与所述气体分流管相连，另一端延伸出所述热处理炉3外部并与所述气体置换装置2相连，所述围筒1.2外壁上装有所述铠装电偶1.6。

本实施例主要针对的是外形直径2米至6米、高度2米至7米的大型热处理产品，通过在热处理炉3内部设置屏蔽装置1和在热处理炉3外部设置气体置换装置2，解决了上述技术问题，实现了大型产品在热处理过程中产品表面防氧化的目的，还规避了设计和建造大型防氧化气氛炉这一工程技术难题，同时通过在围筒1.2顶部与压盖1.1底部之间填充高温密封胶1.3，以及通过设置在围筒1.2顶部边缘外侧与压盖1.1边缘外侧之间的若干锁紧手轮1.4，共同实现屏蔽装置1的围筒1.2与压盖1.1之间的高温密封和压紧密封问题，有效避免大型热处理产品在整个热处理过程中特别是在后续常温阶段或高温阶段出现局部漏气现象，从而确保实现大型热处理产品表面防氧化的技术效果。本发明通过在屏蔽装置1与气体置换装置2之间仅设置一个总进气管1.5即一个充放气口的情况下，即可通过气体置换装置2实现将屏蔽装置1内的空气置换成惰性气体的技术效果。

本实施例通过在围筒1.2下部内侧壁处设置的一圈气体分流管，可保证实现惰性气体在围筒1.2内部均匀充放的技术效果。本发明采用的高温密封胶1.3在常温状态下为胶状，以方便填充在围筒1.2顶部的围筒环形密封槽与压盖1.1底部的压盖环形密封槽之间并形成高温密封配合面，同时高温密封胶1.3在热处理过程中的高温阶段会逐渐固化，可有效确保屏蔽装置1在高温状态下的密封功能和效果。所述锁紧手轮1.4可优选采用不锈钢材质制成，以提高锁紧手轮1.4在热处理过程中高温工况下的耐烧蚀性能，进而最大限度地确保和延长锁紧手轮1.4的工作寿命。

可选地，如图1所示，所述铠装电偶1.6包括偶丝、偶丝外壳和中空螺钉，所述偶丝外壳内装有所述偶丝，所述中空螺钉沿纵向开有通孔，所述偶丝外壳贯穿所述通孔并焊接密封，所述围筒1.2外壁上开有中空螺钉安装螺孔，所述中空螺钉与所述中空螺钉安装螺孔之间螺纹连接，所述铠装电偶1.6一端装有接插件并与温控柜相连，另一端贴附在所述待热处理产品表面进行测温。

本实施例通过设置包含偶丝、偶丝外壳和中空螺钉在内的铠装电偶1.6以及设置在围筒1.2外壁上的中空螺钉安装螺孔，从而在保证围筒1.2密封性的同时实现铠装电偶1.6贯穿屏蔽装置1并附着在待热处理产品表面的技术效果，解决了在密闭屏蔽装置1上如何引出热电偶的技术问题，现有铠装电偶通常是一根带接插件的单独偶丝，偶丝外径约4mm，偶丝内部是采用氧化镁等绝缘材料包裹的热电极，偶丝外壳是奥氏体不锈钢薄壁套管，套管厚度不到0.5mm。如本实施例直接采用上述现有铠装电偶，则将现有铠装电偶穿过屏蔽装置1并附着在待热处理工件表面时无法保证围筒1.2密封性。因此，为了解决上述技术问题，本实施例增设一中空螺钉，该中空螺钉的中部孔径略大于4mm，将电偶从该中部孔径中穿过至所需长度，然后将该中空螺钉与偶丝外壳进行焊接密封。所述铠装电偶1.6在安装使用时，可预先在屏蔽装置1的围筒1.2外壁上钻一中空螺钉安装螺孔，然后将热电偶的偶丝从该中空螺钉安装螺孔穿过并附着在屏蔽装置1内部的待热处理工件表面，随后将与偶丝外壳焊接密封的所述中空螺钉拧紧至屏蔽装置1的围筒1.2外壁上的中空螺钉安装螺孔内即可。

可选地，如图1所示，所述气体置换装置2包括抽气管路、充气管路和抽充共用管路，所述抽气管路与所述充气管路相连，所述抽充共用管路一端与所述抽气管路和所述充气管路相连，另一端与所述总进气管1.5相连。

可选地，如图1所示，所述抽气管路包括真空泵2.1、第一抽气阀门2.6、真空表2.2和第二抽气阀门2.14，所述真空泵2.1与所述第一抽气阀门2.6相连，所述第一抽气阀门2.6与所述真空表2.2相连，所述真空表2.2与所述第二抽气阀门2.14相连，所述第二抽气阀门2.14分别与所述充气管路和所述抽充共用管路相连。

所述真空泵2.1可优选采用无油真空泵，该无油真空泵的功率和极限设计压力可根据屏蔽装置1的容积和实际需要的真空度确定，以便于控制对屏蔽装置1进行抽真空的时间，同时能够确保本热处理防氧化保护装置的安全性，抽气完成后可通过真空表2.2检测本热处理防氧化保护装置的真空度。所述真空表2.2可根据本热处理防氧化保护装置实际需要的最大真空度选用，可根据实际真空度数值范围确定合适的真空表2.2量程。

可选地，如图1所示，所述充气管路包括惰性气体瓶组2.3、减压阀2.4、空压软管2.5、第一充气阀门2.12、第二充气阀门2.13、压力表2.9、超压放散阀2.10、惰性气体成分检测仪2.11和排气阀2.15，所述惰性气体瓶组2.3与所述减压阀2.4相连，所述减压阀2.4通过所述空压软管2.5与所述第一充气阀门2.12相连，所述第二充气阀门2.13与所述抽充共用管路相连，所述第二充气阀门2.13与所述压力表2.9相连，所述压力表2.9与所述超压放散阀2.10相连，所述排气阀2.15与所述抽充共用管路相连，所述排气阀2.15与所述惰性气体成分检测仪2.11相连。

所述惰性气体瓶组2.3的出口处安装的减压阀2.4可保证实现低压安全供气效果。所述压力表2.9用于充气完毕后检测本防氧化保护装置的气体压力，当气体压力过高时可通过超压放散阀2.10进行自动泄压以保证本防氧化保护装置的安全性。所述压力表2.9可根据本防氧化保护装置实际需要的最大压力数值选用，可根据本防氧化保护装置实际需要的压力范围确定合适的压力表2.9量程。所述超压放散阀2.10可根据实际需要设置并校准整定压力值，确保本防氧化保护装置的内部压力安全稳定，整定压力值的大小可根据屏蔽装置1的结构刚度核算确定。

可选地，如图1所示，所述抽充共用管路包括不锈钢管2.7和不锈钢编织软管2.8，所述不锈钢管2.7与所述不锈钢编织软管2.8相连，所述不锈钢编织软管2.8与所述总进气管1.5相连，所述不锈钢管2.7分别与所述抽气管路和所述充气管路相连。

本实施例考虑到所述不锈钢编织软管2.8是连通热处理炉3内部的屏蔽装置1上的总进气管1.5与热处理炉3外部的气体置换装置2之间的高低温过渡管路部分，因此该不锈钢编织软管2.8应具备一定的耐高温性能，本防氧化保护装置要求耐热温度为400℃，具体耐热温度可根据屏蔽装置1的总进气管1.5的炉外探出长度确定，通常总进气管1.5的炉外探出长度越长则温降越明显，对不锈钢编织软管2.8的耐热性能要求也会相应降低。

可选地，如图1所示，所述压盖1.1的上表面设有若干压盖吊耳和若干压盖加强筋。

本实施例通过在压盖1.1顶面设置压盖吊耳以方便吊装压盖1.1，通过在压盖1.1顶面设置加强筋以确保压盖1.1在高温状态下的结构刚度。

可选地，如图1所示，所述围筒1.2的外壁上设有若干围筒吊耳和若干围筒加强筋。

本实施例通过在围筒1.2外壁设置围筒吊耳以方便吊装围筒1.2，通过在围筒1.2外壁设置加强筋以确保围筒1.2在高温状态下的结构刚度。

可选地，如图1所示，所述惰性气体成分检测仪2.11采用泵吸式惰性气体成分检测仪。

所述泵吸式惰性气体成分检测仪的量程范围能够覆盖实际所需纯度值，本防氧化保护装置在每次抽真空和充惰性气体即每完成一次气体置换之后均需3次至5次测量本装置系统内部的惰性气体纯度值，直至达到热处理工艺所需纯度值为止。

本发明实施例还提供一种热处理防氧化保护装置的操作方法，基于上述任一优选的热处理防氧化保护装置，如图1和图2所示，包括以下步骤：

S1：将屏蔽装置1的围筒1.2吊运至热处理炉3内部垫铁上，总进气管1.5朝向炉门中缝，将所述围筒1.2调平垫稳，随后将待热处理产品吊运至所述围筒1.2内部，根据需要附着铠装电偶1.6，在围筒环形密封槽内填充涂抹高温密封胶1.3，然后将压盖1.1吊运至所述围筒1.2顶部并用锁紧手轮1.4压紧密封，之后关闭所述热处理炉3炉门，所述总进气管1.5从所述炉门中缝豁口处引出；

S2：将气体置换装置2放置在所述热处理炉3外部，将所述气体置换装置2的不锈钢编织软管2.8与所述屏蔽装置1的所述总进气管1.5通过螺纹固定连接，检查并保持所有阀门均处于关闭状态；

S3：打开抽气管路的第一抽气阀门2.6和第二抽气阀门2.14，启动真空泵2.1，对所述屏蔽装置1进行抽真空，待真空度达到设定值后关闭所述抽气管路的所述第一抽气阀门2.6和所述第二抽气阀门2.14；

S4：打开充气管路的第一充气阀门2.12和第二充气阀门2.13，通过惰性气体瓶组2.3向所述屏蔽装置1内部充入惰性保护气体，待充气压力值达到设定值后关闭所述充气管路的所述第一充气阀门2.12和所述第二充气阀门2.13；

S5：静置10分钟至15分钟，待所述屏蔽装置1内部气体充分混合，然后打开排气阀2.15，使用惰性气体纯度检测仪2.11检测3组至5组所述屏蔽装置1内的惰性气体纯度数据，然后关闭所述排气阀2.15；

S6：依次重复所述步骤S3、S4、S5，直至所述屏蔽装置1内部惰性气体纯度达到热处理工艺要求的纯度；

S7：打开所述第二充气阀门2.13，保持所述超压放散阀2.10工作正常，启动所述热处理炉3，按热处理工艺曲线对所述待热处理产品进行热处理，若升温阶段所述屏蔽装置1热胀导致压力值增长较快，所述超压放散阀2.10泄压较慢时，适时打开所述排气阀2.15，手动加速泄压，以便维持所述屏蔽装置1内部的微正压状态；

S8：在热处理降温阶段，所述屏蔽装置1冷缩，为避免负压失稳或空气倒吸，应适时打开所述第一充气阀门2.12，通过所述惰性气体瓶组2.3向所述屏蔽装置1内部补充惰性气体，以便维持所述屏蔽装置1内部的微正压状态，直至温度降至工艺要求数值后，关闭所述气体置换装置2，打开所述屏蔽装置1，当热处理产品降至室温时热处理工序结束。

虽然本发明披露如上优选实施例，但本发明并非限定于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，均可对上述优选实施例进行各种排列组合并形成完整的技术方案，本发明的保护范围以权利要求书所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种热处理防氧化保护装置，其特征在于，包括屏蔽装置(1)和气体置换装置(2)，所述屏蔽装置(1)放置在热处理炉(3)内部并用于密封存放待热处理产品，所述气体置换装置(2)放置在所述热处理炉(3)外部并通过气体管路对所述屏蔽装置(1)内的氧化性空气进行惰性气体置换，所述屏蔽装置(1)包括压盖(1.1)、围筒(1.2)、高温密封胶(1.3)、锁紧手轮(1.4)、总进气管(1.5)和铠装电偶(1.6)，所述围筒(1.2)顶部边缘环形密封面上开有围筒环形密封槽，所述压盖(1.1)底部边缘环形密封面上开有压盖环形密封槽，所述围筒环形密封槽与所述压盖环形密封槽相匹配并填充有所述高温密封胶(1.3)，所述压盖(1.1)边缘环形外侧与所述围筒(1.2)顶部边缘环形外侧之间均布有若干所述锁紧手轮(1.4)并用于压紧密封，所述围筒(1.2)下部外侧壁上装有所述总进气管(1.5)，所述围筒(1.2)下部内侧壁处沿周向装有一圈气体分流管，所述总进气管(1.5)一端与所述气体分流管相连，另一端延伸出所述热处理炉(3)外部并与所述气体置换装置(2)相连，所述围筒(1.2)外壁上装有所述铠装电偶(1.6)。

2.根据权利要求1所述的热处理防氧化保护装置，其特征在于，所述铠装电偶(1.6)包括偶丝、偶丝外壳和中空螺钉，所述偶丝外壳内装有所述偶丝，所述中空螺钉沿纵向开有通孔，所述偶丝外壳贯穿所述通孔并焊接密封，所述围筒(1.2)外壁上开有中空螺钉安装螺孔，所述中空螺钉与所述中空螺钉安装螺孔之间螺纹连接，所述铠装电偶(1.6)一端装有接插件并与温控柜相连，另一端贴附在所述待热处理产品表面进行测温。

3.根据权利要求1所述的热处理防氧化保护装置，其特征在于，所述气体置换装置(2)包括抽气管路、充气管路和抽充共用管路，所述抽气管路与所述充气管路相连，所述抽充共用管路一端与所述抽气管路和所述充气管路相连，另一端与所述总进气管(1.5)相连。

4.根据权利要求3所述的热处理防氧化保护装置，其特征在于，所述抽气管路包括真空泵(2.1)、第一抽气阀门(2.6)、真空表(2.2)和第二抽气阀门(2.14)，所述真空泵(2.1)与所述第一抽气阀门(2.6)相连，所述第一抽气阀门(2.6)与所述真空表(2.2)相连，所述真空表(2.2)与所述第二抽气阀门(2.14)相连，所述第二抽气阀门(2.14)分别与所述充气管路和所述抽充共用管路相连。

5.根据权利要求3所述的热处理防氧化保护装置，其特征在于，所述充气管路包括惰性气体瓶组(2.3)、减压阀(2.4)、空压软管(2.5)、第一充气阀门(2.12)、第二充气阀门(2.13)、压力表(2.9)、超压放散阀(2.10)、惰性气体成分检测仪(2.11)和排气阀(2.15)，所述惰性气体瓶组(2.3)与所述减压阀(2.4)相连，所述减压阀(2.4)通过所述空压软管(2.5)与所述第一充气阀门(2.12)相连，所述第二充气阀门(2.13)与所述抽充共用管路相连，所述第二充气阀门(2.13)与所述压力表(2.9)相连，所述压力表(2.9)与所述超压放散阀(2.10)相连，所述排气阀(2.15)与所述抽充共用管路相连，所述排气阀(2.15)与所述惰性气体成分检测仪(2.11)相连。

6.根据权利要求3所述的热处理防氧化保护装置，其特征在于，所述抽充共用管路包括不锈钢管(2.7)和不锈钢编织软管(2.8)，所述不锈钢管(2.7)与所述不锈钢编织软管(2.8)相连，所述不锈钢编织软管(2.8)与所述总进气管(1.5)相连，所述不锈钢管(2.7)分别与所述抽气管路和所述充气管路相连。

7.根据权利要求1所述的热处理防氧化保护装置，其特征在于，所述压盖(1.1)的上表面设有若干压盖吊耳和若干压盖加强筋。

8.根据权利要求1所述的热处理防氧化保护装置，其特征在于，所述围筒(1.2)的外壁上设有若干围筒吊耳和若干围筒加强筋。

9.根据权利要求5所述的热处理防氧化保护装置，其特征在于，所述惰性气体成分检测仪(2.11)采用泵吸式惰性气体成分检测仪。

10.一种热处理防氧化保护装置的操作方法，基于如权利要求1-9任一项的热处理防氧化保护装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将屏蔽装置(1)的围筒(1.2)吊运至热处理炉(3)内部垫铁上，总进气管(1.5)朝向炉门中缝，将所述围筒(1.2)调平垫稳，随后将待热处理产品吊运至所述围筒(1.2)内部，根据需要附着铠装电偶(1.6)，在围筒环形密封槽内填充涂抹高温密封胶(1.3)，然后将压盖(1.1)吊运至所述围筒(1.2)顶部并用锁紧手轮(1.4)压紧密封，之后关闭所述热处理炉(3)炉门，所述总进气管(1.5)从所述炉门中缝豁口处引出；

S2：将气体置换装置(2)放置在所述热处理炉(3)外部，将所述气体置换装置(2)的不锈钢编织软管(2.8)与所述屏蔽装置(1)的所述总进气管(1.5)通过螺纹固定连接，检查并保持所有阀门均处于关闭状态；

S3：打开抽气管路的第一抽气阀门(2.6)和第二抽气阀门(2.14)，启动真空泵(2.1)，对所述屏蔽装置(1)进行抽真空，待真空度达到设定值后关闭所述抽气管路的所述第一抽气阀门(2.6)和所述第二抽气阀门(2.14)；

S4：打开充气管路的第一充气阀门(2.12)和第二充气阀门(2.13)，通过惰性气体瓶组(2.3)向所述屏蔽装置(1)内部充入惰性保护气体，待充气压力值达到设定值后关闭所述充气管路的所述第一充气阀门(2.12)和所述第二充气阀门(2.13)；

S5：静置10分钟至15分钟，待所述屏蔽装置(1)内部气体充分混合，然后打开排气阀(2.15)，使用惰性气体纯度检测仪(2.11)检测3组至5组所述屏蔽装置(1)内的惰性气体纯度数据，然后关闭所述排气阀(2.15)；

S6：依次重复所述步骤S3、S4、S5，直至所述屏蔽装置(1)内部惰性气体纯度达到热处理工艺要求的纯度；

S7：打开所述第二充气阀门(2.13)，保持所述超压放散阀(2.10)工作正常，启动所述热处理炉(3)，按热处理工艺曲线对所述待热处理产品进行热处理，若升温阶段所述屏蔽装置(1)热胀导致压力值增长较快，所述超压放散阀(2.10)泄压较慢时，适时打开所述排气阀(2.15)，手动加速泄压，以便维持所述屏蔽装置(1)内部的微正压状态；

S8：在热处理降温阶段，所述屏蔽装置(1)冷缩，为避免负压失稳或空气倒吸，应适时打开所述第一充气阀门(2.12)，通过所述惰性气体瓶组(2.3)向所述屏蔽装置(1)内部补充惰性气体，以便维持所述屏蔽装置(1)内部的微正压状态，直至温度降至工艺要求数值后，关闭所述气体置换装置(2)，打开所述屏蔽装置(1)，当热处理产品降至室温时热处理工序结束。

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