[发明专利]一种曲轴热处理工艺及设备

说明书

本发明涉及热处理技术领域，尤其是一种曲轴热处理设备，包括炉体，所述炉体上可拆卸安装有炉盖，所述炉体内设置有气体分解装置，所述气体分解装置下部的炉体内环绕其设置有若干个曲轴放置机构；本发明还提供了一种曲轴热处理工艺，包括清洗、回火、氮化。本发明通过在炉体内设置有气体分解装置并配合提供的热处理工艺，可以将设备内部的氨气在分解后产生的大部分氢气输向设备上部，而大部分氮气、氨气则输向设备下部，使得设备下部的氮气、氨气的浓度更好，使得成圆周状排布放置在设备下部的曲轴可以获得更大的与氮原子进行接触的概率，加快了氮化速度，提高氮化炉运转率，单位时间内提高生产能力，节能降耗。

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，尤其涉及一种曲轴热处理工艺及设备。

背景技术

发动机是机械的动力源，而曲轴是发动机中的重要部件，承受复杂的变扭转载荷和一定的冲击载荷，轴颈表面还受到磨损。曲轴的服役条件决定曲轴必须具有较高的抗拉强度、疲劳强度、表面有较高的硬度及耐磨性，同时具有一定的韧性。曲轴的主要失效形式是轴颈磨损失效和弯曲疲劳断裂失效。曲轴加工制造难度大，性能要求高，为保证曲轴有足够的疲劳强度，除曲轴的材质，加工因素是影响曲轴服役寿命的因素。通过氮化表面强化的工艺可以提高曲轴耐磨性和曲轴圆角的强度，从而提高曲轴整体的疲劳强度。因此需要合适的热处理工艺，以保证其达到所要求的各项性能指标。在利用热处理设备对曲轴进行氮化处理时，由于输入至氮化炉炉体内的是氨气，氨气在高温条件下配合氮化炉内的催化剂进行分解才能产生氮气、氢气，其中氢气占据绝大部分，由于氢气、氮气、和未分解的氨气混合在一起，使得氮化炉内的曲轴与氮原子的接触概率下降，由此导致曲轴氮化处理时间长

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在氢气、氮气、和未分解的氨气混合在一起，使得氮化炉内的曲轴与氮原子的接触概率下降，由此导致曲轴氮化处理时间长的缺点，而提出的一种曲轴热处理工艺及设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种曲轴热处理设备，包括炉体，所述炉体上可拆卸安装有炉盖，所述炉体内设置有气体分解装置，所述气体分解装置与氨气输入装置相连接，所述气体分解装置下部的炉体内环绕其设置有若干个曲轴放置机构，所述曲轴放置机构均固定连接在炉体上；

所述气体分解装置包括分离筒、分离腔、催化分解装置，所述分离筒内壁开设有分离腔，所述分离筒两端分别开设有若干个与分离腔内部连通的出气孔，所述分离筒内设置有催化分解装置，所述催化分解装置分别与分离腔、氨气输入装置连接。

优选的，所述催化分解装置包括分流筒、锥形斗、分隔环、储料腔、催化剂，所述分流筒内壁沿周向开设有若干喷气孔，所述分流筒一端通过氨气输入管与氨气输入装置连接，所述分流筒两端分别同轴固定安装有一个锥形斗，两个所述锥形斗对称设置，所述锥形斗的小直径端均朝向分流筒设置，两个所述锥形斗之间还通过若干个分隔环固定连接，所述分隔环均与分流筒同轴设置，所述分隔环内均开设有储料腔，所述分隔环两侧内壁上均贯穿开设有透气孔，所述储料腔内存储有催化剂。

优选的，所述分离腔呈圆筒状，且所述分离腔与分离筒同轴设置；

所述分离筒内表面上开设有与两个锥形斗之间区域连通的环状开口，所述分离筒外壁上设置有与环状开口对应设置的导流机构。

优选的，所述导流机构包括外环体、分离环体，所述外环体与分流筒同轴设置，所述外环体的剖面呈圆弧状，所述外环体内壁上同轴固定安装有分离环体，所述分离环体的剖面呈三角形状。

优选的，所述分离筒底端下方环绕其中轴线设置有若干个导流管，所述导流管与分离筒底端的出气孔一一对应设置且相连通，所述导流管管体表面贯穿开设有若干个排气孔。

优选的，所述催化分解装置上下两侧的分离筒内分别设置有第一气体循环装置、第二气体循环装置，所述气体循环装置用于将分离筒两侧聚集的气体向外排出。