CN207143324U - 辉光离子渗氮炉风冷阳极装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辉光离子渗氮炉风冷阳极装置。它包括进风管、排风管、风冷阳极总成；进风管下端向下伸入风冷阳极总成、位于风冷阳极总成下端上方、位于炉筒体内，进风管上下两端均为开口结构，进风管上端位于风冷阳极总成上方、通过软管与高压涡流风机相连接；排风管位于风冷阳极总成一侧，排风管一端与风冷阳极总成相连通、另一端与大气相连通，排风管位于炉体上水包盖上方。具有自动控制并调节区域温度的优点。

Description

辉光离子渗氮炉风冷阳极装置

技术领域

本实用新型涉及金属材料化学热处理领域，更具体地说它是辉光离子渗氮炉风冷阳极装置。

背景技术

辉光离子渗氮炉根据其工作特性，阴极盘中心区域由于处于离子轰击阴极的中心，温度最高然后沿圆周向炉壁衰减，阴极盘的边缘由于靠隔热屏最近，温度的散失也最为严重，以辅助阳极为轴心的中心区域和阴极盘边缘的温度差可以达到上百摄氏度。

传统的辉光离子渗氮炉大多采用冷璧式真空炉体，通常为双层材质为Q235钢板焊接成型、两层钢板中间的夹层为通水层、用于冷却真空渗氮炉体保证密封件在低温下长期使用，已经广泛应用于金属零件的离子渗氮工艺。

真空炉体为冷壁炉结构时、在使用过程中存在很多缺陷，主要是炉内温度场严重不均匀、炉体内部在使用过程中上下部分和阴极盘的内外圈等部分、零件装在炉内的上下部分、内外圈温差大，加工出来的零件因为温度的偏差造成硬度和氮化层不均匀；目前的改善措施主要有以下方法：

(1)通过熟练工人调整零件的摆放位置，增加辅助阴极，使被加工零件尽量远离渗氮中心区域、或者通过改变中心区域和边缘区域的零件的间距、通过改变调整零件间距改变辐射减少内外温差，以上所有方法都是为了减少渗氮炉中心区域和阴极盘边缘区域的温差、努力使加工零件温度均匀，通过目测零件的温度、调整零件的间距等手段去改善炉内被加工零件的温度均匀性；

(2)通过在炉内增加电阻辅助加热手段改变炉内温度均匀性，但是该辅助加热为单向控制模式，当炉内因为结构及零件摆放位置原因会使某段温度在电阻丝不通电加热的状态下、测量温度仍然高于控制的设定温度出现死区温度无法调整。

以上两种办法是目前改善温度均匀性的普遍方法，虽然能够改善温度均匀性，但始终不能从上根本改变和控制内外温度差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种辉光离子渗氮炉风冷阳极装置，主要用于辉光离子氮化设备、用于改善真空炉体内部加热区域的温度场均匀性；自动控制并调节温度，使被加工零件在离子渗氮过程中在均匀的温度场中完成渗氮过程、得到均匀的硬度和渗氮层。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：辉光离子渗氮炉风冷阳极装置，其特征在于：包括进风管、排风管、风冷阳极总成；进风管下端向下伸入风冷阳极总成、位于风冷阳极总成下端上方、位于炉筒体内，进风管上下两端均为开口结构，进风管上端位于风冷阳极总成上方、通过软管与高压涡流风机相连接；排风管位于风冷阳极总成一侧，排风管一端与风冷阳极总成相连通、另一端与大气相连通，排风管位于炉体上水包盖上方。

在上述技术方案中，风冷阳极装置安装于炉体上水包盖上、且位于炉筒体的中心轴上；风冷阳极装置下端从炉体上水包盖中心垂直向下安装于炉筒体内。

在上述技术方案中，有内热壁位于炉筒体内；风冷阳极装置下端位于内热壁形成的环形区域内。

在上述技术方案中，有铠装热电偶设置于风冷阳极总成上，铠装热电偶下部位于风冷阳极总成内、且位于进风管和风冷阳极总成内壁之间，铠装热电偶下端位于进风管下端的侧上方、上端向上伸出风冷阳极总成上端。

本实用新型具有如下优点：

(1)主要用于辉光离子氮化设备，用于改善真空炉体内部加热区域的温度均匀性；使被加工零件在离子渗氮过程中在均匀的温度场中完成渗氮过程、得到均匀的硬度和渗氮层；

(2)能够有效降低辉光离子渗氮炉的中心温度、并能够通过自动检测中心风冷阳极的温度，通过强制风冷系统自动调节中心阳极的温度，通过降低中心风冷阳极的温度来降低渗氮中心区域的温度，实现自动调节辉光离子渗氮炉体内被加工区域中零件的内外温度差，达到使辉光离子渗氮炉内渗氮零件温度均匀的目的；

(3)操作简便，风冷阳极平常固定在炉体上水包上，和炉体整体起吊，不需要单独长期拆卸；提高效率、节约成本、提高产品质量。

附图说明

图1为本实用新型工作结构示意图。

图1中，T+、T-是风冷阳极装置铠装热电偶的输出线。

图中1-炉筒体,2-阴极盘,3-电阻加热元件,4-内热壁,6-待加工零件,7-炉体上水包盖,8-内嵌O型密封圈,9-导风罩,10-风扇叶轮,11-三相电机,12-炉体下水包,13-衬套,14-电机固定衬套,15-风机轴,16-联轴器,17-电阻加热电极引出孔,18-电阻加热热电偶引出孔,19-隔风板,20-高压气流进气管,21-高压气流排气管,22-风管,23-风冷阳极装置,24-进风管,25-排风管,26-风冷阳极总成，27-铠装热电偶。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：辉光离子渗氮炉风冷阳极装置，其特征在于：包括进风管24、排风管25、风冷阳极总成26；进风管24下端向下伸入风冷阳极总成26、位于风冷阳极总成26下端上方、位于炉筒体1内，进风管24上下两端均为开口结构，进风管24上端位于风冷阳极总成26上方、通过软管与高压涡流风机相连接；排风管25位于风冷阳极总成26一侧，排风管25一端与风冷阳极总成26相连通、另一端与大气相连通，排风管25位于炉体上水包盖7上方。风冷阳极装置23安装于炉体上水包盖7上、且位于炉筒体1的中心轴上；风冷阳极装置23下端从炉体上水包盖7中心垂直向下安装于炉筒体1内。有内热壁4位于炉筒体1内；风冷阳极装置23下端位于内热壁4形成的环形区域内。待加工零件6位于风冷阳极总成26外部、且位于阴极盘2上，阴极盘2位于炉筒体1内部下端上、且位于炉筒体1中部。有铠装热电偶27设置于风冷阳极总成26上，铠装热电偶27下部位于风冷阳极总成26内、且位于进风管24和风冷阳极总成26内壁之间，铠装热电偶27下端位于进风管24下端的侧上方、上端向上伸出风冷阳极总成26上端。风冷阳极装置23为316不锈钢或碳钢制作的风冷阳极装置。

本实用新型所述的辉光离子渗氮炉风冷阳极装置的工作过程如下：当铠装热电偶27检测到阳极中心温度高于待加工零件6的温度时，高压涡流风机自动启动，持续进行如下强制风冷：高压气流从进风管24进入风冷阳极总成26、从风冷阳极总成26下部排出，高压气流上升到风冷阳极总成26上端、从排风管25排出；直至铠装热电偶27检测到阳极中心温度与将待加工零件6的温度相同时，高压涡流风机自动关闭，强制风冷结束。

为了能够更加清楚的说明使用本实用新型所述的辉光离子渗氮炉风冷阳极装置的的辉光离子渗氮炉与传统的辉光离子渗氮炉相比所具有的优点，工作人员将这两种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：

由上表可知，使用本实用新型所述的辉光离子渗氮炉风冷阳极装置的的辉光离子渗氮炉与传统的辉光离子渗氮炉相比，所加工产品的硬度及渗氮层较均匀。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (4)

1.辉光离子渗氮炉风冷阳极装置，其特征在于：包括进风管(24)、排风管(25)、风冷阳极总成(26)；进风管(24)下端向下伸入风冷阳极总成(26)、位于风冷阳极总成(26)下端上方、位于炉筒体(1)内，进风管(24)上下两端均为开口结构，进风管(24)上端位于风冷阳极总成(26)上方、通过软管与高压涡流风机相连接；排风管(25)位于风冷阳极总成(26)一侧，排风管(25)一端与风冷阳极总成(26)相连通、另一端与大气相连通，排风管(25)位于炉体上水包盖(7)上方。

2.根据权利要求1所述的辉光离子渗氮炉风冷阳极装置，其特征在于：风冷阳极装置(23)安装于炉体上水包盖(7)上、且位于炉筒体(1)的中心轴上；风冷阳极装置(23)下端从炉体上水包盖(7)中心垂直向下安装于炉筒体(1)内。

3.根据权利要求2所述的辉光离子渗氮炉风冷阳极装置，其特征在于：有内热壁(4)位于炉筒体(1)内；风冷阳极装置(23)下端位于内热壁(4)形成的环形区域内。

4.根据权利要求3所述的辉光离子渗氮炉风冷阳极装置，其特征在于：有铠装热电偶(27)设置于风冷阳极总成(26)上，铠装热电偶(27)下部位于风冷阳极总成(26)内、且位于进风管(24)和风冷阳极总成(26)内壁之间，铠装热电偶(27)下端位于进风管(24)下端的侧上方、上端向上伸出风冷阳极总成(26)上端。