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直线型热处理

阅读:665发布:2020-05-11

专利汇可以提供直线型热处理专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种直线型 热处理 炉,包括为 工件 预热的预热室、为工件渗 碳 处理的热 处理室 、为工件淬火硬化处理的淬火室;各室密闭且室内均安装有辊子和循环 风 扇;热处理室和淬火室安装电加热器;其预热室内设有气体 燃烧器 ;另外预热室、热处理室、淬火室各室在各工位安装有独立的 电机 和在电机、链条带动下向前方转动或工件到达 指定 工位时,每相隔一定时间向前或向后转动180°的一组辊子及两个交叉的光电 传感器 。因此可根据热处理工艺来调整各室工件的行进速度;缩短等待时间,避免空托架。并可分别控制各个室的气氛气体和循环时间等。防止气氛 波动 ,使工件 渗碳 均匀,金相均匀,成为优质产品。同时延长了辊子的使用寿命。,下面是直线型热处理专利的具体信息内容。

1.一种直线型热处理炉,包括:为工件预热的预热室(10)、为 工件渗处理的热处理室(20)、为工件淬火硬化处理的淬火室(30); 预热室以入口(11)和第一分割门(12)形成密封空间;预热室内安 装有辊子(14)、循环扇(15);热处理室以第一分割门(12)和第 二分割门(32)形成密封空间,热处理室安装有辊子(24)、循环风扇 (25)、电加热器(23);淬火室以第二分割门(32)和出口门(31) 形成密封空间,淬火室安装有辊子(34)、循环风扇(35)、电加热器 (33);其特征是预热室内还安装有气体燃烧器(13);另外预热室、 热处理室、淬火室各室在各工位安装有独立的电机(100)和在电机、 链条(16)、(26)、(36)带动下向前方转动或工件到达指定工位时, 每相隔一定时间向前或向后转动180°的一组辊子及两个交叉的光电传 感器(39)。

说明书全文

技术领域

发明属于金属热处理用炉,特别是涉及一种由预热室、热处理室、 淬火室构成,各室在各工位安装有独立的电机和在电机、链条带动下向 前方转动或工件到达指定工位时,每相隔一定时间向前或向后转动180° 的一组辊子及两个交叉光电传感器。工件的进行速度根据热处理工艺来 控制,可以分别控制各个室的气氛气体和循环时间、温度等,防止气氛 波动,使工件金属组织金相均匀,以获取更优质产品的直线型热处理炉

背景技术

金属的发现对人类文明的发展具有相当大的影响,人类利用金属 制造了很多种工具。同时人类开发并利用金属的技术,其中最重要的是 利用金属的性质来做热处理过程。
热处理方法是在需要热处理的工件中为了得到使用者所需要的性 能,而在加热后使金属的组织成为再结晶状态,此时在金属内部渗入多 种成分得到需要的组织后,使上述的组织和使用用途形成符合要求的硬 化、淬火或退火的过程。
在热处理过程中为了得到优质的产品,把含气等其它成分渗入到 金属组织内部的热处理室,和热处理完毕后的工件冷却过程中出现的 氏体相变(无扩散相变)和急冷的冷却剂温度调整为微高直到相变完毕 之前所需时间的奥氏体回火相变(扩散相变)等。并且在工件热处理工 艺中,使用等温退火技术,这是为了确保的适当加工性。原来工件在 炉内慢慢的冷却改进为急冷到一定温度(从A1相变点开始到TTT曲线 的鼻部分之间)后维持此温度一定时间的技术。
使用这种的等温相变技术是比连续性急冷到一定温度的冷却方法, 可以得到均匀的品质才经常使用。特别是奥氏体回火,除了产品的质量 稳定之外,还有在连续冷却中得到很难取得的特殊组织贝氏体。此贝氏 体是细微珠光体的一种,且不会发生像马氏体相变的转变,所以变形小, 同时可取得仅次于马氏体的高硬度,因此用途也增加了。此贝氏体是区 分在350℃以上相变后在上部取得的贝氏体和在下部取得的贝氏体。上 部贝氏体的硬度低,但是具有良好的弹性,因此在需要弹性的配件中(如 夹子、弹簧垫圈,、扣环等)使用,下部贝氏体是不仅维持了弹性而且 硬度也很高,因此使用在经常受冲击力的且耐久性产品中。
在所有热处理工艺中把工件加热到一定温度是为了形成完美再结 晶组织的一种手段,而且维持此状态的过程是非常重要的。
因热处理炉内部的高温,安装在热处理炉内部移送工件的辊子是高 耐热性材质,高耐热性而且高温下不许变形,把工件按热处理工艺前进 或在炉内保持此位置等方面辊子是非常重要的配件。就是说构成热处理 炉的预热室、热处理室、淬火室内部的辊子用单一的电机同时回转的方 法,但此方法与热处理工艺无关,利用一定的速度前进并通过所有工艺, 与工件的尺寸无关,转速相同,对炉内部的气氛气体变化无法适应,也 就成为产生质量不良产品的原因。
图1是现有技术的直线型热处理炉结构示意图。如图所示,现有技 术的直线型热处理炉由预热室10、热处理室20、淬火室30构成。预热 室是由入口11和第一分割门12形成密封空间,预热室内装有一台电 机100,电机带动链条16和辊子14运转,还有使内部温度均匀、气氛 气体均匀的循环扇15。
热处理室由第一分割门12和第二分割门32形成密封空间,热处理 室设有一台电机100,电机带动链条26和全部辊子24运转。同样还有 循环风扇25。
淬火室由第二分割门32和出口门31形成密封空间,由一台电机 100带动链条36和辊子34运转。设有循环风扇35。
因此发展为如图1所述的预热室、热处理室、淬火室,各个室安装 有分别单一的电机。但为了满足各室的个别条件,待机时间和前进移动 的时间不稳定,因高温原因发生辊子的下沉等变形,与装有工件的托架 尺寸无关,经常是同时在一定的时间启动全部的辊子为前进状态,因此 产生很多问题,只控制热处理的工件停留在热处理炉内部,却无法控制 炉内工件的移送速度,并且因循环变更时的损失时间变长,而不能取得 预期的质量,因此工件中就会产生质量不良的产品。
现有技术的直线型热处理炉,工件需先进行清洗去掉油污再进入预 热室,这样增加了清洗工序和清洗设备,成本高。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种在预热室内 设有气体燃烧器;另外预热室、热处理室、淬火室各室在各工位安装有 独立的电机和在电机、链条带动下向前方转动或工件到达指定工位时, 每相隔一定时间向前或向后转动180°的一组辊子及两个交叉的光电传 感器。可根据热处理工艺来控制工件的行进速度;同时可分别控制各室 的气氛气体和循环时间、温度等;防止气氛波动和渗碳均匀,金相均匀 的更优质产品。并减少清洗工序,延长了辊子使用寿命的直线型热处理 炉。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:本 发明直线型热处理炉,包括:为工件预热的预热室、为工件渗碳处理的 热处理室、为工件淬火硬化处理的淬火室;预热室以入口门和第一分割 门形成密封空间;预热室内安装有辊子、循环风扇;热处理室以第一分 割门和第二分割门形成密封空间,热处理室安装有辊子、循环风扇、电 加热器;淬火室以第二分割门和出口门形成密封空间,淬火室安装有辊 子、循环风扇、电加热器;其预热室内还安装有气体燃烧器;另外预热 室、热处理室、淬火室各室在各工位安装有独立的电机和在电机、链条 带动下向前方转动或工件到达指定工位时,每相隔一定时间向前或向后 转动180°的一组辊子及两个交叉的光电传感器
本发明具有的优点和积极效果是:
本发明直线型热处理炉,是由预热室、热处理室和淬火室各个密封 区域构成的直线型热处理炉。各室在各工位安装有独立的电机和在电 机、链条带动下向前方转动或工件到达指定工位时,每相隔一定时间向 前或向后转动180°的一组辊子及两个交叉的光电传感器。这样可根据热 处理工艺来控制调整工件的行进速度;可以缩短循环变更时的等待时 间,与原先的推杆式相反,可以避免装入空托架。并可分别控制各个室 的气氛气体和循环时间、温度等。防止气氛波动,使渗碳均匀,金属组 织的金相均匀,不仅能取得更好的优质产品,而且是一项新的、实用的 发明。
同时辊子在高温的热处理炉内不发生下沉等变形,延长了辊子的使 用寿命。
另外,预热室内设有气体燃烧器,工件进入预热室前不必进行清洗, 而由气体燃烧器将工件上的油污燃烧掉了,省去了清洗工序和清洗设 备。降低了成本。
附图说明
图1是现有技术的直线型热处理炉结构示意图;
图2是本发明直线型热处理炉结构示意图;
图3是本发明一个工位的电机、链条、辊子传动系统示意图;
图4是图3中A向视图;
图5是实施本发明的热处理装置结构示意图;
图6是本发明直线型热处理炉工作流程图
图7是本发明直线型热处理炉电器部件安装部位示意图;
图8是本发明直线型热处理炉控制电路框图
图9是可编程控制器功能框图。
附图中主要部件的符号说明:
10:预热室.          11:入口门
12:第1分割门        13:气体燃烧器
20:热处理室         25:循环风扇
30:淬火室.          31:出口门.
32:第2分割门        23、33:加热器
14、24、34:辊子     15、35:循环风扇
16、26、36:链条     37:搅拌机
38:气缸             39:光电传感器
40:淬火漕           41:从动链轮
42:主动链轮         43:离合器
50:工件             60:工件装入装置
70:工件引出装置     100:电机
TB:操作箱           TB′:控制箱
SV:电磁           PH:光电传感器
NSW:接触开关        LS:限位开关
M:电机

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。
附图中与现有技术相同的部件使用了相同的符号。
本发明直线型热处理炉如图2至图5所示,图2是本发明直线型 热处理炉结构示意图。如图2所示,本发明是由预热室10,热处理室 20,淬火室30构成的直线型热处理炉。首先说明一点:各室各工位在 图2、图5中是以点划线围成的方形框表示的。
预热室10由装入工件50的装入口与外部切断的入口门11和热处 理室20隔开的第1分割门12形成一个密封的空间。内部设有气体燃烧 器13加热内部温度,并去掉工件上的油污。移送工件50由辊子14完 成,并在此完成预热过程。预热室有一个工位,一个工位的几个辊子为 一组,该工位的一组辊子安装有独立的电机100,这组辊子在电机100、 链条16带动下向前方转动,工件到达此工位后,这组辊子相隔一定时间 向前或向后转动180°。这个工位安装有两个交叉的光电传感器39。工 件进入指定工位,光电传感器发出信号,这组辊子停止向前方转动,工 件停留在此工位,辊子开始相隔一定时间向前或向后转动180°,直到工 件温度达到890℃-910℃后移出。
气体燃烧器内有空压机送来的空气和管道来的天然气形成的混合 气燃烧。
在预热室内部上侧安装有使炉内温度及气氛气体均匀的循环风扇 15和为了排出炉内气氛气体的排出口。
在上述预热室中把预热的工件50加热到渗碳温度,在热处理室内 渗入转变金属性质的气体,在工件50的表层渗入其它成分。热处理室 20和预热室10隔开的是第1分割门12,和淬火室30隔开的是第2分 割门32,由此形成密封的空间。且在内部有加热内部温度用的电加热 器23、移送工件50用的辊子24。一个工位的几个辊子为一组,各个工 位的一组辊子24安装有各个独立的电机100,每一组辊子在电机、链 条26带动下向前方转动;或工件到达指定工位时,每组辊子相隔一定 时间向前或向后转动180°。每个工位安装有两个交叉的光电传感器39。 且在内部上侧安装了能均匀分配热处理室20内部的炉内温度及气氛气 体均匀的循环风扇25,使残留奥氏体量最少,渗碳深度变得更深。
为使上述热处理室20中的热处理工件50的性质相变的淬火室30 是分布在热处理室20的第2分割门32和出口门31之间,构成独立的 密封空间。在此淬火室30内有为了维持高温状态而设计安装了电加热 器33和移送工件50的辊子34。一个工位的几个辊子为一组,各个工位 的一组辊子安装有各自独立的电机100,每组辊子在电机、链条36带 动下向前方转动;或工件到达指定工位时,每组辊子相隔一定时间向前 或向后转动180°。每个工位安装有两个交叉的光电传感器39。且在淬 火室内部上侧安装为了均匀淬火室30内部温度及气氛气体均匀的循环 风扇35,使残留奥氏体量最小化,渗碳深度变得更深。
图3是本发明一个工位的电机、链条、辊子传动系统示意图;图4 是图3中A向视图。如图3所示,每个工位的独立电机100连接着离合 器43和主动链轮42,主动链轮42由链条16带动一组辊子14轴上的 各从动链轮41转动。
图4是A向视图,图中是以四个辊子为一组的一个工位的示意图, 在主动链轮和从动链轮之间还可以安装其他链轮作为张紧轮或导向轮。 由图2、图3、图4可知,每组辊子都安装有各自独立的电机100,电 机带动主动链轮、链条、从动链轮及一组辊子转动,一组辊子有时向前 方转动,工件前进;有时停止转动,使工件到达指定工位。
本发明直线型热处理炉中辊子的材质要求是:在930℃高温中24 小时工作,为了辊子不发生下沉等变形,本发明将每一工位的一组辊子 安装有独立的电机,辊子除了向前方转动以外,并且为了使辊子的工作 面(受热面)轮流变换,每相隔一定时间向前或向后转动180°,即辊子 朝上的一面转到下面,相隔一定时间后,朝下的一面转到上面,这样辊 子的工作面轮换受热,使辊子不发生下沉等变形,延长了辊子的使用寿 命。
图5是实施本发明的热处理装置结构示意图。如图5所示,在本 发明预热室10前面安装有和入口门11一致的原有工件装入装置60, 将需热处理的工件50投入到预热室10内部,且淬火室30后方是急冷 工件的淬火槽40,内部有淬火槽40冷却媒体涡流搅拌机37和工件50 浸渍时所用的气缸38,后方安装有工件的引出装置70,使已热处理完 毕的工件50引出到外部。
图6是本发明直线型热处理炉工作流程图。如图6所示,设计为如 上的热处理设备的工作流程简单叙述如下,利用本发明对工件50进行 热处理,首先打开预热室10的入口门11将需要热处理的工件50利用 工件装入装置60移送到预热室10内部,关闭入口门。这时预热室10 内工位的一组辊子14是根据自己的独立电机100,在电机、链条16带 动下向前方转动。把工件50移送到预热室10的内部位置时,同时启动 上侧安装的循环风扇15均匀的扩散内部的温度。预热室内两个交叉的 光电传感器也同时工作。
预热室由气体燃烧器加热。气体燃烧器内有空压机送来的空气和管 道来的天然气形成的混合气燃烧。
辊子转动将工件送到指定工位,这组辊子相隔一定时间向前或向后 转动180°直到工件温度达到890℃-910℃后移出。
依此方式从预热室10加热到一定温度的工件50,当第1分割门12 打开时根据各自独立电机以各自启动的辊子24将工件50移送到热处理 室20。关闭第1分割门。热处理室由电加热器加热,使工件温度达到 910℃-930℃。进入到热处理室20渗碳的工件50,按照工件的热处理 工艺,根据热处理室20的每个工位的各自独立电机100,用各自按前 进方向启动辊子24转动,将工件送到指定工位,每组辊子相隔一定时 间向前或向后转动180°,温度910℃-930℃,直到工件50的渗碳完成 为止。
上述热处理完毕的工件50当第2分割门32打开时,根据各个独立 电机100,每组辊子向前方转动,将工件一个个按顺序移送到淬火室30, 随后将第2分割门32关闭,使得渗碳过程达到更加稳定的效果。依据 上述方法进入到淬火室30的工件50在淬火室30内部维持相变温度形 成新的组织,淬火室由电加热器加热,使工件温度在830℃-860℃。
此时淬火室30内部的辊子34是根据各个独立的电机100在电机、 链条36带动下向前方转动;或每组辊子在指定工位相隔一定时间向前 或向后转动180°。直到工件温度为830℃-860℃,达到停留时间。因 此工件50有效地停留在淬火室30,形成稳定的组织。
在上述状态工件50新的组织完成降温操作后,在淬火室30停留一 会儿后,出口门31打开,同时辊子34启动将工件50移送到淬火槽40, 关闭出口门。用油或盐冲洗或浸渍并且在淬火槽40中急冷。此时淬火 槽40里浸渍的方式是启动气缸38,将淬火室30移送来的工件50浸渍 到淬火槽40内部后取出。与此同时启动淬火槽40的搅拌机37均匀冷 却媒体,冷却媒体以均匀的温度冷却工件50。
在淬火槽40将急冷的工件50用工件引出装置70拉出到外部后即 完成了热处理操作。
以上各室内均安装有温度传感器(未图示)测量各室的温度。
下面对本发明直线型热处理炉电路部分进行说明。
图7是本发明直线型热处理炉电器部件安装部位示意图;图8是直 线型热处理炉控制电路框图;图9是可编程控制器功能框图。
如图7、图8、图9所示,本发明的电路部分包括:连接于市电网 的电源箱;与电源箱连接,内部设置有PLC可编程控制器的控制箱TB′; 安装于热处理炉外侧与控制箱连接的操作箱TB;安装于热处理炉外侧, 将可编程控制器与直线型热处理炉连接的端子箱;一端与控制箱连接, 另一端与热处理炉内温度传感器连接的加热箱;与端子箱、加热箱、操 作箱连接的直线型热处理炉。
其控制箱PLC可编程控制器由CPU中央微处理单元、存储部、输入 部、输出部及前面板设置的GOT触摸输入、显示屏构成。编制程序及光 电、温度传感器反馈信号由输入部输入并存储于存储部中,使直线型热 处理炉按编程和光电、温度传感器反馈信号运转。其操作箱上设置有各 种控制按钮开关、调整旋钮及仪表表头构成,需要时可以将操作箱转换 为人工操作。其直线型热处理炉炉壁设置加热管、底部外侧设置有与控 制箱连接的转辊电机M和接触开关NSW、炉顶部设置有与控制箱连接的 风扇及风扇电机,各开关门设置有与控制箱、操作箱通过限位开关LS 连接的电磁阀SV,上述直线型热处理炉的各部件设置如图7所示,直 线型热处理炉的各部件均按编制程序或操作箱人工操作运转、动作,其 运转、动作过程如流程图6所示及上面相应的文字叙述部分。
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