[发明专利]一种树脂薄膜密封保护水介质真空直接水淬热处理的设备

说明书

技术领域：本发明涉及一种热处理设备，特别是一种树脂薄膜密封保护水介质真空直接水淬热处理的设备。

背景技术：随着航空航天、能源、汽车、电子、机械等各个行业对热处理工艺需求的不断提高。国内外开发了多种真空热处理设备，包括真空油淬炉、超长卧式真空退火炉、台车式真空退火炉、真空渗氮炉等。

真空热处理具有无氧化、无脱碳、无烟尘、无明火、无污染、节能、环保、清洁、安全等特点与优势。特别适用于加热时对氧、碳、氮、氢等气体元素敏感的金属材料。其中，真空淬火是获得特种金属材料的新技术。通过真空淬火可以获得特殊性能的材料，例如超细晶组织、高强度、高塑性和韧性等。真空淬火热处理技术主要用于钛合金、精密合金、沉淀硬化型不锈钢和其他稀有金属材料的真空固溶处理。目前成熟的真空淬火技术有利用氩气、氦气等惰性气体作为淬火介质的真空气淬，以及用油作为淬火介质的真空油淬等。

但是，目前的真空淬火工艺由于淬火介质的散热能力有限，使得金属材料的淬透能力受到了限制。一些材料需要水淬才能达到所需的性能要求。为了进一步提高材料的性能，人们开发了真空水淬热处理技术，利用水及水溶液作为淬火介质进行真空淬火。

目前的真空水淬炉处理主要有卧式双室和立式真空水淬方式，它们都需要两个隔离的区域，一个区域为加热区，是真空区；另一个区域为水淬区，是正常气压区。真空区和非真空区之间由密封炉门隔离。但是，目前的真空水淬炉都不具备在真空状态下工件直接快速进入水介质的淬火能力。其原因是由于在抽真空过程中，暴露的水介质将因大气压力降低而挥发。因此，目前的真空水淬炉必须在淬火前充入与水淬区大气压力相等的惰性气体，然后才能打开真空区和非真空区之间的密封炉门，转移工件进入水介质，而这个过程大大增加了淬火转移时间，使工件的淬火温度有一定程度上的降低，对热处理工艺的效果有显著影响。另外淬火前引入不纯惰性气体也增大了处于高温状态的金属材料与氢气、氧气等有害气体的接触时间。

发明内容：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种树脂薄膜密封保护水介质真空直接水淬热处理的设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种树脂薄膜密封保护水介质真空直接水淬热处理的设备，本发明为立式真空水淬热处理炉。炉体分为上下两个区域。上面的区域为真空区炉体。真空区炉体分为两部分，真空区上部为加热区炉体(8)，加热区炉体(8)内设有加热装置(25)，加热装置(25)与控温加热电源(22)连接。真空区下部为工件支架区炉体(3)，工件支架区炉体(3)上部与加热区炉体(8)连接，下部与淬火水槽炉体(2)连接。加热区炉体(8)通过真空管道开关阀门(14)和真空管道连接装置(15)与抽真空装置(17)连接。

工件支架区炉体(3)设有中间可分开的淬火工件放置平台支架(27)，平台由两部分组成，每部分平台外侧与支架为轴连接，两部分平台通过销钉锁闭连接，炉外的机械臂A(21)与销钉连接。工件支架区炉体(3)下部设置可迅速开启的热屏蔽金属片(30)。炉体外的机械臂B(20)与热屏蔽金属片(30)连接。

淬火水槽炉体(2)内装入淬火水介质(19)。淬火水槽炉体(2)内设有淬火工件收集篮筐(18)，篮筐下部设置有带弹簧的篮筐支架(29)。淬火水槽炉体(2)通过树脂薄膜(28)密封。

本发明可以杜绝真空加热后的高温工件从真空室转移到淬火水槽过程中与气体的接触，极大地缩短了淬火转移时间。同时高温工件免除了接近大气压力的惰性气体中暴露的时间，从而避免了表面的氧化，也避免了氢等有害气体在高温时通过晶界渗透到金属材料的内部而造成对材料力学性能的损害，从而大大提高钛合金、高温合金、不锈钢及有色金属材料等金属及合金的水淬热处理工艺水平和材料性能。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明内部的结构示意图。

图3是本发明的分体示意图

具体实施方式：

如图1-图3所示：本发明为立式真空水淬热处理炉。炉体横截面为圆环状。炉体分为上下两个区域。上面的区域为真空区炉体。真空区炉体为两部分，真空区上部为加热区炉体8，加热区炉体8内设有对淬火工件进行加热的交流感应加热或电阻加热装置25，加热装置25与控温加热电源22连接。加热区炉体下部设有密封环。真空区下部(即整个炉子的中部)为工件支架区炉体3，工件支架区炉体3上部设有带胶圈的密封环，下部也设有密封环，可分别与上部加热区炉体8和下部分淬火水槽炉体2相互对接。加热区炉体8通过真空管道开关阀门14和真空管道连接装置15与抽真空装置17连接。为提高真空度，抽真空装置17由机械泵和扩散泵或分子泵组合而成。