[其他]采用连续式炉对金属工件进行热处理的方法及其设备

说明书

本发明属于用连续式炉对金属工件进行热处理的方法。该炉至少有两个连续式处理室，内中依次通过工件，并对多个工件进行热处理，各室都装有操作炉门，各工件周期地通过此炉门并进入处理室中。在处理室中进行过热处理之后，工件即再次移动，最终被送出。本发明还涉及进行上述热处理的设备，特别是它可在保护气氛中对金属工件进行二段渗碳，它的几个处理室中的每一个都可具有不同的温度和（或）炉气，各个炉室都安装有可进入和送出工件的炉门。在具有高碳势的第一个处理室中，多进行过度渗碳，在第二个处理室中进行扩散-脱碳处理，这样就达到了最终规定的渗碳深度值。

到目前为止，大家知道的是连续式直通炉。这类炉子有一个缺点，即各个工件的处理时间是不可变的。进入炉子中的各个工件，将按一预定的时间间隔，按一不可变的顺序送出炉外。由此可见，这类连续式炉的用途是有限的，它们适合于处理大量相同的工件。对它们必须进行无差别的或相同的处理。

另外，大家对用于金属工件热处理的旋转炉底炉也是了解的。通过一进料炉门进入炉中并放置于一环形炉底的工件，连续地按一定的旋转方向并沿一很长的路径经过炉子。在处理过程结束之后，仍按同进料一样的顺序将工件送出炉门（美国专利4    412    813）。因此，这类旋转炉底炉仍是按已知的连续式原理使用的，即全部工件在各个处理站（处理室）的停留时间是相同的。这种已知的旋转炉底炉还有另一缺点，即炉室并不分区，也不会使各区的碳势不同。这样，在实际应用中，例如渗碳，旋转炉底炉最大仅能达到0.6mm的渗碳层深。因此，不能获得更深的渗碳层深，即便能获得，也极不经济。鉴于上述情况，本发明提出了这样的目标，即发展一种金属工件的热处理方法和开始时提到的那种形式的连续炉。这样便可以避免上面所述的缺点，并能同时处理工艺不同和（或）时间不同的工件，特别是可按二段方式进行渗碳，而渗碳层深又不同的工件，从而能充分地利用炉子的处理能力。由于可同时处理大小、尺寸和数量不同的工件，因此炉子便具有广泛的用途。

为了实现上述目标，本发明在热处理方法方面建议，至少在一个处理室中，工件的移动是不规则的，即工件的停留时间可不同。停留之后即从一个或多个处理室中送出。为达到此目标，下面提出实现本发明所述处理方法的有关设备。此设备有2个按圆形周期炉设计的处理室，并带有可旋转的炉底。按本发明的一个实施方案，各操作炉门至少可打开45°，最好是180°。炉门中的一个是与相邻处理室隔开的隔门。

本发明的要点是，为了能以不相同的时间处理那些要求进行不同的处理工艺和处理时间的工件，因而设计出一连续式炉，该炉能将处理完毕的工件以与进料的时间顺序不同的另一种时间顺序送出工件。这样，就须在至少一个处理室中使工件的移动是不均等的，即将工件按不同的时间处理完毕之后，才从所在的处理室中送出。

因此就有可能在一个处理室中，按普通的方式，即以不变的顺序，也即以相同的时间移动各工件。而在其前或后面的另一个处理室，则多设计成一个可在二个相反方向运动的储料室。工件在其中的气氛中进行热处理。此储料室中有多个可放置工件的位置。为了进料和送料，这些位置可在操作炉门前移动。装料时间、处理时间以及卸料时间可按一规定的热处理程序进行控制。这种储料室可有一直排或几个直排的储料位置。根据本发明的另一实施方案，采用的是一旋转炉底炉。它是按圆形周期炉设计的，有一个按周期可在一方向及其相反方向转动的炉底，其装料周期是规则的或是不规则的，它构成了处理室。炉底的旋转方向可以任意选定并取决于，何处是空位或何处停放一待卸工件。通常的情况是，通过热处理和卸料的自动控制系统实现炉底的不规则周期运动。然而，在处理大量相同的工件时，也可调节成规则的周期运动。

为了能以二段渗碳工艺经济地获得最高达1.8mm的渗碳层深度，按照本发明的一个设计提出以下建议，将炉室设计成双圆形周期炉，其第一个炉室用于进行高碳势渗碳，第二个炉室则用于进行低碳势的扩散。所设计的炉室是二单独的圆形周期炉，通过一隔门彼此隔开。进料炉门和卸料炉门最好在一个轴线上。为了扩大其灵活性，按圆形周期炉设计的其他炉室，可如同行星那样连接在第一个和（或）第二个炉室上。特别在这种情况下，即一方面需对汽车零件，如齿轮，发动机件进行单个的处理，另一方向还需对散件，如螺栓、螺母进行热处理。这时，将本发明按连续式炉设计的旋转炉底炉与在装料部位和卸料部位处的连续式直通炉结合起来是相宜的。可将它们各按加热室或均热室使用。在终端通常连接一个淬火室。