[實用新型]一種常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置

無效

• 申請號: 201020130882.0
• 申請日: 2010-03-15
• 公開（公告）號: CN201634723U
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 程赫明;邵寶東;李建云;李自良;候立軍;候杰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C21D1/667
• 分類號: C21D1/667
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

本實用新型涉及一種熱處理淬火裝置，具體是一種常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置。

背景技術

氣體淬火技術具有清潔環保、工件畸變小、能耗低、過程和參數可控等特點，已經得到國際熱處理業界的關注。但是目前的研究表明，由于通常情況下氣體的熱傳導系數比油和水基介質都小，所以高壓氣淬要想達到水淬后的硬度效果，就必須考慮對真空高壓淬火設備的嚴格要求，這樣就會增加成本；而水淬初期會在水與工件之間產生一種液體薄膜，而液體薄膜中包含的空氣可以減緩水與工件之間的熱傳導，從而降低水與工件之間的換熱系數，導致水淬初期換熱系數較小。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種具有設備簡單、環保節能、淬火工件的變形和應力小、淬火過程和參數可控制等特點的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置。

本實用新型的技術方案為：淬火裝置系統包括空壓機、油水分離器、干燥機、氮氣機、增壓機及控制器、儲氣罐1、儲氣罐2、儲氣罐3、儲氣罐4和儲氣罐5等，空壓機、儲氣罐1、油水分離器、干燥機依次連接，氮氣機連接干燥機、儲氣罐3，干燥機連接儲氣罐2，儲氣罐2與儲氣罐3連通并連接增壓機，增壓機與儲氣罐4和儲氣罐5連接，與儲氣罐4和儲氣罐5連接有冷卻裝置和霧化裝置。

冷卻裝置的構成為：由外筒、內筒、與外筒連接的上、下封蓋組成，在內筒內有多個集流環并與上蓋板連接，內筒的側壁和底面分別有若干小孔。

霧化裝置的結構為：在一筒體上設直徑不同的階梯孔，在階梯位置有過濾網，在筒體某一側有導流孔，在筒體內壁加工導流槽，與導流孔相通，筒體兩端連接法蘭。

本實用新型的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置將氮氣和霧化水結合成混合氣體的淬火方式，一方面相對于氣體淬火可以提高冷卻介質(即氮、水混合氣體)的換熱系數，另一方面相對于水淬可以解決常規水淬時在工件和淬火介質之間產生液體薄膜，從而阻止工件與淬火介質之間熱交換的問題，進一步提高淬火介質的冷卻效果。此外，常壓氮、水混合氣體噴射淬火不需要真空高壓設備，具有設備簡單、環保節能、淬火工件的變形和應力小、淬火過程和參數可控制等特點，與計算機結合可根據需要實現自動控制淬火工藝流程，還可實現局部淬火。

附圖說明

圖1為本實用新型的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置系統框圖；

圖2為本實用新型的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置的霧化裝置示意圖；

圖3為本實用新型的常壓氮、水混合氣體噴射淬火裝置的冷卻裝置示意圖。

圖中，1-上法蘭，2-進水孔，3-導流孔，4-導流槽，5-過濾網，6-下法蘭，7-出口，8-蓋板，9-上封蓋，10-外筒，11-集流環，12-內筒側壁孔，13-內筒，14-內筒底孔，15-下封蓋，16-入口，17-法蘭盤。

具體實施方式

本實用新型的淬火裝置系統包括空壓機、油水分離器、干燥機、氮氣機、增壓機及控制器、儲氣罐1、儲氣罐2、儲氣罐3、儲氣罐4和儲氣罐5等，各部份聯接關系如圖1所示，空壓機、儲氣罐1、油水分離器、干燥機依次連接，氮氣機連接干燥機、儲氣罐3，干燥機連接儲氣罐2，儲氣罐2與儲氣罐3連通并連接增壓機，控制器與增壓機連接，增壓機與儲氣罐4和儲氣罐5連接，儲氣罐4和儲氣罐5連接有冷卻裝置和霧化裝置；冷卻裝置的構成為：8個集流環11通過長螺絲(圖3中未標出)連接在蓋板8上，上封蓋9、下封蓋15、外筒10、出口7及法蘭盤17焊接成一體，其中法蘭盤可以和霧化裝置中法蘭盤連接，內筒側壁和底面分別鉆直徑為5mm的小孔若干個。霧化裝置結構為：在霧化裝置筒體上鉆直徑不同的階梯孔，在階梯位置焊接過濾網5，過濾網采用厚度為2mm的鋼板，并在上面鉆直徑為1.2mm的孔，在筒體某一側鉆導流孔3，在筒體內壁加工導流槽4，與導流孔相通，中間的導流孔加工完后將上面用上法蘭焊死，同時在下面焊接下法蘭。圖1中的電阻應變儀為型號DH5922的動態信號分析系統，PC機為采集數據用的聯想計算機。

工作過程：通過空壓機將空氣吸入儲氣罐1，然后通過高效油水分離器，再經空氣純化干燥機干燥后輸入PSA氮氣機中制備純度為99％以上的氮氣，然后存入儲氣罐2和儲氣罐3中，然后通過氮氣增壓機將氮氣壓力從0.6MPa增壓到15MPa，最后存入到儲氣罐4和儲氣罐5中。打開儲氣罐4和儲氣罐5后的高壓氮氣的閥門一方面將氮氣通過霧化裝置送入冷卻裝置，另一方面高速流動的氮氣將水從儲水瓶中吹出，通過進水孔及導流孔和導流槽進入到霧化裝置，并經過濾網霧化成粒徑很小的霧狀液滴，此時一定混合比的氮氣和霧狀液滴通過自行設計的冷卻裝置混合在一起，最后以一定速度噴射到工件表面，降低試件的溫度以達到淬火的目的。同時利用計算機數據采集軟件通過熱電偶測量工件溫度的變化。