CN216473338U - 一种可在空气中实现材料淬火实验的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及材料实验设备技术领域，提供一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，旨在解决现有材料淬火试验系统无法控制淬火冷却进程，使用水淬火的冷却均匀性差，实验成本和危险系数较高，材料淬火实验的数据无法完成记录，实验的精度较低的问题，包括机台和机台下端安装的多个支撑脚，所述机台上端设有加热机构和密封机构，机台上方还设有驱动机构，且所述密封机构连接在所述加热机构上方，所述驱动机构安装在加热机构的一侧，所述加热机构包括固定安装在机台顶壁上的加热炉，所述加热炉内部设有加热腔，加热腔上端开设有贯通加热炉顶壁的放料口。本实用新型尤其适用于材料淬火实验用，具有较高的社会使用价值和应用前景。

Description

一种可在空气中实现材料淬火实验的系统

技术领域

本实用新型涉及材料试验设备技术领域，具体涉及一种可在空气中实现材料淬火实验的系统。

背景技术

淬火是一种材料热处理的基本工艺，常见的有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火等，钢材的淬火是将钢加热使之奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速进行马氏体或贝氏体转变，其他部分合金材料和钢化玻璃的的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺也被称为淬火，随着材料学的发展，对材料的热处理质量要求愈发提高，材料淬火实验也成为材料研究的重中之重。

现有的材料淬火实验一般是将物料在容器中放入加热箱中进行加热，加热后取出放入水中进行淬火，这种淬火实验方式一方面无法保证高冷却强度，冷却过程的均匀性也不能保证，同时无法对淬火冷却进程进行有效的控制，另一方面现有实验方法对材料一般使用烧结石英管的方法进行密封，实验成本较高，也具有一定危险性，再一方面，现有材料淬火实验多需要实验人员进行手工操作，具有一定的危险性，同时淬火进程和实验数据不好掌握，无法完成高精度的材料淬火实验要求，为此，我们提出了一种可在空气中实现材料淬火实验的系统。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决现有材料淬火试验系统无法控制淬火冷却进程，使用水淬火的冷却均匀性差，实验成本和危险系数较高，材料淬火实验的数据无法完成记录，实验的精度较低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，包括机台和机台下端安装的多个支撑脚，所述机台上端设有加热机构和密封机构，机台上方还设有驱动机构，且所述密封机构连接在所述加热机构上方，所述驱动机构安装在加热机构的一侧；

所述加热机构包括固定安装在机台顶壁上的加热炉，所述加热炉内部设有加热腔，加热腔上端开设有贯通加热炉顶壁的放料口，放料口中滑动连接有用于放置物料的石英管，石英管呈下端封闭的圆柱管状。

优选的，所述密封机构包括石英管环形侧壁上部向外侧延伸出的凸缘，凸缘外侧套设有法兰座，凸缘上端连接有法兰盖，且法兰盖与法兰座通过螺栓固定连接，法兰盖的底壁形状与石英管的上管口形状相匹配，所述法兰座和所述法兰盖由314L不锈钢制成。

更优选的，所述法兰盖对应凸缘上方位置的底壁上设有环形凹槽，环形凹槽中嵌设有石墨缠绕垫。

优选的，所述加热炉对应放料口上端位置的顶壁上通过固定环固定安装有淬火组件。

更优选的，所述淬火组件包括通过固定环贯通连接在放料口上的通风盘，通风盘沿轴线延伸方向贯通设有与放料口形状相匹配的放料孔，且通风盘环形侧壁两侧设有贯通放料孔的通孔并贯通连接有涡流管，涡流管均向外侧延伸并分别贯通连接有高压气管，高压气管另一端均连接在冷气气泵的输出端上。

再更优选的，所述通风盘的环形内壁上设有环形风刀，环形风刀的进气端分别与两侧的涡流管贯通连接。

再优选的，所述通风盘对应放料孔上端位置的顶壁上设有密封罩，密封罩上设有透风孔且密封罩与石英管滑动连接。

优选的，所述法兰座的环形侧壁一侧通过连接臂固定连接有固定架，固定架向远离法兰座的一侧延伸并水平固定安装在滑动座上，滑动座滑动安装在直线电机模组上，直线电机模组通过支架固定安装在机台的一侧侧壁上。

更优选的，所述机台和支架之间连接有多个固定肋板。

优选的，所述机台前壁安装有控制盒，控制盒上设有控制面板且内置有PLC控制器。

(三)有益效果

本实用新型实施例提供了一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，具备以下有益效果：

1、本实用新型中，通过单端封口的石英管，配合法兰座和法兰盖对石英管的开口端进行密封，在高温下易燃能够保证石英管中密封环境的稳定性，有效的避免了水冷法兰的使用，极大的降低了成本。

2、本实用新型中，通过单端封口的石英管配合法兰协同石墨缠绕垫的密封方式，相较于传统的将石英管烧结封口加热后再破坏石英管的方式，一方面使石英管可以重复使用，有效的降低了成本，另一方面也避免石英碎片伤人的可能，有效的保证了实验人员的安全。

3、本实用新型中，通过环形风刀吹入冷气对石英管中加热好的物料进行快速冷却淬火，有效的提高了淬火实验的效果，同时避免将物料取出，提高了淬火实验的安全性，使用环形风刀也使得淬火过程的冷速可控，有效的保证了淬火的质量，保证石英管处于同一温度水平，提高淬火进程的稳定性，保证了淬火的均匀性，提高了淬火质量。

4、本实用新型中，通过直线电机模组配合滑动座控制石英管的位置，自动进行加热和淬火，有效的提高了淬火实验的自动化进程，提高了淬火实验的实验效率，保证了淬火实验的安全性。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种可在空气中实现材料淬火实验的系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本实用新型外观示意图；

图2为本实用新型侧视图；

图3为本实用新型中A部分示意图；

图4为本实用新型中淬火组件示意图；

图5为本实用新型石英管示意图。

图中：机台1、支撑脚2、加热机构3、加热炉31、加热腔32、放料口33、固定环 34、淬火组件35、通风盘350、环形风刀351、涡流管352、高压气管353、密封罩354、透风孔355、石英管36、密封机构4、凸缘41、法兰座42、法兰盖43、真空口431、石墨缠绕垫44、驱动机构5、连接臂51、固定架52、滑动座53、直线电机模组54、支架55、固定肋板56、控制盒6、物料a。

具体实施方式

下面结合附图1-5和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1

一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，包括机台1和机台1下端安装的多个支撑脚2，所述机台1上端设有加热机构3和密封机构4，机台1上方还设有驱动机构5，且所述密封机构4连接在所述加热机构3上方，所述驱动机构5安装在加热机构3的一侧；

本实施例中，如图1-3所示，所述加热机构3包括固定安装在机台1顶壁上的加热炉31，所述加热炉31内部设有加热腔32，加热腔32上端开设有贯通加热炉31顶壁的放料口33，放料口33中滑动连接有用于放置物料a的石英管36，石英管36呈下端封闭的圆柱管状。

本实施例中，操作人员将物料a放置在石英管36内底壁上，将石英管36经过放料口33送至加热腔32中，启动加热炉31对物料a进行加热，所述加热炉31可以最高加热至1200℃，加热完成后，取出物料a进行淬火，使用石英管36将物料a放置在加热腔32中中部，保证加热的效果，使用石英管36方便物料a的放置和拿取。

本实施例中，如图2和3所示，所述密封机构4包括石英管36环形侧壁上部向外侧延伸出的凸缘41，凸缘41外侧套设有法兰座42，凸缘41上端连接有法兰盖43，且法兰盖43与法兰座42通过螺栓固定连接，法兰盖43的底壁形状与石英管36的上管口形状相匹配，所述法兰座42和所述法兰盖43由314L不锈钢制成，使用法兰盖43配合法兰座42对石英管36进行密封，一方面提高石英管36的密封效果，与外界隔绝，提高对物料a的加热效率，另一方面，为有加热环境要求的物料a提供一定的密封环境，保证淬火实验的实验效果，同时避免传统方式破坏石英管36取出物料的方式，有效饿节省了实验成本，降低了实验危险性。

本实施例中，如图2和3所示，所述法兰盖43对应凸缘41上方位置的底壁上设有环形凹槽，环形凹槽中嵌设有石墨缠绕垫44，使用法兰盖43挤压石墨缠绕垫44对石英管36进行密封，提高密封的效果，提高实验结果的可信度。

本实施例中，如图1-4所示，所述加热炉31对应放料口33上端位置的顶壁上通过固定环34固定安装有淬火组件35，直接对物料a进行淬火，减少了淬火时将物料a从石英管中取出的步骤，有效的提高了淬火实验的效率，提高了淬火试验的安全性。

本实施例中，如图1-4所示，所述淬火组件35包括通过固定环34贯通连接在放料口33上的通风盘350，通风盘350沿轴线延伸方向贯通设有与放料口33形状相匹配的放料孔，且通风盘350环形侧壁两侧设有贯通放料孔的通孔并贯通连接有涡流管352，涡流管352均向外侧延伸并分别贯通连接有高压气管353，高压气管353另一端均连接在冷气气泵的输出端上。

本实施例中，待石英管36中的物料a加热完成后，将石英管36提升至通风盘350处，启动冷气气泵，配合涡流管352将冷气快速通入通风盘350中对物料a进行冷却淬火，有效的避免了传统方式将物料a从石英管36中取出的操作步骤，有效的保证了实验人员的操作安全，同时使用冷气进行淬火，保证了淬火过程的冷速可控，极大的提高了淬火材料的质量。

本实施例中，如图1-4所示，所述通风盘350的环形内壁上设有环形风刀351，环形风刀351的进气端分别与两侧的涡流管352贯通连接，使用环形风刀351保证冷气在石英管36的外侧同步吹入，有效的加速了物料a的冷却进程，保证石英管36的温度水平一致，有效的保证了淬火的均匀性，提高了淬火质量。

本实施例中，如图1-4所示，所述通风盘350对应放料孔上端位置的顶壁上设有密封罩354，密封罩354上设有透风孔355且密封罩354与石英管36滑动连接，一方面保证冷气对石英管36的全面包裹，保证淬火的效果，另一方面保证通风盘350中的气压稳定，有效的保证了冷气的不断通入，避免热量堆积，同时通过控制冷气的流速控制淬火进程中的冷速，提高实验效果。

本实施例中，如图1和2所示，所述法兰座42的环形侧壁一侧通过连接臂51固定连接有固定架52，固定架52向远离法兰座42的一侧延伸并水平固定安装在滑动座53 上，滑动座53滑动安装在直线电机模组54上，直线电机模组54通过支架55固定安装在机台1的一侧侧壁上。

本实施例中，操作人员将物料a放置完成后，启动直线电机模组54配合滑动座53和固定架52带动石英管36下行至加热腔32中，启动加热炉31对物料a进行加热，加热完成后启动直线电机模组54带动石英管36上行直至物料a处于环形风刀351中间，启动淬火组件35对物料a进行淬火，通过直线电机模组54有效的提高了淬火实验的自动化程度，一方面有效的提高了淬火实验的安全性，另一方面有效的保证了淬火试验的效率和精确性。

本实施例中，如图1和2所示，所述机台1和支架55之间连接有多个固定肋板56，提高直线电机模组54运行的稳定性。

本实施例中，如图1和2所示，所述机台1前壁安装有控制盒6，控制盒6上设有控制面板且内置有PLC控制器，本实施例中，PLC控制器型号为西门子S7-200，控制盒 6通过电气控制线与加热炉31和直线电机模组54相连接。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图5所示，所述密封机构4中的法兰盖43上贯通设有真空口431，用于对石英管36内腔进行抽真空，用于对水氧含量有要求或者对真空度有要求的物料，可以将整体放800℃加热炉里烧结，提高实验的效果。

石英管36配合密封机构4形成的盛装组件也可以用在其他成熟设备上，单端封口的石英管36，开口端使用法兰进行密封，此种密封方式耐高温，避免使用水冷法兰，无需配水冷机，大大节约了实验成本。

其他未描述结构参照实施例1。

根据本实用新型上述实施例的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，操作人员将物料a放置在石英管36中，使用法兰盖43挤压石墨缠绕垫44对石英管36进行密封，一方面提高石英管36的密封效果，与外界隔绝，提高对物料a的加热效率，另一方面，为有加热环境要求的物料a提供一定的密封环境，保证淬火实验的实验效果，同时避免传统方式破坏石英管36取出物料的方式，有效饿节省了实验成本，降低了实验危险性，之后启动直线电机模组54配合滑动座53和固定架52带动石英管36下行至加热腔32 中，启动加热炉31对物料a进行加热，加热完成后启动直线电机模组54带动石英管 36上行直至物料a处于环形风刀351中间，启动冷气气泵，配合涡流管352将冷气快速通入通风盘350中对物料a进行冷却淬火，有效的避免了传统方式将物料a从石英管 36中取出的操作步骤，有效的保证了实验人员的操作安全，通过直线电机模组54有效的提高了淬火实验的自动化程度，一方面有效的提高了淬火实验的安全性，另一方面有效的保证了淬火试验的效率和准确性。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，包括机台(1)和机台(1)下端安装的多个支撑脚(2)，其特征在于，所述机台(1)上端设有加热机构(3)和密封机构(4)，机台(1)上方还设有驱动机构(5)，且所述密封机构(4)连接在所述加热机构(3)上方，所述驱动机构(5)安装在加热机构(3)的一侧；

所述加热机构(3)包括固定安装在机台(1)顶壁上的加热炉(31)，所述加热炉(31)内部设有加热腔(32)，加热腔(32)上端开设有贯通加热炉(31)顶壁的放料口(33)，放料口(33)中滑动连接有用于放置物料的石英管(36)，石英管(36)呈下端封闭的圆柱管状。

2.如权利要求1所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述密封机构(4)包括石英管(36)环形侧壁上部向外侧延伸出的凸缘(41)，凸缘(41)外侧套设有法兰座(42)，凸缘(41)上端连接有法兰盖(43)，且法兰盖(43)与法兰座(42)通过螺栓固定连接，法兰盖(43)的底壁形状与石英管(36)的上管口形状相匹配，所述法兰座(42)和所述法兰盖(43)由314L不锈钢制成。

3.如权利要求2所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述法兰盖(43)对应凸缘(41)上方位置的底壁上设有环形凹槽，环形凹槽中嵌设有石墨缠绕垫(44)。

4.如权利要求2所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述法兰座(42)的环形侧壁一侧通过连接臂(51)固定连接有固定架(52)，固定架(52)向远离法兰座(42)的一侧延伸并水平固定安装在滑动座(53)上，滑动座(53)滑动安装在直线电机模组(54)上，直线电机模组(54)通过支架(55)固定安装在机台(1)的一侧侧壁上。

5.如权利要求1所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述加热炉(31)对应放料口(33)上端位置的顶壁上通过固定环(34)固定安装有淬火组件(35)。

6.如权利要求5所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述淬火组件(35)包括通过固定环(34)贯通连接在放料口(33)上的通风盘(350)，通风盘(350)沿轴线延伸方向贯通设有与放料口(33)形状相匹配的放料孔，且通风盘(350)环形侧壁两侧设有贯通放料孔的通孔并贯通连接有涡流管(352)，涡流管(352)均向外侧延伸并分别贯通连接有高压气管(353)，高压气管(353)另一端均连接在冷气气泵的输出端上。

7.如权利要求6所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述通风盘(350)的环形内壁上设有环形风刀(351)，环形风刀(351)的进气端分别与两侧的涡流管(352)贯通连接。

8.如权利要求6所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述通风盘(350)对应放料孔上端位置的顶壁上设有密封罩(354)，密封罩(354)上设有透风孔(355)且密封罩(354)与石英管(36)滑动连接。

9.如权利要求1所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述机台(1)和支架(55)之间连接有多个固定肋板(56)。

10.如权利要求1所述的一种可在空气中实现材料淬火实验的系统，其特征在于：所述机台(1)前壁安装有控制盒(6)，控制盒(6)上设有控制面板且内置有PLC控制器。

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