[發明專利]一種高壓液態或超臨界態淬火的裝置

有效

• 申請號: 201611258744.9
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106498136B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 楊景峰;沈鵬;楊凡
• 申請（專利權）人: 上海頤柏熱處理設備有限公司
• 主分類號: C21D1/62
• 分類號: C21D1/62;C21D1/613;C21D11/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及真空熱處理技術領域，尤其是涉及一種高壓液態或超臨界態淬火的裝置。

背景技術

現有的真空設備完成淬火只有2種方法，一種是：加熱后高壓氣淬；另外一種是：加熱后轉移到淬火室在常壓或低壓下油淬。

高壓氣淬的優點減小零件的熱處理畸變，減少工件油淬的污染(氣淬后工件免清洗)，而且是無氧化無污染的熱處理技術。但是它的缺點也非常顯著：無論用氣體作為冷卻介質，它的導熱能力是非常有限的，跟液體的導熱能力相差甚遠。所以為了保證高壓氣淬的熱處理效果，只能處理小工件或薄工件。

液體淬火時冷卻速度相當好，基本上能滿足各類工件的淬火工藝，但是不能避免淬火變形、開裂等熱處理缺陷，淬火時產生的蒸汽對加熱室有一定的污染，污染后很難達到需要設定的真空度，所以需要定期清理加熱室和工件轉移平臺。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高壓液態或超臨界態淬火的裝置，實現了真空液態或超臨界態淬火，不僅滿足大工件的淬火需求，又能達到高壓氣淬的效果，而且還是干凈、清潔的熱處理，無廢氣、廢水污染，節能、環保的熱處理。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種高壓液態或超臨界態淬火的裝置包括：

工作室，內部設有加熱設備和冷卻設備，并連接有真空泵組；

儲存罐，設有液態二氧化碳供給口，并連接工作室的液態二氧化碳入口；

緩存罐，通過增壓回路分別連接工作室和儲存罐，還通過循環回路分別連接工作室和儲存罐；

氣體增壓機，設于緩存罐的出氣口處；

第一壓力測量器，設于工作室上；

溫度控制器，設于工作室上，分別連接加熱設備和冷卻設備。

該裝置還包括設于緩存罐上的第二壓力測量器和設于儲存罐上的第三壓力測量器。

該裝置還包括集成控制器，所述集成控制器分別連接真空泵組、氣體增壓機、第一壓力測量器和溫度控制器。

所述集成控制器采用PLC控制器。

所述集成控制器無線連接有帶顯示屏的上位機。

所述工作室上設有用于顯示工作狀態的液晶顯示屏，所述液晶顯示屏連接集成控制器。

該裝置還包括多個控制閥門，所述多個控制閥門分別對應設置在增壓回路、循環回路上和液態二氧化碳入口處。

所述緩存罐內設有氣體過濾網。

所述工作室與緩存罐之間還設有泄壓管路，所述泄壓管路上設有流量調節閥。

高壓液態或超臨界態淬火時，儲存罐內的液態二氧化碳進入加熱結束后的工作室內，對目標工件進行淬火，淬火時根據設定的壓力與溫度關系曲線，控制工作室內的二氧化碳狀態，進行液態淬火和超臨界態淬火，當工作室內的壓力低于設定的范圍時，打開增壓回路并運行氣體增壓機，當工作室內的壓力高于設定的范圍時，打開泄壓管路，將排放出的二氧化碳送到緩存罐。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、利用液態或超臨界的二氧化碳作為淬火介質，完成對工件的淬火，淬火效果非常好，工件無開裂、變形等熱處理缺陷。

2、CO₂的液態或超臨界態淬火主要是控制工作室內的壓力和溫度，因為設置了壓力測量器和溫度控制器，配合分離的增壓回路和循環回路工作，當工作室的壓力低于設定壓力范圍時，用增壓回路上的緩存罐、氣體增壓機增加壓力，當工作室的壓力高于設定的壓力范圍時，再用控制閥門排出工作室內的二氧化碳，從而實現實時調節工作室內的壓力和溫度的目的。工作室的后部安裝冷卻設備，配合溫度控制器，保證工作室里面的液態二氧化碳處于設定的溫度范圍內。

3、不受目標工件的大小的影響，能滿足不同的工件要求，易于推廣利用，實用性強。

4、通過控制工作室的壓力，可以選擇液態淬火、超臨界態淬火，超臨界態的CO2還具有清洗工件的作用。同時淬火后的工件不需要清洗，而且工作室不會污染。

5、CO2安全、無毒、無污染、可回收、容易獲取，且可循環使用，給用戶節省成本。

6、工作室連接有用于抽真空的真空泵組，將工件進工作室時帶進來的空氣抽干凈，防止CO₂與空氣的混合，污染了淬火介質，也是保證工件真空下加熱不會產生氧化，升溫速度快。當真空的工作室內的工件完成加熱后，切斷加熱設備，并快速的將液態的二氧化碳輸送到工作室里面，液態的二氧化碳配合工作室后部的冷卻設備降溫，實現液態的工件的液態或超臨界態淬火。