[發(fā)明專利]一種可高效清理真空低壓滲碳設(shè)備絕緣件炭黑的自潔裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110387748.8
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102409283A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周有臣;叢培武;宋家奇;王學敏;周新宇;杜春輝;王赫;李勇;崔紅娟;趙民
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機電研究所
• 主分類號: C23C8/20
• 分類號: C23C8/20
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 吳景曾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于真空熱處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在真空低壓滲碳設(shè)備中，實現(xiàn)自動清理真空低壓滲碳設(shè)備爐膽電極引出部位積炭的高效自潔裝置。

背景技術(shù)

滲碳熱處理在金屬熱加工中應(yīng)用非常廣泛，幾乎所有的傳動部件、耐磨部件都需要滲碳處理。

真空高溫低壓滲碳技術(shù)采用乙炔氣為滲碳介質(zhì)，采用獨特的低壓脈沖真空滲碳技術(shù)和專用的高溫滲碳工藝，實現(xiàn)高精度的零件真空滲碳。其技術(shù)優(yōu)于目前常用的傳統(tǒng)氣體滲碳設(shè)備，解決了傳統(tǒng)氣體滲碳無法克服的難題。

1、傳統(tǒng)的氣體滲碳原理：

2C₃H₈+3O₂+12N₂→6CO+8H₂+12N₂????①

C₄H₁₀+2O₂+8N₂→4CO+5H₂+8N₂??????②

2CO→C+CO₂??????????????????????③

傳統(tǒng)的氣體滲碳一般采用丙烷或丁烷作為滲碳氣，氣體在爐內(nèi)受熱進行分解(如①、②式所示)生成CO，CO再進行反應(yīng)((如③式所示))產(chǎn)生活性碳原子，碳原子在工件表面附著并向工件內(nèi)部擴散實現(xiàn)滲碳過程。

氣體滲碳難以解決的問題：

(1)如①、②式所示在反應(yīng)氣體中含有氧氣，因此在滲碳過程中，不可避免的會在金屬零件表面形成內(nèi)氧化層(亦稱為晶間氧化層)，而且內(nèi)氧化層在傳統(tǒng)的氣體滲碳設(shè)備中是無法去除的。內(nèi)氧化層的形成會急劇破壞零件的耐磨性和抗疲勞強度，導致金屬零件滲碳質(zhì)量不穩(wěn)定和使用壽命的降低，會造成最終主機(工程機械、汽車等)的傳動部件的壽命下降、噪音增大、耗能提高等不利后果。

(2)金屬表面一旦形成內(nèi)氧化層之后，它在工件表面會形成不連續(xù)的氧化膜，阻礙著碳原子將工件內(nèi)部擴散，因此傳統(tǒng)的氣體滲碳普遍存在滲碳時間長，耗能嚴重的問題。

(3)傳統(tǒng)的氣體滲碳設(shè)備自始至終需要不斷的通入各種氣體，調(diào)整碳勢。因此氣體消耗量大、電能消耗大、廢氣(溫室氣體)排放量大，不符合當今節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展趨勢。

(4)傳統(tǒng)的氣體滲碳設(shè)備由于自身構(gòu)爐材料的限制，只能在950℃以下工作，不能夠通過提高溫度來提高滲碳速度，同時對于1000℃以上的不銹鋼滲碳更是無能為力。

2、真空高溫低壓滲碳原理：

C₂H₂→2C+H₂。????④

(1)真空高溫低壓滲碳設(shè)備(如④式所示)，只采用乙炔作為滲碳介質(zhì)，無含氧氣體的介入，可以徹底解決內(nèi)氧化的難題，其滲層質(zhì)量可以得到大幅度提高。

(2)金屬表面無內(nèi)氧化層的影響，滲碳速度可以大幅度提高。

(3)采用脈沖式滲碳工藝，可以降低生產(chǎn)用氣、用電消耗，降低生產(chǎn)成本。同時無溫室氣體排放，是真空的節(jié)能環(huán)保型的設(shè)備。

(4)真空高溫低壓滲碳設(shè)備最高工作溫度為1300℃，通過適當?shù)奶岣邼B碳溫度，可使?jié)B碳速度成倍提高。

(5)真空高溫低壓滲碳設(shè)備不僅可以進行零件的滲碳，也可以進行工模具等材料的淬火，設(shè)備利用效率高。

因此與傳統(tǒng)的氣體滲碳設(shè)備相對比，真空高溫低壓滲碳設(shè)備在實現(xiàn)高精度的真空滲碳的同時，可以最大程度縮短滲碳工藝時間，提高生產(chǎn)效率；徹底杜絕晶界氧化層，提高滲層質(zhì)量，提高零件滲碳后表面的耐磨性和抗疲勞強度；并具有節(jié)能、節(jié)氣、環(huán)保的特點。

真空低壓滲碳爐在生產(chǎn)過程中，乙炔氣受熱分解會產(chǎn)生出活性碳原子，活性碳原子滲入金屬零件表面實現(xiàn)滲碳。但在滲碳的同時，不可避免會有一部分剩余活性碳原子不參與金屬零件的滲碳過程，會沉積在爐膽內(nèi)形成炭黑，對設(shè)備造成污染。炭黑作為導體，一旦在爐膽內(nèi)加熱元件電極引出絕緣件上沉積附著，就會影響設(shè)備絕緣性能。當沉積附著到一定程度后，設(shè)備絕緣就會被破壞，就必須停爐維修，否則易造成安全事故。傳統(tǒng)的清理方式是將爐膽整體移出爐外，更換相應(yīng)的絕緣件。采用傳統(tǒng)的清理方式，設(shè)備維護保養(yǎng)工作量大，同時會影響生產(chǎn)的連續(xù)性。

發(fā)明內(nèi)容