一种曲轴热处理工艺及设备制造技术

本发明专利技术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；本发明专利技术还提供了一种曲轴热处理工艺，包括清洗、回火、氮化。本发明专利技术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。节能降耗。节能降耗。

【技术实现步骤摘要】
一种曲轴热处理工艺及设备


[0001]本专利技术涉及热处理
，尤其涉及一种曲轴热处理工艺及设备。

技术介绍

[0002]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

技术实现思路

[0003]本专利技术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。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]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；
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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；
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]优选的，所述曲轴放置机构包括若干个支撑架，两个所述支撑架组成一个用于放置单个曲轴的曲轴放置机构，所述曲轴放置机构设置有一个分隔盘，所述分隔盘固定在炉体上，所述分隔盘上开设有若干个贯通孔。
[0014]本专利技术还提供了一种曲轴热处理工艺，包括如下步骤：
[0015]S1、清洗：先用汽油和酒精擦洗曲轴表面，不得有锈斑、油污、脏物存在；
[0016]S2、回火：将曲轴送入至加热装置内，加热至350℃，保持1.
‑
1.5h，然后将曲轴取出，在空气中冷却至常温；
[0017]S4、氮化：利用起吊装置将炉盖吊起，然后将曲轴利用支撑架放置在分隔盘上，使得多个曲轴环绕气体分解装置间隔分布，曲轴摆放完毕后，和上炉盖，对炉体与炉盖之间的缝隙进行密封处理；
[0018]然后进行排气，10分钟后，启动加热装置将设备内部加热至150
°
C，在此过程中边排气边加热，150℃保持2h排气；
[0019]控制加热装置将设备内部加热至530℃，在此过程中启动氨气输入装置将预热后的氨气通过氨气输入管输入催化分解装置内，当炉温升到530℃时，恒温恒流渗氮3
‑
20h，再将氨气压力调大一点，让排气，维持适中力，渗氨4
‑
70h，再将氨气压力调小，退氮1
‑
2h，停止加热，给少氨气，使炉内维持正压，待炉温降到150℃以下可停止供氨出炉。
[0020]本专利技术提出的一种曲轴热处理工艺及设备，有益效果在于：本专利技术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。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提出的一种曲轴热处理设备的结构示意图一；
[0022]图2为本专利技术提出的一种曲轴热处理设备的结构示意图二；
[0023]图3为本专利技术提出的一种曲轴热处理设备的内部结构示意图；
[0024]图4为本专利技术提出的一种曲轴热处理设备的剖视结构示意图；
[0025]图5为本专利技术提出的一种曲轴热处理设备的气体分解装置结构示意图一；
[0026]图6为本专利技术提出的一种曲轴热处理设备的气体分解装置结构示意图二；
[0027]图7为本专利技术提出的一种曲轴热处理设备的气体分解装置内部结构示意图；
[0028]图8为本专利技术提出的一种曲轴热处理设备的气体分解装置剖视结构示意图。
[0029]图中：1、炉体；2、炉盖；3、分离筒；4、曲轴放置机构；5、分隔盘；6、分离腔；7、分流
筒；8、氨气输入管；9、喷气孔；10、分隔环；11、锥形斗；12、环状开口；13、外环体；14、分离环体；15、出气孔；16、导流管；17、第一气体循环装置；18、第二气体循环装置。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0031]实施例1
[0032]参照图1
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8，一种曲轴热处理设备，包括炉体1，炉体1的底部设置有加热装置，加热装置包括多个辐射加热管，辐射加热管均匀分布的在炉体1底部，以获得均匀加热效果，且辐射管采用国产高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种曲轴热处理设备，包括炉体(1)，其特征在于，所述炉体(1)上可拆卸安装有炉盖(2)，所述炉体(1)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(1)内环绕其设置有若干个曲轴放置机构(4)，所述曲轴放置机构均固定连接在炉体(1)上；所述气体分解装置包括分离筒(3)、分离腔(6)、催化分解装置，所述分离筒(3)内壁开设有分离腔(6)，所述分离筒(3)两端分别开设有若干个与分离腔(6)内部连通的出气孔(15)，所述分离筒(3)内设置有催化分解装置，所述催化分解装置分别与分离腔(6)、氨气输入装置连接。2.根据权利要求1所述的曲轴热处理设备，其特征在于，所述催化分解装置包括分流筒(7)、锥形斗(11)、分隔环(10)、储料腔、催化剂，所述分流筒(7)内壁沿周向开设有若干喷气孔(9)，所述分流筒(7)一端通过氨气输入管(8)与氨气输入装置连接，所述分流筒(7)两端分别同轴固定安装有一个锥形斗(11)，两个所述锥形斗(11)对称设置，所述锥形斗(11)的小直径端均朝向分流筒(7)设置，两个所述锥形斗(11)之间还通过若干个分隔环(10)固定连接，所述分隔环(10)均与分流筒(7)同轴设置，所述分隔环(10)内均开设有储料腔，所述分隔环(10)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。3.根据权利要求1或2所述的曲轴热处理设备，其特征在于，所述分离腔(6)呈圆筒状，且所述分离腔(6)与分离筒(3)同轴设置；所述分离筒(3)内表面上开设有与两个锥形斗(11)之间区域连通的环状开口(12)，所述分离筒(3)外壁上设置有与环状开口(12)对应设置的导流机构。4.根据权利要求3所述的曲轴热处理设备，其特征在于，所述导流机构包括外环体(13)、分离环体(14)，所述外环体(13)与分流筒(7)同轴设置，所述外环体(13)的剖面呈圆弧状，所述外环体(13)内壁上同轴固定安装有分离环体(14)，所述分离环体(14)的剖面呈三角形状。5.根据权利要求2所述的曲轴热处理设备，其特征在于，所述分离筒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智，臧伟，臧宏臻，张伟华，臧红樵，管仲嵩，张福源，
申请(专利权)人：辽宁科创重型内燃机曲轴有限公司，
类型：发明
国别省市：