[實用新型]可控等離子弧金屬表面熱處理成套設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320246749.5
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN203360494U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 董燦;宋倩如;張虹
• 申請（專利權）人: 蚌埠金石等離子熱處理科技有限公司
• 主分類號: C21D1/09
• 分類號: C21D1/09;C21D11/00
• 代理公司: 安徽信拓律師事務所 34117
• 代理人: 蘇看

技術領域

本實用新型涉及金屬表面處理技術領域，具體涉及一種可控等離子弧金屬表面熱處理成套設備。

背景技術

實際中，對金屬材料零件表面進行淬火處理后，其表面硬度將得到不同程度的提高，但心部特性仍保持原來的樣子，使得零件在使用的過程中表面不容易被磨壞，通常叫增加了零件的耐磨性，同時由于心部仍保持原來的樣子，使得材料仍有足夠的韌性，即通常說的“表硬里韌”，這樣充分發(fā)揮了材料的綜合性能，提高了零件的使用壽命。表面淬火工藝具體說就是通過不同的熱源對工件進行快速加熱，當零件表層溫度達到臨界點以上（此時工件心部溫度處于臨界點以下）時迅速予以冷卻，這樣工件表層得到了淬硬組織而心部仍保持原來組織的一種表面熱處理方法。

表面淬火通過不同的熱源對工件進行快速加熱，當零件表層溫度達到臨界點以上（此時工件心部溫度處于臨界點以下）時迅速予以冷卻，這樣工件表層得到了淬硬組織而心部仍保持原來的組織。表面淬火只加熱工件表層，為了達到這個目的，則要求所用熱源具有較高的能量密度。根據(jù)加熱方法不同，目前市場上表面淬火有感應加熱（高頻、中頻、工頻）表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、激光加熱表面淬火、電子束表面淬火等，應用較多的為感應加熱和火焰加熱表面淬火。

1）感應加熱是將零件置于感應器內（感應線圈內），當有一定的電流頻率的交流電通過感應器時，在零件表面就有感應電流產生，此電流分布在表面，并以渦流的形式出現(xiàn)，迅速加熱表面使其達到淬火溫度，然后切斷電源，并將零件急速冷卻，實現(xiàn)感應加熱表面淬火。

感應加熱表面淬火是目前常用的一種表面淬火方法，它有以下優(yōu)點：(1).感應加熱屬于內熱源直接加熱，加熱速度快。(2).加熱過程中，由于加熱時間較短，零件表面氧化脫碳少。(3).能選擇性加熱。(4).感應加熱設備可放置在加工生產線上，通過電氣參數(shù)對過程進行精確的工藝控制。

感應加熱表面淬火的不足：(1).加熱效果往往受限于工件的形狀?；(2).淬火的零件要有一定的感應器與其對應，成本高；(3).設備與淬火工藝匹配和局部溫度控制困難；?(4).需要淬火冷卻介質，工作環(huán)境較臟?，污染環(huán)境?；(5).加熱效率低?，能耗高；(6).設備龐大、占地大?，維修復雜；(7).處理后，工件容易變形、開裂；

2）火焰加熱表面淬火是用氣體燃料燃燒時產生的火焰將工件表層加熱到淬火溫度，隨后快速冷卻的表面淬火方法。火焰淬火可獲得高硬度的表層和有利的內應力分布，提高工件的耐磨性和疲勞強度。火焰淬火設備比較簡單，適于單件小批生產或現(xiàn)場淬火。對于運輸拆卸不便的重大零件和不適于采用其它表面淬火的零件，如大型齒輪、大型工作平面，一些凸輪、曲軸、機床導軌和鏈輪等，火焰淬火具有廣泛的適應性和機動性。

但其缺點有：(1).化學火焰溫度不高，工件溫度上升速度緩慢；?(2).表面溫度變化大，易于使靠近處理部位的區(qū)域過熱，工件變形大；?(3).被處理零件質量不穩(wěn)定?；?(4).需要淬火冷卻介質，工作環(huán)境較臟?，污染環(huán)境?；(5).加熱效率低?，能耗高；?

3）接觸電阻加熱淬火是通過電極將小于5伏的電壓加到工件上,在電極與工件接觸處流過很大的電流,并產生大量的電阻熱,使工件表面加熱到淬火溫度,然后把電極移去,熱量即傳入工件內部而表面迅速冷卻,達到淬火目的。當處理長工件時,電極不斷向前移動,留在后面的部分不斷淬硬。這一方法的優(yōu)點是設備簡單，操作方便，易于自動化，工件畸變極小，不需要回火，能顯著提高工件的耐磨性和抗擦傷能力，但淬硬層較薄（0.15～0.35毫米），顯微組織和硬度均勻性較差，應用范圍不廣。

4）激光加熱表面淬火是利用高能激光束掃描工件表面，使激光輻射能轉化為熱能被工件吸收，然后通過熱傳導使材料溫度極快地升到奧氏體相變溫度以上，再通過基體自身的冷卻作用使已產生相變的材料以超過馬氏體相變臨界冷卻速度快速冷卻，從而實現(xiàn)相變硬化。工藝特點為淬火部位精確可控，易于實現(xiàn)自動化；主要局限性是處理前需發(fā)黑處理，工藝復雜，易造成污染；激光加熱表面淬火設備價格貴、體積龐大；操作人員的技術要求高，生產成本高。?