CN2525099Y - 真空氢气保护热处理炉 - Google Patents

Abstract

一种真空氢气保护热处理炉，包括拥有金属胆的真空炉，氢气的送、排气系统及自动控制系统，该热处理炉集真空炉与氢气炉的特点于一身，除具有真空炉的功能外，还可在工作温度送入氢气(≤1个大气压)，实现氢气保护加热，加热结束后，可迅速恢复到真空状态，防止被处理金属及合金出现“渗氢”现象。安全阀和氮气置换装置确保装备安全。可用来对金属及合金进行退火、固溶、时效、气淬等处理。

Description

真空氢气保护热处理炉

技术领域

本实用新型涉及一种清洁型光亮热处理炉，属于热处理领域，具体涉及一种集真空炉与氢气炉的特点于一身的独特技术装备。

背景技术

真空热处理炉在热处理行业已是较先进的设备，在热处理加热过程中由于压力很低，金属及合金表面的油迹随温度升高很容易挥发、内部气体易“脱出”，其表面被净化而光亮，净化的机理如(1)式。

·············(1)

此时炉内氧分压低于金属氧化物(MeO)的分解压时，金属表面氧化物分解，金属被净化，但过低的压力(过高的真空度)会导致合金中所含蒸汽压较高的元素先行蒸发，即出现所谓“选择蒸发”的缺点。另外，有些合金还苛刻地要求尽量多地脱去合金中的C及N、S等其他杂质。这是真空热处理炉作不到的，而氢气炉却能作到，其净化的机理，如下列(2)式、(3)式、(4)式(5)式。其中(2)式脱多余的碳，(3)式脱氧，(4)式脱氮，(5)式脱硫。

…………(2)

…………(3)

…………(4)

…………(5)

从该净化机理看，氢气炉属强还原性气氛，这对进一步净化及获得表面光亮的金属及合金是极有利的。但是，氢气炉处理的缺点是：被处理的金属与合金易出现“渗氢”现象。而且氢气炉以氢气赶空气，不安全，加热易出危险。

实用新型内容

为了克服现有的真空热处理炉不能尽量多地脱去合金中的某些杂质的不足，以及为了克服现有的氢气炉使被处理的金属与合金易出现“渗氢”现象的不足，本实用新型提供一种真空氢气保护热处理炉，该热处理炉集真空炉与氢气炉于一身，保留真空炉的功能与特点，又能实现金属与合金的真空氢气保护热处理，获得优异性能和光亮的表面，防止“渗氢”现象发生，并且操作安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种真空氢气保护热处理炉，包括真空炉及氮气置换系统，真空炉的炉壳内部装有金属炉胆，氮气置换系统安装在炉体上，由压力表、阀DF₃和氮气进气管组成，在炉体上装有氢气的送入、排出装置，整个装置由自动控制系统控制。

在本实用新型的炉壳上装有安全阀。

本实用新型中的氢气的送入、排出装置能在自动控制系统的控制下，在工作温度自动送入和排出1个大气压的流动氢气、＜1个大气压的微量氢气。

由于采用上述技术方案，本实用新型热处理炉是在真空炉的结构上，增加了能自动控制的氢气的送入、排出装置，因而可在工作温度下送入≤1个大气压的氢气，使该热处理炉拥有强还原气氛，实现金属与合金的真空氢气保护热处理，获得优异性能和光亮的表面。当送气阶段结束后，又可迅速恢复到真空炉特点，防止合金“渗氢”现象发现。

本实用新型的有益效果是：①集真空炉与氢气炉于一身，既保留了真空炉的功能与特点，又可实现氢气炉的强还原气氛，有利于尽量多地脱去合金中的杂质，进一步净化及获得表面光亮的金属及合金。②本实用新型可避免在氢气炉中出现的“渗氢”现象发生。③本实用新型是在真空炉用真空泵抽真空后再充入氢气，因此操作安全，不会发生危险。本实用新型所设有的安全阀和氮气置换装置可确保装备的安全。④本实用新型热处理炉可广泛用于金属与合金的退火、固溶、时效、气淬等热处理，尤其是对“中”、“高”档的工业纯铁或各种其它类别磁性材料需要氢气保护退火时，可以收到“一石二鸟”之功效。

附图说明

图1是本实用新型真空氢气保护热处理炉的内部结构图

图2是本实用新型真空氢气保护热处理炉的管路与炉体的配置图

图3是本实用新型氢气保护热处理的典型工艺曲线图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明

图1和图2所示为本实用新型真空氢气保护热处理炉的一个实施例，该热处理炉包括真空炉及氮气置换系统。在真空炉的炉壳内部装有金属炉胆1，炉胆1内设有隔热屏、发热体、料台。氮气置换系统安装在炉体上，由压力表6、阀DF₃和氮气进气管3组成。氮气进气管3和压力表6装在炉壳上，进入氮气量可为常量2个大气压。

在炉体上还装有氢气的送入、排出装置，该氢气的送入、排出装置包括氢气进气管2及氢气排气管5。氢气进气管2和安全阀4分别安装在炉壳顶部，并通过阀DF₁、阀DF₂及阀DF₄与炉体9相连，控制开关和通气量。其中阀DF₂通气量为常量1个大气压的流动氢气，阀DF₁通气量为＜个大气压的微量氢气，氢气流量计7安装在阀DF₁之后。氢气排气管5安装在炉壳底部，并与冷却器8、阀DF₅及阀DF₆相连，控制开关和排气量。冷却器8安装在氢气排气管5之后，氢气先经冷却器冷却后再排出。整个装置由自动控制系统控制。

本实用新型真空氢气保护热处理炉的工作过程如下：

以送入常压流动氢气为例：

被处理工件进入真空炉后，室温下排气至10^-3～10^-4Pa，按图3所示工艺升温，升至500℃待压力稳定后可开始送入氢气，打开阀DF₂、阀DF₄，氢气经氢气进气管2送入炉内，从压力表6可知，当压力达到常压时，阀DF₅、阀DF₆打开，氢气由炉内经冷却器8被排出炉外并点燃。在通流动氢的状态下，温度经由500℃～1050℃并在1050℃保持3h后，打开阀DF₃，关阀DF₂、阀DF₄，停止送氢，并用氮气置换残余氢气，点燃的氢气熄火后，关阀DF₅、阀DF₆，再关阀DF₃停止往炉内送氮。这时，真空炉原配真空系统(图中未绘出)启动，排出炉内剩余氮气并直至10^-3～10^-4Pa，并在1050℃保温1h除氢，保温结束后降温至300℃充氮气冷却至室温出炉。

以上过程均可实现自动控制。

若是送入负压微量氢气，则从阀DF₁经氢气流量计、阀4进入炉内，排气则使用真空炉原配真空系统(图中未绘出)。

Claims (4)

1、一种真空氢气保护热处理炉，包括真空炉及氮气置换系统，真空炉的炉壳内部装有金属炉胆(1)，氮气置换系统安装在炉体上，由压力表(6)、阀DF₃和氮气进气管(3)组成，其特征在于：在炉体上装有氢气的送入、排出装置，整个装置由自动控制系统控制。

2、根据权利要求1所述的真空氢气保护热处理炉，其特征在于：所述的氢气的送入、排出装置包括氢气进气管(2)及氢气排气管(5)，氢气进气管(2)安装在炉壳顶部，并通过阀DF₁、阀DF₂及阀DF₄与炉体相连；氢气排气管(5)安装在炉壳底部，并与冷却器(8)、阀DF₅及阀DF₆相连。

3、根据权利要求1或2所述的真空氢气保护热处理炉，其特征在于：在炉壳上装有安全阀(4)。

4、根据权利要求1或2所述的真空氢气保护热处理炉，其特征在于：所述的氢气的送入、排出装置在自动控制系统的控制下，能在工作温度自动送入和排出1个大气压的流动氢气、＜1个大气压的微量氢气。