CN117403048A - 一种轴承圈高效热处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴承圈高效热处理设备，包括金属槽、用来夹持轴承圈的圈类夹具，金属槽的内部安装有多个加热单元，金属槽的槽底下方安装有多个电动振动器，圈类夹具包括固定板、安装在固定板一侧的若干个呈阵列分布的夹持单元。本发明即可用于对圈状、环状的零部件回火，也可用圈类夹具对圈状、环状的零部件夹紧后送入淬火炉内进行淬火，降低在回火、淬火过程中圈状、环状的零部件的变形程度，可以显著减少后续的磨削量，有利于提高产品质量，节约成本；尤其是对中、大型的薄壁轴承圈来说，其尺寸更加均匀，一致性好，有效降低了废品率。本发明的操作简单方便，其能够有效控制圈状、环状的零部件在热处理过程中的变形、限形等。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承圈高效热处理设备，属于机械配件制造技术领域。
背景技术
在机械加工领域中，通常都需要对圈状、环状的零部件(例如轴承圈、滑环、滑套、轴套等等)进行热处理。
以常见机械零部件轴承为例，在对轴承圈进行加工的过程中，轴承圈例如采用高碳铬轴承钢，经碳氮共渗处理工艺，能够使轴承套圈具有更高的表面强度，轴承套圈表面耐磨性与接触疲劳强度显著增强，有效提高轴承的使用寿命。而这类轴承的碳氮共渗处理工艺为碳氮共渗+自由淬火+回火，其主要运用于小型、高转速轴承，因为小型轴承圈尺寸小，外径小于55mm，热处理变形小，使得磨削量小，表面磨削后仍然能够保证表面硬度与组织的均匀性。
但中、大型的薄壁轴承圈由于外形尺寸大，例如外径为100mm～1000mm，有效壁厚5mm～50mm，在热处理过程中，变形会非常大，导致磨削量大，甚至会磨削掉表面的碳氮共渗层，进而造成轴承套圈表层硬度及组织不均匀，就失去了碳氮共渗的意义。
针对上述中、大型的薄壁轴承圈在热处理过程中存在变形的问题，现有技术通常都是采用内支撑模具来支撑轴承圈，防止其变形；但是该种技术的弊端是脱模困难，基于此，需要提出改进。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种轴承圈高效热处理设备，具体技术方案如下：
一种轴承圈高效热处理设备，包括金属槽、用来夹持轴承圈的圈类夹具，所述金属槽的内部安装有多个加热单元，所述加热单元位于金属槽的槽底，所述金属槽的槽底下方安装有多个电动振动器，所述圈类夹具包括固定板、安装在固定板一侧的若干个呈阵列分布的夹持单元。
更进一步的改进，所述夹持单元包括外螺纹管、与外螺纹管螺纹连接的螺母部、管状的挤压部、套环部、安装在外螺纹管尾端的尾环部，所述螺母部、挤压部和套环部均套设在外螺纹管的外部，所述螺母部位于挤压部的一侧，所述套环部位于挤压部的另一侧；所述挤压部包括圆管部、位于圆管部两端的锥管部，所述锥管部的大端与圆管部的端部连接为一体；其中一个锥管部的小端与螺母部的端部连接为一体，另一个锥管部的小端与套环部的端部连接为一体；所述外螺纹管包括螺纹段和光管段，所述螺纹段与螺母部螺纹连接，所述套环部与光管段之间为间隙配合，所述固定板设置有多个与光管段相适配的安装孔，所述螺母部、挤压部和套环部均位于固定板的一侧，所述尾环部位于固定板的另一侧，所述尾环部外周的横截面为正六边形；所述挤压部的侧壁设置有最少四个侧孔，所述侧孔的正投影为椭圆形结构，所述侧孔的长轴与挤压部的轴向呈平行设置。
更进一步的改进，所述锥管部的厚度从锥管部小端到锥管部大端呈依次减小设置。
更进一步的改进，所述夹持单元还包括若干个标准垫圈，所述标准垫圈套设在挤压部或套环部的外部。
更进一步的改进，所述锥管部大端与圆管部端部的连接处设置有多个焊接凸筋，所述焊接凸筋的长度方向与挤压部的轴向之间呈倾斜设置；所有焊接凸筋排列后的旋向与螺母部内壁的螺纹的旋向呈相反设置。
更进一步的改进，所述金属槽的外部套设有外槽，所述电动振动器均位于外槽的内部，所述外槽的顶端与金属槽的顶端密封连接，所述外槽的内壁与金属槽的外壁之间设置有功能腔，所述功能腔内设置有冷却水区、位于冷却水区上方的高压气体区；
所述外槽的外部设置有进水阀、出水阀，所述外槽的侧壁设置有与进水阀相连的进水孔、与出水阀相连的出水孔，所述出水孔设置在进水孔的上方，所述冷却水区处的水面高度与出水孔的高度相等，所述冷却水区处的水面设置在金属槽槽底的下方，所述电动振动器的外部固定安装有多个散热翅片，所述散热翅片均位于冷却水区内部；所述外槽的外部安装有气阀和安全阀，所述气阀和安全阀均与高压气体区连通。
更进一步的改进，还包括用来对夹持单元中央区域加热的加热组件，所述加热组件包括绝缘隔热板、用来插入外螺纹管中央的加热棒、套设在加热棒外部的感应加热线圈，所述加热棒和感应加热线圈均安装在绝缘隔热板的一侧。
更进一步的改进，所述圆管部的内壁设置有位于圆管部两端的硬化网格区、位于圆管部中间的强化网格区，所述硬化网格区包括若干条沿着圆管部环向设置的硬化环带，所述硬化环带由若干个呈等间距排列的正六边形硬化环组成，相邻两条硬化环带中的正六边形硬化环呈交错设置；
所述正六边形硬化环是由等离子束扫描加热制成，该处等离子束的扫描轨迹为正六边形，正六边形硬化环的深度为0.1mm；
所述强化网格区包括若干条沿着圆管部环向设置的强化环带，所述强化环带由若干个呈等间距排列的菱形强化环组成，相邻两条强化环带中的菱形强化环呈交错设置；
所述菱形强化环是由等离子束扫描加热制成，该处等离子束的扫描轨迹为菱形，菱形强化环的深度为0.05mm。
更进一步的改进，通过气阀向高压气体区内输入二氧化碳气体，所述高压气体区内的气压为0.32～0.35MPa。
更进一步的改进，向金属槽内倒入回火油和气相二氧化硅，回火油和气相二氧化硅的质量比为100:(1.3～1.6)；对被夹持单元夹持的轴承圈进行回火处理，回火温度不超过320℃，所述电动振动器产生的振动频率为15～25Hz，所述电动振动器产生的振动幅度不超过0.5mm。
本发明的有益效果：
1、即可用于对圈状、环状的零部件回火，也可用圈类夹具对圈状、环状的零部件夹紧后送入淬火炉内进行淬火，降低在回火、淬火过程中圈状、环状的零部件的变形程度，可以显著减少后续的磨削量，有利于提高产品质量，节约成本；尤其是对中、大型的薄壁轴承圈来说，其尺寸更加均匀，一致性好，有效降低了废品率。
2、本发明的操作简单方便，只需要在使用时将圈类夹具对圈状、环状的零部件夹紧，不使用时取下即可，可重复利用，其能够有效控制圈状、环状的零部件在热处理过程中的变形、限形等，可以有效提高效率。
3、圈类夹具可以在高温下长期反复使用，耐疲劳性好。
附图说明
图1为本发明所述轴承圈高效热处理设备的结构示意图；
图2为本发明所述圈类夹具的结构示意图；
图3为本发明所述圈类夹具的内部示意图；
图4为本发明所述螺母部、挤压部、套环部的连接示意图；
图5为本发明所述圆管部、锥管部的连接示意图；
图6为本发明所述圆管部内壁的硬化网格区、强化网格区的分布示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1～4所示，所述轴承圈高效热处理设备，包括金属槽10、用来夹持轴承圈90的圈类夹具20，所述金属槽10的内部安装有多个加热单元11，所述加热单元11位于金属槽10的槽底，所述金属槽10的槽底下方安装有多个电动振动器60，所述圈类夹具20包括固定板39、安装在固定板39一侧的若干个呈阵列分布的夹持单元30。
所述夹持单元30包括外螺纹管31、与外螺纹管31螺纹连接的螺母部331、管状的挤压部、套环部332、安装在外螺纹管31尾端的尾环部32，所述螺母部331、挤压部和套环部332均套设在外螺纹管31的外部，所述螺母部331位于挤压部的一侧，所述套环部332位于挤压部的另一侧；所述挤压部包括圆管部351、位于圆管部351两端的锥管部352，所述锥管部352的大端与圆管部351的端部连接为一体；其中一个锥管部352的小端与螺母部33的端部连接为一体，另一个锥管部352的小端与套环部332的端部连接为一体；所述外螺纹管31包括螺纹段和光管段，所述螺纹段与螺母部331螺纹连接，所述套环部332与光管段之间为间隙配合，所述固定板39设置有多个与光管段相适配的安装孔，所述螺母部331、挤压部和套环部332均位于固定板39的一侧，所述尾环部32位于固定板39的另一侧，所述尾环部32外周的横截面为正六边形；所述挤压部的侧壁设置有最少四个侧孔353，所述侧孔353的正投影为椭圆形结构，所述侧孔353的长轴与挤压部的轴向呈平行设置。
定义，大端是指锥形、锥管等结构中直径大的那一端，小端是指锥形、锥管等结构中直径小的那一端。
首先，无论轴承圈90是否被加热，都可以通过将将其套在挤压部的外部，在初始时挤压部的最大外径小于轴承圈90的内径；然后通过尾环部32转动外螺纹管31旋转，外螺纹管31转动也会带动螺母部331向靠近套环部332的方向运动，从而对螺母部331和套环部332之间的挤压部施加挤压力；对于挤压部来说，通过两个锥管部352对中间的圆管部351施加挤压力，由于侧孔353的存在，使得圆管部351更易向外扩张、变形，从而使得外扩的圆管部351会抵紧轴承圈90，从而达到夹紧的目的。
当需要拆卸时，反向转动尾环部32和外螺纹管31，会带动螺母部331向远离套环部332的方向运动，从而对螺母部331和套环部332之间的挤压部施加拉伸力，从而使得圆管部351从外扩状态回复到初始状态，如此，方便取下轴承圈90。如果挤压部为圆管状的结构，其不易控制初始变形集中在圆管部351的中断，变形区域较为随机，不适合本发明。
在一些实施例中，圈类夹具20将轴承圈90夹持后，可送入淬火炉、回火炉、冷却炉等内进行相应的热处理工艺。
在其中一个实施例中，先向金属槽10内倒入回火油，将所有套好并夹紧的轴承圈90随着圈类夹具20放置在金属槽10的内部，固定板39安装在金属槽10的上端；对被夹持单元30夹持的轴承圈90进行回火处理，回火温度为260℃，回火油将所有的轴承圈90淹没处理。通过加热单元11对金属槽10内的温度进行加热并控温。
实施例2
所述锥管部352的厚度从锥管部352小端到锥管部352大端呈依次减小设置。如此设置，能够保证锥管部352发生形变的优先级会明显低于圆管部351的优先级。
实施例3
如图5所示，所述锥管部352大端与圆管部351端部的连接处设置有多个焊接凸筋354，所述焊接凸筋354的长度方向与挤压部的轴向之间呈倾斜设置；所有焊接凸筋354排列后的旋向与螺母部331内壁的螺纹的旋向呈相反设置。
旋向，有左旋和右旋之分。以螺纹为例，顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹；反之，逆时针旋转时旋入的螺纹称为左旋螺纹。焊接凸筋354排列后的结构类似斜齿轮上的齿部，也有左旋和右旋之分。
焊接凸筋354的作用是为了加强焊接处的强度。由于长期在高度下反复使用，因为尾环部32会旋转，从而会在尾环部32与螺母部331会产生相应的转动摩擦力，如果焊接凸筋354排列后的旋向与螺母部331内壁的螺纹的旋向是相同的话，抗疲劳寿命在高温下会下降最少27％(如在800℃的温度下，使用次数会从132次下降至97次，判断标准以焊接凸筋掉落的数量是否达到总数的10％为标准，超过10％即表示不达标)。
如果焊接凸筋354的长度方向与挤压部的轴向之间呈垂直设置，倒是不影响其直拉直出的这种使用寿命，但是本发明需要旋出、旋进，因此，其抗疲劳寿命在高温下会下降最少22％。
实施例4
所述夹持单元30还包括若干个标准垫圈34，所述标准垫圈34套设在挤压部或套环部332的外部。
由于有一些轴承圈90的宽度不同，通过设置若干个标准垫圈34可使得轴承圈90的中间区域尽量都位于圆管部351的外部。
实施例5
所述金属槽10的外部套设有外槽70，所述电动振动器60均位于外槽70的内部，所述外槽70的顶端与金属槽10的顶端密封连接，所述外槽70的内壁与金属槽10的外壁之间设置有功能腔，所述功能腔内设置有冷却水区40、位于冷却水区40上方的高压气体区73。
所述外槽70的外部设置有进水阀71、出水阀72，所述外槽70的侧壁设置有与进水阀71相连的进水孔、与出水阀72相连的出水孔，所述出水孔设置在进水孔的上方，所述冷却水区40处的水面高度与出水孔的高度相等，所述冷却水区40处的水面设置在金属槽10槽底的下方，所述电动振动器60的外部固定安装有多个散热翅片61，所述散热翅片61均位于冷却水区40内部；所述外槽70的外部安装有气阀75和安全阀74，所述气阀75和安全阀74均与高压气体区73连通。
其中，通过气阀75向高压气体区73内输入二氧化碳气体，所述高压气体区73内的气压为0.32～0.35MPa。当需要放气时，也可打开气阀75，将高压气体区73内的气体放掉，挥发至常压。
如果金属槽10内是持续高温加热环境，那么为避免电动振动器60(优选耐高温型号)被烧掉，通过进水阀71接入冷却水，然后对电动振动器60进行冷却，最终从出水阀72处排出。由于高压气体区73的存在，使得金属槽10的外部形成一层气屏，二氧化碳又是保温气体，能够形成一层保温屏障，降低外界尤其是冷却水区40对金属槽10内的影响。其中，需要说明的是，冷却水区40处的水面与金属槽10的槽底之间的间距优选为3～4cm，如果间距过大，对电动振动器60的淹没程度有限，冷却效果有限；如果间距过小，则非常容易扰乱金属槽10的槽底处的温度。有高压气体区73的存在，在保证气压和水压相同的情况下，无论如何调节进水阀71、出水阀72的开度，都不会因为误操作导致冷却水区40处的水面碰触到金属槽10的槽底。
首先，经过试验，高压气体区73内的气压在超过0.25MPa时，所形成的二氧化碳屏障就可以足够保温，二氧化碳屏障内外温度相互影响不大，检测标准就是：冷却水的温度为25～30℃，金属槽10内的温度加热至300℃，即使停止加热并持续10min，金属槽10内的温度下降幅度不超过2％。作为对照，如果高压气体区73内的气压为0.15MPa时，停止加热并持续10min，金属槽10内的温度下降幅度超过21％。
但是，由于在后续使用电动振动器60产生振动(最大振动为0.5mm)，振动频率只要大于10Hz，就会导致大量水波出现，从而可能会出现有一些水波会触及金属槽10的槽底(因为最大间距为4cm)。通过试验发现，通过增加高压气体区73内的气压会消除这种隐患，当高压气体区73内的气压达到0.32MPa时，即使振动频率持续增大且达到10kHz，也未出现水波会触及金属槽10的槽底的现象。因此，所述高压气体区73内的气压优选为0.32～0.35MPa。
实施例6
所述轴承圈高效热处理设备，还包括用来对夹持单元30中央区域加热的加热组件，所述加热组件包括绝缘隔热板53、用来插入外螺纹管31中央的加热棒52、套设在加热棒52外部的感应加热线圈51，所述加热棒52和感应加热线圈51均安装在绝缘隔热板53的一侧。
通过感应加热线圈51能够对加热棒52进行感应加热，从而对流通不畅的夹持单元30中央区域进行补充加热，这对于一些特殊材料如铬钼钢所制成的轴承圈来说，能显著减少因托氏体组织超标导致的缺陷，尤其是显著减少细长裂纹出现的几率。而高碳铬轴承钢、不锈钢所制成的轴承圈，则通常使用不到加热棒52再额外加热，除非在回火或淬火的过程中出现明显的加热不足的问题。
实施例7
如图6所示，所述圆管部351的内壁设置有位于圆管部351两端的硬化网格区、位于圆管部351中间的强化网格区，所述硬化网格区包括若干条沿着圆管部351环向设置的硬化环带，所述硬化环带由若干个呈等间距排列的正六边形硬化环355组成，相邻两条硬化环带中的正六边形硬化环355呈交错设置；
所述正六边形硬化环355是由等离子束扫描加热制成，该处等离子束的扫描轨迹为正六边形，正六边形硬化环355的深度为0.1mm；
所述强化网格区包括若干条沿着圆管部351环向设置的强化环带，所述强化环带由若干个呈等间距排列的菱形强化环356组成，相邻两条强化环带中的菱形强化环356呈交错设置；
所述菱形强化环356是由等离子束扫描加热制成，该处等离子束的扫描轨迹为菱形，菱形强化环356的深度为0.05mm。
首先，正六边形硬化环355的设置，一方面提高该区域的强度。但是，如果是圆环的话，这块的应力比较集中，再加上需要更大的压力才能使得该处变形，在长期高温的环境下，反复拉伸、回缩等情况，例如在1000℃的情况下，一次拉伸以及一次回缩为一个行程，在100次行程后，会发现有数量超过57％的正六边形硬化环355所在区域出现微裂纹，微裂纹的长度在1～17mm。而正六边形硬化环355的存在，则这种情况显著改善，主要是因为强度的提升与圆环形相差不大，但是，不需要很大的压力就可使得该处变形，因此，在1000℃的情况下，在100次行程后，出现微裂纹的数量不超过1％。
另外，菱形强化环356，其主要还是使得在圆管部351中央区域易先变形，同时，最大限度降低因反复变形导致的微裂纹出现的几率，延长使用寿命。如果将菱形强化环356也替换为正六边形硬化环355，会导致，在受到挤压时，不是圆管部351中央区域优先变形；而设置菱形强化环356，使得每次挤压时，都是圆管部351中央区域优先变形；其他形状，如圆环形、三角环、长方形、正方形等，都不行。尤其是以长方形举例，在1000℃的情况下，在100次行程后，会发现有数量超过23％的长方形硬化环所在区域出现微裂纹，微裂纹的长度在6～15mm。而菱形强化环356的话，在1000℃的情况下，在100次行程后，出现微裂纹的数量不超过1％。
同样，需要说明的是，如果菱形强化环356和正六边形硬化环355都在圆管部351的外侧壁，那么在同样的挤压力下，圆管部351中央区域并不先向外“鼓起”。
实施例8
所述轴承圈高效热处理设备，在使用过程中，向金属槽10内倒入回火油和气相二氧化硅，回火油和气相二氧化硅的质量比为100:(1.3～1.6)；对被夹持单元30夹持的轴承圈90进行回火处理，回火温度不超过320℃，所述电动振动器60产生的振动频率为15～25Hz，所述电动振动器60产生的振动幅度不超过0.5mm。
加入气相二氧化硅的目的，首先是不会产生污染，对淬火、回火等并不影响；加入其他材料，如氧化铝、氮化硅等，可能会造成析碳的情况。其次，加入普通大粒径的二氧化硅，在振动频率比较高的情况下，尤其是回火温度较高的初期，会影响回火质量，导致轴承套的硬度分布不均匀。
气相二氧化硅的加入，配合15～25Hz的振动，对于中碳轴承钢制成的轴承圈来说，其回火效果更好。因为，振动会导致促使气相二氧化硅的分散，一方面，使得金属槽10内的轴承圈回火一致性非常好，不会出现因为温度分布不均导致的大批量不良品；其次，主要是使得回火油能够更好的渗入到圆管部351与轴承圈之间的区域，降低该区域出现硬度过高的情况。
例如，如果不添加二氧化硅的话，轴承圈与圆管部351接触的区域，其硬度会超过标准值17.5％～21.1％，且无法重新回火，只能报废。而对于高碳铬钢、不锈钢来说，则不易出现此种情况；即使在极低的概率导致出现硬度超过标准值的情况，通常也不会超过7％，重新回火即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轴承圈高效热处理设备，包括金属槽(10)、用来夹持轴承圈(90)的圈类夹具(20)，所述金属槽(10)的内部安装有多个加热单元(11)，所述加热单元(11)位于金属槽(10)的槽底，其特征在于：所述金属槽(10)的槽底下方安装有多个电动振动器(60)，所述圈类夹具(20)包括固定板(39)、安装在固定板(39)一侧的若干个呈阵列分布的夹持单元(30)。
2.根据权利要求1所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：所述夹持单元(30)包括外螺纹管(31)、与外螺纹管(31)螺纹连接的螺母部(331)、管状的挤压部、套环部(332)、安装在外螺纹管(31)尾端的尾环部(32)，所述螺母部(331)、挤压部和套环部(332)均套设在外螺纹管(31)的外部，所述螺母部(331)位于挤压部的一侧，所述套环部(332)位于挤压部的另一侧；所述挤压部包括圆管部(351)、位于圆管部(351)两端的锥管部(352)，所述锥管部(352)的大端与圆管部(351)的端部连接为一体；其中一个锥管部(352)的小端与螺母部(33)的端部连接为一体，另一个锥管部(352)的小端与套环部(332)的端部连接为一体；所述外螺纹管(31)包括螺纹段和光管段，所述螺纹段与螺母部(331)螺纹连接，所述套环部(332)与光管段之间为间隙配合，所述固定板(39)设置有多个与光管段相适配的安装孔，所述螺母部(331)、挤压部和套环部(332)均位于固定板(39)的一侧，所述尾环部(32)位于固定板(39)的另一侧，所述尾环部(32)外周的横截面为正六边形；所述挤压部的侧壁设置有最少四个侧孔(353)，所述侧孔(353)的正投影为椭圆形结构，所述侧孔(353)的长轴与挤压部的轴向呈平行设置。
3.根据权利要求2所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：所述锥管部(352)的厚度从锥管部(352)小端到锥管部(352)大端呈依次减小设置。
4.根据权利要求3所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：所述夹持单元(30)还包括若干个标准垫圈(34)，所述标准垫圈(34)套设在挤压部或套环部(332)的外部。
5.根据权利要求2所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：所述锥管部(352)大端与圆管部(351)端部的连接处设置有多个焊接凸筋(354)，所述焊接凸筋(354)的长度方向与挤压部的轴向之间呈倾斜设置；所有焊接凸筋(354)排列后的旋向与螺母部(331)内壁的螺纹的旋向呈相反设置。
6.根据权利要求2所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：所述金属槽(10)的外部套设有外槽(70)，所述电动振动器(60)均位于外槽(70)的内部，所述外槽(70)的顶端与金属槽(10)的顶端密封连接，所述外槽(70)的内壁与金属槽(10)的外壁之间设置有功能腔，所述功能腔内设置有冷却水区(40)、位于冷却水区(40)上方的高压气体区(73)；
所述外槽(70)的外部设置有进水阀(71)、出水阀(72)，所述外槽(70)的侧壁设置有与进水阀(71)相连的进水孔、与出水阀(72)相连的出水孔，所述出水孔设置在进水孔的上方，所述冷却水区(40)处的水面高度与出水孔的高度相等，所述冷却水区(40)处的水面设置在金属槽(10)槽底的下方，所述电动振动器(60)的外部固定安装有多个散热翅片(61)，所述散热翅片(61)均位于冷却水区(40)内部；所述外槽(70)的外部安装有气阀(75)和安全阀(74)，所述气阀(75)和安全阀(74)均与高压气体区(73)连通。
7.根据权利要求2所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：还包括用来对夹持单元(30)中央区域加热的加热组件，所述加热组件包括绝缘隔热板(53)、用来插入外螺纹管(31)中央的加热棒(52)、套设在加热棒(52)外部的感应加热线圈(51)，所述加热棒(52)和感应加热线圈(51)均安装在绝缘隔热板(53)的一侧。
8.根据权利要求2所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：所述圆管部(351)的内壁设置有位于圆管部(351)两端的硬化网格区、位于圆管部(351)中间的强化网格区，所述硬化网格区包括若干条沿着圆管部(351)环向设置的硬化环带，所述硬化环带由若干个呈等间距排列的正六边形硬化环(355)组成，相邻两条硬化环带中的正六边形硬化环(355)呈交错设置；
所述正六边形硬化环(355)是由等离子束扫描加热制成，该处等离子束的扫描轨迹为正六边形，正六边形硬化环(355)的深度为0.1mm；
所述强化网格区包括若干条沿着圆管部(351)环向设置的强化环带，所述强化环带由若干个呈等间距排列的菱形强化环(356)组成，相邻两条强化环带中的菱形强化环(356)呈交错设置；
所述菱形强化环(356)是由等离子束扫描加热制成，该处等离子束的扫描轨迹为菱形，菱形强化环(356)的深度为0.05mm。
9.根据权利要求6所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：通过气阀(75)向高压气体区(73)内输入二氧化碳气体，所述高压气体区(73)内的气压为0.32～0.35MPa。
10.根据权利要求2所述的一种轴承圈高效热处理设备，其特征在于：向金属槽(10)内倒入回火油和气相二氧化硅，回火油和气相二氧化硅的质量比为100:(1.3～1.6)；对被夹持单元(30)夹持的轴承圈(90)进行回火处理，回火温度不超过320℃，所述电动振动器(60)产生的振动频率为15～25Hz，所述电动振动器(60)产生的振动幅度不超过0.5mm。
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