[發明專利]用于機械零件的表面化學熱處理的方法及其所用設備

有效

• 申請號: 201210237957.9
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102776470A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 陳曦;張牛山
• 申請（專利權）人: 陳曦
• 主分類號: C23C8/20
• 分類號: C23C8/20;C21D1/18;C23F17/00;F27B19/04
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及一種工件熱處理的方法及其所用設備，尤其涉及一種用于機械零件的表面化學熱處理的方法及其所用設備。

背景技術

眾所周知，機械零件通過表面化學熱處理（滲碳，滲氮，碳、氮共滲等）進行改性，可以獲得所需要的性能，如高硬度，高耐磨性，抗咬合性能等。滲碳（包括碳、氮共滲）是其中一種典型的、應用范圍廣的表面化學熱處理工藝。

機械零件（如齒輪）通過滲碳淬火處理，不但具有高的表面硬度和耐磨性，且其疲勞壽命大幅度增加。零件典型的滲碳淬火過程如下：裝爐升溫—強滲—擴散—降溫緩冷+重新加熱保溫—淬火冷卻+低溫回火。

目前，零件的滲碳淬火處理采用的設備主要分為兩類：（1）周期爐，（2）連續爐。周期爐生產是將一批零件通過一個料盤裝入爐中，按“升溫—保溫—冷卻”的工藝過程運行一個熱處理周期后出爐，然后再裝爐處理第二批零件。典型的爐型有井式爐滲碳系統、箱式多用爐滲碳系統。該兩種爐型占據滲碳淬火爐型的80%以上。連續爐生產是將零件裝在料盤中，多個料盤在連續爐中運行，零件在爐中運行一個所需要的工藝過程后出爐。其特點是連續生產，特別適合批量零件的處理。此類爐型有：可控氣氛網帶爐、可控氣氛棍底爐、可控氣氛推盤爐、可控氣氛環形爐等。

上述所有的滲碳爐型處理零件時，存在一個共同的弊端：滲碳層深度有較大差別的零件不能同爐進行熱處理，不同鋼種的零件不能同爐進行熱處理。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于機械零件的表面化學熱處理的方法，克服了現有周期爐或者循環爐不能同爐進行熱處理滲碳層深度有較大差別的零件或者不同鋼種的零件的缺陷。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種用于機械零件的表面化學熱處理的方法，包括以下操作過程：

送料，待處理工件裝入放置在生產車間的空料盤內，通過車間的料盤輸送機構將裝好工件的料盤放在上料臺上，隨后轉移至上料儲料臺中，所述上料儲料臺上的料盤檢測裝置對料盤實行檢測、跟蹤；

前清洗，上料儲料臺上的料盤檢測裝置檢測到料盤，啟動料盤轉移機構將料盤傳輸至前清洗機中通過堿液、清水進行清洗；所述前清洗分2個工位，即堿水浸洗清洗，熱水噴淋清洗。

預氧化，清洗后的工件經過傳輸機構送至預氧化爐內；所述預氧化爐共有5個料盤位，分2區加熱和控制。

加熱，完成預氧化的工件由傳輸機構轉移至底進料換氣室，工件停留一個周期的節拍時間進行換氣，再轉移至加熱爐內，將工件加熱至滲碳要求的溫度；所述加熱爐加熱爐有5個料盤位置，分2區加熱和控制。

滲碳，料盤經過傳輸機構轉移到環形轉底滲碳爐中，通過設置不同的滲碳時間，從而完成相同可控氣氛下的不同層深的滲碳要求；所述轉底滲碳爐內設置有多個料盤工位，工位的多少可以根據所需處理工件滲碳的時間及轉底滲碳爐底盤的大小進行確定，如10至20個。當工件所需要的滲碳時間大于料盤在轉底滲碳爐的底盤上的工位停留的時間時，料盤檢測裝置輸送料盤信號至PLC模塊并通過控制系統控制料盤進行下一個工藝步驟；

擴散，達到工件設定的強滲工藝時間后，料盤通過傳輸機構轉移至轉底擴散爐，轉底擴散爐按照設定的工藝參數進行擴散；所述轉底擴散爐上設置有多個料盤工位，工位的多少可以根據所需處理工件滲碳的時間及轉底滲碳爐底盤的大小進行確定，如5至15個；所述轉底擴散爐內設置有多個料盤工位。當工件所需要的滲碳時間大于料盤在轉底擴散爐的底盤上的工位停留的時間時，料盤檢測裝置輸送料盤信號至PLC模塊并通過控制系統控制料盤進行下一個工藝步驟；

降溫，達到工件設定的擴散工藝時間后，料盤通過傳輸機構轉移至淬火降溫爐內進行降溫；

保溫，由淬火降溫爐內的傳輸機構轉移至淬火保溫室內進行保溫；

淬火，工件經淬火保溫室內的傳輸機構轉移至淬火油槽的升降臺，通過所述升降臺浸入到淬火油中進行淬火冷卻，保持一定時間后完成淬火過程；

后清洗，通過堿液清洗、清水清洗后烘干；所述后清洗通過式單室清洗機分為堿液清洗、清水清洗和烘干3個工位。工件在每1個工位上均停留一個周期的時間，料盤等距離的移動依靠輸送機構完成。

回火，通過傳輸機構將料盤推送至推桿式回火爐對工件進行低溫回火；

風冷，工件回火后，料盤通過傳輸機構轉移到風冷臺上進行風冷卻；

卸料儲料，將經過風冷的工件經傳輸機構轉移至卸料儲料臺上。

上述步驟的中的裝置獨立實現個工藝參數，所述傳輸機構包括料車、推桿及鏈傳動裝置。