【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氮化工艺设备领域，特别涉及一种用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉及其氮化方法。
技术介绍
1、渗氮工艺是指在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。现有的渗氮炉在氮化工艺中，大多是将渗氮气体向炉内通入再排出，往往会造成炉体内部的氮化气体气氛不均匀，或是气体流量较低，进而影响工件各个部位的氮化质量，使得工件氮化不均匀，影响渗层厚度，造成渗氮速率低下，浪费氮化气体和加热能源；氮化炉对工件表面进行高温渗氮处理后，需要对工件进行冷却，然而普通的氮化炉冷却过程缓慢，冷却过程缓慢易造成氮化工件的微观组织和性能发生变化，影响氮化工件的质量和氮化工艺的效率。
2、在专利文件主题名称为一种压力气氛热处理装置中，公开一种在炉内外的不同位置分别安装测温电偶与控温电偶，用以实现炉内外的双控温作用，但炉内气氛难以实现均匀化，会导致气氛温度相差较大，测温控温电偶测量相差较大；在专利文件主题名称为一种压力气氛热处理装置中，公开一种具有快速冷却功能的控压渗氮炉，利用升降组件将完成氮化工艺的工件从渗氮组件中落入冷却组件，以达到快速冷却的目的；在专利文件主题名称为一种压力气氛热处理装置，公开工件的冷却通过气缸与陶瓷支撑板的配合完成；以上的装置采用加热部分与冷却部分分离的设计结构，但工件从加热部分到冷却部分可能会由于温度变化梯度较大对工件性能产生影响。在专利文件主题名称为一种带有磁场辅助机构的渗氮炉，公开了通过外加磁场辅助使工件氮化速度加快，改善氮化层质量，但通过外加磁场辅助对氮化效果的影响相较来说不如炉内的气氛均匀化对氮化效
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉及其氮化方法，通过设置由螺旋进气管和底部进气管组成的双进气系统，快速抽气管和出气管组成的双出气系统，第三进气管的开启可根据需要在加热管部分通入低温的氮气，此时底部进气管气流量增大，氮化炉内的冷气流大量向上流动，同时带动第二轻质耐高温风扇和第一轻质耐高温风扇的转动，使氮化炉内空气混合均匀；快速抽气管的开启使氮化炉内气体流速急剧增大，使得大量热量被带走，氮化炉内迅速降温；同时外胆进气口通入空气使内胆的外侧迅速降温，达到快速降温的目的，从而实现氮化炉内渗氮气体的气氛均匀，使得工件在氮化过程中得到充分的加工。在各个进气口与出气口位置设有控压阀可以保证控压，在氮化前后中实现快速控压，氮化完成后实现工作胆内外快速冷却，提高氮化的加工效率。
2、本专利技术提供了一种用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其包括外胆组件、内胆组件和炉盖组件，所述内胆组件的下端和所述外胆组件的内部连接，所述炉盖组件和所述外胆组件的上端连接。所述外胆组件，其包括底座、外胆斜底座、外胆电偶、加热电阻丝、保温防火棉和外胆水冷槽，所述外胆电偶和所述加热电阻丝交替分布在所述保温层的内部，所述外胆电偶的安装端和所述保温层的固定端连接，所述加热电阻丝位于所述保温层内部和内胆外部之间，所述保温层的上端对称设有第一外胆出气口和第二外胆出气口，所述底座的一侧设有外胆冷凝水出口和外胆进气口。所述内胆组件，其包括轻质耐高温风扇、内胆底部支架、第三进气管、螺旋进气管、第一进气管、底部进气管、第二进气管、内胆、快速抽气管、三通阀、出气管、出气槽、内胆水冷槽、保温筒塞、进气干燥组件、废气处理组件、料架和控压阀，所述内胆的第一安装端、第二安装端和第三安装端分别与所述内胆底部支架的固定端、第一轻质耐高温风扇的固定端和所述底部进气管的固定端连接，所述底部进气管的第一接口和第二接口分别与所述第二进气管和所述第三进气管的第一端连接，所述螺旋进气管的上端和所述第一进气管的第一端连接，所述料架位于所述保温筒塞的内部，所述保温筒塞位于所述内胆的内部，所述保温筒塞的下部安装端和第二轻质耐高温风扇的固定端连接，所述内胆的上端侧壁在圆周方向均匀设有内胆壁侧边出气口，所述第一进气管、所述第二进气管和所述第三进气管的第二端分别穿过所述内胆壁侧边出气口并通过所述进气干燥组件与第一控压阀、第二控压阀和第三控压阀连接，所述第一控压阀、所述第二控压阀和所述第三控压阀的出气端并联后并与进气口连接。所述快速抽气管的抽气端位于第二轻质耐高温风扇的下端，所述快速抽气管的输出端和第五控压阀连接，所述内胆的上端的外部依次设有内胆水冷槽、出气槽和出气管，所述出气管依次通过三通阀的第一接口和第四控压阀与所述废气处理组件连接，所述废气处理组件的一侧设有废气燃烧口。
3、可优选的是，在所述外胆组件中，所述外胆斜底座的第一安装端和所述底座的下端连接，所述外胆斜底座的第二安装端设有保温保温层，所述保温层由保温防火棉和外胆水冷槽组成，所述外胆水冷槽位于所述防火棉的外侧。
4、可优选的是，所述第一控压阀、所述第二控压阀、所述第三控压阀、所述第四控压阀和所述第五控压阀组成压力控制表。
5、可优选的是，所述螺旋进气管每圈管路的下端和侧端均匀分布有出气通孔，所述快速抽气管为环形管道，所述环形管道分布有向下的抽气孔，所述底部进气管分布有向上的出气孔。
6、可优选的是，所述料架，其包括料架支撑杆、底层料架和中上层料架，所述底层料架的圆周方向均匀设有料架固定卡槽，所述中上层料架的两侧对称设有电偶通孔，所述底层料架和料架支撑杆的下端连接，所述中上层料架分别位于料架支撑杆的上端和中端。
7、可优选的是，所述炉盖组件，其包括定位螺钉、炉盖水冷槽、炉盖、内胆电偶、炉盖锁紧组件、第二气缸和炉盖升降组件，所述炉盖的第一安装端通过定位螺钉和所述保温筒塞的上端连接，所述炉盖的第二安装端通过炉盖锁紧组件和所述内胆的上端面连接，所述炉盖的第三安装端和所述炉盖升降组件的第一端连接，所述炉盖的上端面设有炉盖水冷槽，所述第二气缸的第一端和所述炉盖锁紧组件的输入端连接，所述第二气缸和所述炉盖升降组件的第二端分别与所述外胆组件中底座的上端的第一连接端和第二连接端连接。
8、可优选的是，所述内胆电偶组件，其包括内胆电偶、第一密封垫、电偶升降盖、旋转螺栓、第三电机、第二密封垫和耐高温轻质外壳，所述内胆电偶位于所述内胆的内部，所述内胆电偶的固定端通过第一密封垫和所述电偶升降盖的上端连接，所述电偶升降盖的螺纹端通过旋转螺栓和所述第三电机的输出端连接，所述电偶升降盖的固定端通过第二密封垫和所述炉盖的第五安装端连接，所述内胆电偶的安装端和所述耐高温轻质外壳连接。
9、可优选的是，所述炉盖升降组件，其包括升降梁、第一电机、斜锥齿轮组、承压轴承、水平旋转平台、液压升降缸、第一气缸、伸缩导轨、配重平台、第二电机和料架升降钩，所述第一电机的外壳和所述炉盖的第四安装端连接，所述第一电机的输出端和所述斜锥齿轮组的竖直齿轮连接，所述斜锥齿轮组的水平齿轮的下端和所述承压轴承连接，所述斜锥齿轮组的水平齿轮的上端和所述水平旋转平台的第一端连接，所述水平旋转平台的第二端和所述液压升降缸的下端连接，所述液压升降缸的上端和所述升降梁的第一安装端连接，所述升本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其包括外胆组件、内胆组件和炉盖组件，所述内胆组件的下端和所述外胆组件的内部连接，所述炉盖组件和所述外胆组件的上端连接，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，在所述外胆组件中，所述外胆斜底座的第一安装端和所述底座的下端连接，所述外胆斜底座的第二安装端设有保温保温层，所述保温层由保温防火棉和外胆水冷槽组成，所述外胆水冷槽位于所述防火棉的外侧。
3.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述第一控压阀、所述第二控压阀、所述第三控压阀、所述第四控压阀和所述第五控压阀组成压力控制表。
4.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述螺旋进气管每圈管路的下端和侧端均匀分布有出气通孔，所述快速抽气管为环形管道，所述环形管道分布有向下的抽气孔，所述底部进气管分布有向上的出气孔。
5.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述料架，其包括料架支撑杆、底层料架和中上层料架，所述底层料架的圆周方向
6.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述炉盖组件，其包括定位螺钉、炉盖水冷槽、炉盖、内胆电偶、炉盖锁紧组件、第二气缸和炉盖升降组件，所述炉盖的第一安装端通过定位螺钉和所述保温筒塞的上端连接，所述炉盖的第二安装端通过炉盖锁紧组件和所述内胆的上端面连接，所述炉盖的第三安装端和所述炉盖升降组件的第一端连接，所述炉盖的上端面设有炉盖水冷槽，所述第二气缸的第一端和所述炉盖锁紧组件的输入端连接，所述第二气缸和所述炉盖升降组件的第二端分别与所述外胆组件中底座的上端的第一连接端和第二连接端连接。
7.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述内胆电偶组件，其包括内胆电偶、第一密封垫、电偶升降盖、旋转螺栓、第三电机、第二密封垫和耐高温轻质外壳，所述内胆电偶位于所述内胆的内部，所述内胆电偶的固定端通过第一密封垫和所述电偶升降盖的上端连接，所述电偶升降盖的螺纹端通过旋转螺栓和所述第三电机的输出端连接，所述电偶升降盖的固定端通过第二密封垫和所述炉盖的第五安装端连接，所述内胆电偶的安装端和所述耐高温轻质外壳连接。
8.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述炉盖升降组件，其包括升降梁、第一电机、斜锥齿轮组、承压轴承、水平旋转平台、液压升降缸、第一气缸、伸缩导轨、配重平台、第二电机和料架升降钩，所述第一电机的外壳和所述炉盖的第四安装端连接，所述第一电机的输出端和所述斜锥齿轮组的竖直齿轮连接，所述斜锥齿轮组的水平齿轮的下端和所述承压轴承连接，所述斜锥齿轮组的水平齿轮的上端和所述水平旋转平台的第一端连接，所述水平旋转平台的第二端和所述液压升降缸的下端连接，所述液压升降缸的上端和所述升降梁的第一安装端连接，所述升降梁的第二安装端和所述炉盖的第四安装端连接，所述升降梁的第三安装端通过伸缩导轨和所述配重平台的第一连接端连接，所述第一气缸的固定端和所述升降梁的第四安装端连接，所述第一气缸的伸缩端和所述配重平台的第二连接端连接，所述配重平台的第三连接端和所述第二电机的外壳连接，所述第二电机的输出端和所述料架升降钩连接。
9.一种根据权利要求1-8之一所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉的氮化方法，其特征在于，其包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其包括外胆组件、内胆组件和炉盖组件，所述内胆组件的下端和所述外胆组件的内部连接，所述炉盖组件和所述外胆组件的上端连接，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，在所述外胆组件中，所述外胆斜底座的第一安装端和所述底座的下端连接，所述外胆斜底座的第二安装端设有保温保温层，所述保温层由保温防火棉和外胆水冷槽组成，所述外胆水冷槽位于所述防火棉的外侧。
3.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述第一控压阀、所述第二控压阀、所述第三控压阀、所述第四控压阀和所述第五控压阀组成压力控制表。
4.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述螺旋进气管每圈管路的下端和侧端均匀分布有出气通孔，所述快速抽气管为环形管道，所述环形管道分布有向下的抽气孔，所述底部进气管分布有向上的出气孔。
5.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述料架，其包括料架支撑杆、底层料架和中上层料架，所述底层料架的圆周方向均匀设有料架固定卡槽，所述中上层料架的两侧对称设有电偶通孔，所述底层料架和料架支撑杆的下端连接，所述中上层料架分别位于料架支撑杆的上端和中端。
6.根据权利要求1所述的用于气氛均匀化的控压控冷氮化炉，其特征在于，所述炉盖组件，其包括定位螺钉、炉盖水冷槽、炉盖、内胆电偶、炉盖锁紧组件、第二气缸和炉盖升降组件，所述炉盖的第一安装端通过定位螺钉和所述保温筒塞的上端连接，所述炉盖的第二安装端通过炉盖锁紧组件和所述内胆的上端面连接，所述炉盖的第三安装端和所述炉盖升降组件的第一端连接，所述炉盖的上端面设有炉盖水冷槽，所述第二气缸的第一端和所述炉...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，傅万堂，
申请(专利权)人：秦皇岛夫子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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