[实用新型]金属叶片等离子淬火装置

说明书

本实用新型涉及金属叶片淬火处理装置，特别适用于汽轮机行业叶片的防水蚀处理。

目前，国内外汽轮机行业叶片防水蚀淬火装置主要采取叶片电火花强化、火焰淬火、高频淬火、司太立合金片镶焊与堆焊等。电火花强化设备和工艺较为简单，对基体无损伤，但防水蚀效果不明显；火焰淬火操作简单，成本低，由于热影响区过大，影响到基体的组织性能；高频淬火防水蚀效果较优于前二者，但存在着操作复杂、能耗高、可控性较差、热影响区较大等等不利因素；司太立镶焊与堆焊目前已被许多汽轮机厂应用，司太立合金是国内外公认十分理想的防水蚀材料，但由于焊接原因，产生热影响区、较大的变形和应力等致使叶片断裂的不利因素，且手工焊接，随意性较大，焊接质量也不够稳定。

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种对基体材料组织结构影响很小、硬度高、操作过程可控性强的金属叶片等离子淬火装置。

实现上述目的的技术方案：金属叶片等离子淬火装置，包括淬火机床、测量装置、淬火枪、等离子弧发生源和伺服驱动模板，其中淬火机床是能沿X轴、Y轴、Z轴和夹持工件用的转动轴运动的四坐标机构，四坐标机构的X轴末端固定有摆动头，摆动头上有固定架，各轴及摆动头分别接步进驱动电机，等离子弧发生源的输出接淬火枪，淬火枪和测量装置固定在固定架上，伺服驱动模板的输出接各步进驱动电机。

伺服驱动模板上接有手动控制盒。

伺服驱动模板为五相十拍，其输出接各步进电机。

测量装置为三个感应式接近开关，其测量方法：将叶片淬火带分成若干段，测量每一段时，先使三个测量头Z向行走到起始测量点处，调整测量头X向行走使其接近叶片淬火带边缘，直至X向测量头红色信号灯亮；然后调整另外两个测量头Y向动作，接近叶片淬火带，至少出现一个灯亮，然后根据需要使Φ轴顺时针或逆时针转动，在Φ轴转动过程中，X向测量头的位置发生变化，这时再做X向行走，使X向测量头接近叶片淬火带边缘使红色信号灯亮，通过反复调整，直到另外两个测量头的红色信号灯亮，此时测得测量点的位置坐标：左右(x)、上下(y)、长度(z)和旋转(Φ)，然后再做Z向行走，进行下一点的反复测量，直到将所有分段点测量并记录完毕。

摆动头内设置微动开关，开关信号至脉冲变压器，通过转换外接光电隔离输入输出接口接工业控制计算机(工控机)判断有无摆动并发出控制信号。

采用上述金属叶片等离子淬火装置，结合下面将要叙述的实施例，通过外接工控机在对金属叶片进行淬火时，等离子弧发生源中的离子气在淬火枪的喷嘴(阳极)和电极(阴极)之间借助高频火花引燃等离子非转移弧，在阴极和金属叶片(转弧阳极)之间通过等离子非转移弧过渡引燃等离子转移弧，由于其等离子弧温度、能量密度、焰流速度和焓质极高，对工件传热率与氧乙炔相比高出20倍，使工件叶片能被极迅速地加热到淬火温度之上，在空冷条件下形成组织细化、硬度较高的淬硬层，而且淬火过程很短，无机械力的直接接触，因此对基体材料组织结构强化的程度很小，影响的范围极窄。此外，采用工控机程序测量待淬火叶片型线，可消除叶片在机加工时造成的误差，通过工控机随时控制调整等离子弧功率参数和等离子弧与工件叶片接触时间，可方便、精确地控制淬硬层深度、硬度等淬硬层指标，且工控机操作控制下的淬火工艺参数精确、稳定、可调、重复性好，从而实现了本实用新型的目的。

下面通过实施例详述其结构：

图1是一种金属叶片等离子淬火装置的结构示意图。