[发明专利]使用油或油-气氛作为淬火介质的等温淬火多用炉生产线

说明书

本发明公开了以油或油‑气氛作为淬火介质的等温淬火多用炉生产线，包括：用于工件升温至奥氏体温度的加热室、用于工件等温转变的等温室、用于将工件冷却至Bs点温度的油池、以及多用途的前室；前室包含进出工件的前炉门、与等温室连通的转移门、与加热室连通的中门；加热室采用辐射管作为加热器，且还设置搅拌循环风扇；前炉门上设置有火帘燃烧装置；前室内配备竖直下降至油池中的升降机；在加热室、前室、等温室之间设置有按既定线路移动工件的送料轨道，升降机升起并与送料轨道对接来转移工件。本设备具有碳势控制系统适用于渗碳、碳氮共渗、淬火、退火、等温及其它在加热及淬火过程中需要可控气氛的热处理。

技术领域

本发明涉及自动化油或油-气氛等温淬火设备领域，特别是一种可控气氛条件下使用油或油-气氛作为等温淬火介质的等温淬火多用炉生产线。

背景技术

等温淬火热处理作为控制材料组织性能均匀性的稳定工艺一直备受关注，尤其是为提高等温淬火的的效果，行业中都在淬火工艺和盐浴槽的设计上进行系统研究，甚至通过改良淬火介质来满足淬火效果。

一直以来，要达到热处理的淬火效果，零件和高温金属材料都是通过传输系统浸入盐浴槽，等待淬火结束后，再通过传输机构送出盐浴槽。这种传统的淬火方式对传输机构要求非常高，尤其对于盐浴淬火，其传动轴、齿轮、轴承等都是浸泡在高温硝盐中，对其材料的选择和制作的精度提出非常高的要求，盐浴槽内部传动部件的腐蚀、更换历来是盐浴热处理厂家最急迫的问题。

另外，“盐浴”淬火通常采用盐浴炉、托辊炉等设备，或者采用人工处理的方法，并且盐浴的冷却速度较慢。正因为这些因素的局限性，导致被加工工件的尺寸受到限制。尤其是对于尺寸较大的工件来说，等温淬火是及其困难的。

除去学术上的等温淬火工艺，民间也存在一种通俗的等温淬火，其是将奥氏体化后的金属工件在Ms点以下的某温度盐溶液中等温保持足够长时间，使之转变为马氏体组织以获得更为理想的材料性能。例如，刀具在经过通俗的等温淬火后会具有一定的韧性，这样就能够防止其开裂。

但无论是学术的等温淬火工艺还是通俗的等温淬火方法，其都离不开使用“盐浴”进行金属的等温转变。但是这会存在一个对于金属工件的“致命问题”，即1.冷却速度慢。2.硝盐介质或盐溶液极易残留在金属工件的表面，特别是沟壑状结构内，清洗不便极容易使金属工件产生锈蚀。3.不环保：盐浴蒸气污染环境，盐渣难处理。

发明内容

本发明目的是：提供可控气氛条件下以油或油-气氛作为淬火介质的等温淬火多用炉，解决了传统盐浴淬火工艺的诸多局限及危害。

本发明的技术方案是：一种可控气氛条件下以油或油-气氛作为淬火介质的等温淬火多用炉，简称SFPID多用炉。其包括：加热室、等温室、前室、油池、内置式推拉车系统、外置式推拉机器人系统、等温室控制系统、生产操作系统等。

其中，加热室、油池，前室，等温室互相连通。换气室中包括三个气动的室门：前门即进出工件的前炉门，后门即与加热室连通的中门，侧门即与等温室连通的转移门及两套气动淬火机构。

因此，工件在加热室内加热至奥氏体温度后，被转移至油池中冷却，油池上方的换气室可以保障油液上方的气氛情况，同时可以确保工件转移过程中的气氛情况。

冷却至Bs点温度的工件再被转移至等温室中进行等温转变，最终实现等温淬火的过程。

具体的，加热室内炉衬砌为圆形构造，炉膛由陶瓷纤维及抗渗碳砖构成，炉门采用陶瓷纤维进行热隔绝。

加热室内包括了料盘，料盘由铸造高温合金制成，可以耐受高温。

加热室的电加热系统采用辐射管作为加热器（金属棒加热元件装入合金保护管内），这种设计允许加热元件可以从炉体外部更换并无需设备完全冷下来。保护套管采用铸造高镍合金制成，加热元件由保护套管上的陶瓷支架进行支撑，这种结构设计可以保持加热器的整体性及一致的延展性。