[发明专利]一种真空热处理与深冷处理一体机

说明书

技术领域

本发明属于金属材料热处理设备领域，具体涉及一种既能够做真空热处理又能够做深冷处理的一体化设备。

背景技术

真空高压气淬是对金属零件材料表面硬化的一种工艺技术，它淬硬均匀，变形小，不破坏零件表面的光洁度，减少了淬火后的表面加工工序，从而提高了生产效率，降低了生产成本。目前已有较多有关真空高压气淬设备的专利。深冷技术是将淬火后的金属材料冷却过程继续下去，达到远低于室温的温度，促使常规热处理后所存在的残余奥氏体进一步转化为马氏体，改善和细化组织结构。目前国内深冷处理设备研发工作进展的很快，尤其在采用最新加热技术和液氮均匀化技术，使冷源分布均匀，减少温度波动，提高智能化、高精度、自动化控制等技术性能方面取得了明显提高。但是目前我们所见到的对工件进行真空热处理和深冷处理过程是将工件在真空高压气淬炉中淬火后，一般冷却至室温，然后将工件从真空炉取出，再将工件送到深冷箱进行深冷处理。这中间要经过一段时间，影响工件的处理质量，很多材料从真空热处理到深冷处理中间是不允许有太长时间过渡的,且这种处理方式需要人工操作较多，容易出现误操作，而且真空热处理需要氮气，深冷处理需要液氮，两种设备需要不同提供处理介质的装备，增加成本，浪费液氮，生产率低，处理工件的质量不稳定。

发明内容

本发明目的是提供一种真空热处理与深冷处理一体机，解决工件真空热处理后到深冷处理的连续性和统一提供处理介质源问题，以保证处理工件的质量，提高生产效率，节约处理成本。

本发明是这样实现的，如附图1所示，其结构特征是在圆筒形的中间过道室Ⅲ的左右两侧面上两两对称设有四个门洞，各门洞依次安装有第二、第三、第四、第五启封密封门5、23、22、7并分别依次与物料装卸室Ⅰ、真空高压气淬加热室Ⅱ、真空高压气淬冷却室Ⅳ、深冷室Ⅴ相连通。在物料装卸室Ⅰ的外端安装有第一启封密封门1，在中间过道室Ⅲ内沿轴线方向的底面上安装有供运料小车29行走的轨道6。在物料装卸室Ⅰ、真空高压气淬加热室Ⅱ、真空高压气淬冷却室Ⅳ、深冷室Ⅴ内分别安装有第一、第二、第三、第四放料台2、24、19、8。在物料装卸室Ⅰ外壁上安装有第一、第二电磁阀3、4，在真空高压气淬冷却室Ⅳ外壁上安装有第三、第四电磁阀20、21，在深冷室Ⅴ外壁上安装有第五、第六电磁阀17、18。液气管路的连接是储气罐10通过第二截止阀11与液氮罐12相连，储气罐10以次通过第一截止阀9、第三电磁阀 20与真空高压气淬冷却室Ⅳ相连，储气罐10以次通过单向阀14、空气压缩机15、抽气泵16、第六电磁阀 18与深冷室Ⅴ相连，液氮罐12以次通过第三截止阀13、第五电磁阀17与深冷室Ⅴ相连，第一电磁阀3与外部真空泵相连，第四电磁阀21用于排气。

本发明的优点及积极效果是：①整台设备采用计算机控制系统进行控制，可以提高生产效率。②真空高压气淬时，是将加热和冷却分开进行的，可以节约大量的电能和氮气。③在深冷室上布置有氮气回收装置，可以回收氮气。④对金属工件的真空热处理与深冷处理结合在一台设备上进行，既节省了设备的投资、节约了材料消耗，又提高了生产率、提高了处理工件的质量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明

图1 为本发明结构的俯视图

图2 图1中A向视图

图3图1中B向视图

图中1-第一启封密封门，2-第一放料台，3-第一电磁阀，4-第二电磁阀，5-第二启封密封门，6-轨道，7-第五启封密封门，8-第四放料台，9-第一截止阀，10-储气罐，11-第二截止阀，12-液氮罐，13-第三截止阀，14-单向阀，15-空气压缩机，16-抽气泵，17-第五电磁阀，18-第六电磁阀，19-第三放料台，20-第三电磁阀 ，21-第四电磁阀，22-第四启封密封门，23-第三启封密封门，24-第二放料台，25-隔热层，26，26'-风机，27，27'-电机，28-压力表，29-运料小车。Ⅰ-物料装卸室，Ⅱ-真空高压气淬加热室，Ⅲ-中间过道室，Ⅳ-真空高压气淬冷却室，Ⅴ-深冷室。

具体实施方式

如图1所示，开始工作时，开启第一截止阀9、第二截止阀11、第三截止阀13，观察储气罐10上的压力表28，当压力表显示的压力达到工作需要时，关闭第二截止阀11。然后通过计算机控制开启第一启封密封门1，用料车将需要处理的物料送到物料装卸室Ⅰ里的第一放料台2上，退出料车，随后关闭第一启封密封门1，开启第二启封密封门5、第三启封密封门23、第四启封密封门22、第五启封密封门7，打开第一电磁阀3，对真空热处理与深冷处理一体机整体抽真空。当真空度达到工艺所要求的真空度时，自动关闭第一电磁阀3。启动运料小车29，将物料从第一放料台2取出，随后关闭第二启封密封门5。运料小车29沿着轨道6将物料送入真空高压气淬加热室Ⅱ里的第二放料台24上，随后关闭第三启封密封门23。对工件进行电加热，达到工艺要求温度后，保温一段时间，开启第三启封密封门23，用运料小车29取出物料，随后关闭第三启封密封门23，运料小车29将物料送入真空高压气淬冷却室Ⅳ里的第三放料台19上，随后关闭第四启封密封门22，打开第三电磁阀20从储气罐10中通入氮气，进行淬火，同时第四电磁阀21启闭用以排除废气，淬火完成后第三电磁阀20关闭。开启第四启封密封门22，用运料小车29取出物料，随后关闭第四启封密封门22，运料小车29将物料送入深冷室Ⅴ里的第四放料台8上，随后关闭第五启封密封门7，开启第五电磁阀17从液氮罐12中通入液氮进行深冷处理。根据工艺要求控制第五电磁阀17的开启，以保证深冷室Ⅴ里的温度满足要求。液氮经喷管喷出后直接气化，利用气化潜热及低温氮气吸热使物料温度降低，电机27带动风机26转动使深冷箱内空气流动，促使深冷室Ⅴ内温度均匀。当深冷室Ⅴ里的废气温度升高到一定值，第五电磁阀17关闭，第六电磁阀18开启，并启动抽气泵16将深冷室Ⅴ中氮气抽出送入空气压缩机15压缩成高压气体，再通过单向阀14回收到储气罐10中，之后第五电磁阀17开启，第六电磁阀18关闭，抽气泵16、空气压缩机15停止工作，循环往复，直到工艺完成。待深冷处理完成后，自动关闭第五电磁阀17，开启第五启封密封门7，运料小车29取出物料，随后关闭第五启封密封门7，开启第二启封密封门5，运料小车29将物料送入物料装卸室Ⅰ里的第一料台2上，随后关闭第二启封密封门5，打开第二电磁阀4让空气进入。待物料装卸室Ⅰ里的压力与大气平衡时，自动关闭第二电磁阀4。开启第一启封密封门1，用料车取出处理好的物料，随后关闭第一启封密封门1，如果进行第二批物料处理，可以在第一批物料送入深冷室Ⅴ进行深冷处理时，通过计算机控制开启第一启封密封门1，用料车将需要处理的第二批物料送到物料装卸室Ⅰ里的第一放料台2上，退出料车，随后关闭第一启封密封门1，开启第二启封密封门5、第四启封密封门22，打开第一电磁阀3抽真空。当真空度达到工艺所要求的真空度时，自动关闭第一电磁阀3。启动运料小车29，将物料从第一放料台2取出，随后关闭第二启封密封门5。运料小车29沿着轨道6将第二批物料送入真空高压气淬加热室Ⅱ里加热。第二批物料在真空高压加热室Ⅱ里加热保温后，需要用运料小车29将第二批物料送入真空高压气淬冷却室Ⅳ进行淬火。第二批物料在真空高压气淬冷却室Ⅳ中淬火完成后，在送入深冷室Ⅴ中进行深冷处理前，需要先将深冷室Ⅴ的第一批物料送入物料装卸室Ⅰ，然后才能将第二批物料送入深冷室Ⅴ进行深冷处理。如此循环进行，直到所有物料处理完成。若不进行下一批次的物料处理，需要关闭第一截止阀9、第三截止阀13。