使用油或油-气氛作为淬火介质的等温淬火多用炉生产线制造技术

本发明专利技术公开了以油或油‑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。

The production line of multi-purpose isothermal quenching furnace using oil or oil atmosphere as quenching medium

【技术实现步骤摘要】
使用油或油-气氛作为淬火介质的等温淬火多用炉生产线
本专利技术涉及自动化油或油-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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术目的是：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。本专利技术的技术方案是：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。进一步的，加热炉辐射管被优化分布于热区的两侧。加热器采用温度控制器和可控硅调功器进行控制(SCR)，同时配备一套变压器以获得设备范围内的安全加热电压。加热室内还设置一套气氛的搅拌循环风扇用于提供加热室气氛循环，以加速气氛在加热室内流通并促使气氛自下而上穿过工件。具体的，前室是工件转移的一个通道，前室允许工件在进炉前进行安全的置换。前室由能承受压力的钢板全焊接密封结构，前门由厚钢板制成并装备在可调节的前门框架内。在前门下方，是火帘燃烧装置，在前门打开时形成燃烧火帘以阻止空气向前室的渗透。油池内配备两套搅拌装置，可以提供充分的完成淬火循环。油池还内设置有导流板，用于淬火油均匀通过工件。在前室内还配备竖直下降至油池中的双层升降机。升降机由两套气缸驱动实现升降。升降机的每层工位上均装备有与炉内结构相同的滚轮式轨道。淬火时，轨道后置驱动将工件转移到前室；在确认工件转移到位后，中门关闭，升降机下降开始淬火。具体的，等温室由能承受一定压力的不锈钢板制成并由型钢加强，保障可以承受内部气体压力。等温室通过一定厚度的保温层绝热。在前室和等温室上都需要布置维持正压的供气组件，并通过电磁阀来控制充气量。在加热室、前室、等温室之间布置有移动工件的送料轨道，送料轨道为滚轮式轨道及滑道组成，送料轨道从加热室内通往油池，再从油池通往等温室中。因此，在油池处，升降机升起并与送料轨道对接来转移工件。而送料轨道在前门处则组成一个装料卸料的平台，即转运机器人。转运机器人由型钢框架焊接制成，装配两套配备结实滚轮的导轨支撑。在转运机器人上还设有报警感应装置，当搬运过程中出现重量异常、位置异常或未在规定时间内完成搬运时，系统立即发出搬送异常报警，提醒操作人员干预或处理。加工物料实现炉内前后、左右转移，转移方式可以不同，但其目的是相同的。转运机器人用于工件的搬送，其组成包括推拉链、推拉钩、电动驱动机构和手动驱动机构以及一个操作者站立的平台。机器人不仅可以通过操作室中的触摸屏操作控制系统进行控制，而且也可以通过机器人上面的按钮进行手动操作，搬送转移过程均为自动。进一步的，转运机器人由结构钢制成，并用钢构件加固。转运机器人上设置工件驱动装置，其包括重载推拉链，用来推拉工件。链条的两边都带有辊子，在轨道上运行。推拉链只有在运送工件时才进入炉内，不工作时被隐藏在装料车的工作台下面。驱动装置是通过带有刹车的马达来驱动的，在驱动装置和马达之间有安全销作为过载保护。转运车底部安装于带法兰的轮子上，通过马达减速机驱动，在轨道上运行。上述结构同时具备了控制系统，其中具体体现在了温度的控制、气氛控制和操作控制三个方面。温度控制是由加热室通过程序控制器和S.C.R.调功器将温度控制在合适的水平，在加热室中布置了一系列的热电偶、温度计、记录仪作为执行元件，被检测到的温度值反馈至系统中进行监控。同时油池中也配备了热电偶及油池温度控制器，其用于反馈油池内的温度。气氛控制是由氧探头来实现的，通过控制丙烷富化系统来控制炉内碳势范围。生产操作系统用于操作的自动化，操作系统分成两个部分，一部分被集成并安放在操作室中，另一部分分别安置在各个设备上用于手动操作，两部分操作系统可以切换。本专利技术的优点是：SFPID多用炉生产线为内转移式设备，具备循环风扇，合金辐射管电加热系统，密闭的前室和淬火油槽及等温室。设备具备碳势控制功能，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。其具体优势包括：1、加工物料实现炉内前后、左右转移，转移方式可以不同，但其目的是相同的。2、突破工业淬火油温的常用惯例，将淬火油的工作温度提高至300℃以上。3、创造性的用油或油-气氛作为等温淬火介质。4、用油或油-气氛作为等温淬火介质达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.使用油或油-气氛作为淬火介质的等温淬火多用炉生产线（简称SFPID多用炉），包括：用于工件升温至奥氏体温度的加热室、用于工件冷却至Bs点温度的油池；其特征在于：用于工件等温转变的等温室、用于工件移动中转的前室；所述前室分为油池及油池上方的换气室；所述前室包括：工件的换气、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；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/n所述加热室采用辐射管作为加热器，且加热室内还设置搅拌循环风扇使气氛自下而上穿过工件；/n所述前室的前炉门上设置有火帘燃烧装置；所述前室还设有低压充氮装置；所述前室内配备竖直下降至油池中的升降机；/n在所述加热室、前室、等温室之间设置有按既定线路移动工件的送料轨道；所述升降机升起并与送料装置轨道对接来转移工件。/n

【技术特征摘要】
1.使用油或油-气氛作为淬火介质的等温淬火多用炉生产线（简称SFPID多用炉），包括：用于工件升温至奥氏体温度的加热室、用于工件冷却至Bs点温度的油池；其特征在于：用于工件等温转变的等温室、用于工件移动中转的前室；所述前室分为油池及油池上方的换气室；所述前室包括：工件的换气、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；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
所述加热室采用辐射管作为加热器，且加热室内还设置搅拌循环风扇使气氛自下而上穿过工件；
所述前室的前炉门上设置有火帘燃烧装置；所述前室还设有低压充氮装置；所述前室内配备竖直下降至油池中的升降机；
在所述加热室、前室、等温室之间设置有按既定线路移动工件的送料轨道；所述升降机升起并与送料装置轨道对接来转移工件。


2.根据权利要求1所述的等温淬火多用炉生产线，其特征在于：还包括控制系统；所述控制系统包括温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，朱玉林，邵红红，
申请(专利权)人：王宁，朱玉林，邵红红，
类型：发明
国别省市：江苏;32