[發明專利]一種管式爐負壓氣淬裝置

有效

• 申請號: 202110009928.6
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112831634B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 何濤;李根;張家泉;劉華松;唐海燕
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21D1/62
• 分類號: C21D1/62;C21D1/613
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明涉及一種管式爐負壓氣淬裝置，屬于金屬熱處理技術領域。裝置由不銹鋼法蘭盤、底托、進氣管和出氣管組成，其中底托固定在不銹鋼法蘭盤上，表面設有樣品臺，進氣管與出氣管在樣品臺兩側呈對稱分布；熱處理過程中試樣置于樣品臺上，與進氣管、出氣管處于同一高度。實驗全程爐管內保持負壓狀態，氣淬時通過調節進氣管氬氣流量，可以調控冷卻強度滿足不同材料、不同熱處理工藝的實驗需求。本發明所采用的負壓氣淬法全程不存在氧化風險，操作過程簡便快捷，且負壓氣淬冷卻效率遠高于其他冷卻方式；同時本發明所提供的裝置便于改裝維護，可應用于不同型號/管徑管式爐，無需對設備進行額外改造，大大改善了實驗效率與可操作性。

技術領域：

本發明涉及金屬熱處理技術領域，尤其是一種管式爐負壓氣淬裝置。

背景技術：

淬火是鋼熱處理工藝中應用最為廣泛的工藝方法之一，通過把鋼加熱到Ac₃(亞共析鋼)或Ac₁(過共析鋼)溫度以上，然后以大于臨界冷卻速度的強度進行冷卻，從而獲得以馬氏體為主的室溫組織。然而，現有管式爐往往采用石英或剛玉作為爐管材料，抗熱震性能差，無法對爐管進行快速降溫操作。采用傳統液淬法實現試樣高溫淬火時，需要將試樣由高溫爐膛內取出進行淬火處理，存在安全隱患的同時，試樣表面在取放過程中也會出現降溫、氧化，影響實驗效果。

氣淬法以其無氧化、清潔高效的特點，成為目前最理想的快速淬火工藝。中國專利CN 209162140 U公開了一種基于多爐氣體管道的熱處理退火爐，通過在爐管內部設置惰性氣體進氣管及氣體噴口，對試樣進行快速氣體冷卻淬火。然而，該專利涉及的退火爐存在多方面缺點：1、退火爐爐體未設置氣體出口，通氣冷卻時爐管內部氣壓可能超過密封裝置承受極限，引發安全事故；2、當冷卻氣體流量較大時，沿氣體噴嘴方向形成的氣體射流可能令爐管局部冷卻速率超出承受極限，導致爐管斷裂；3、當前絕大多數管式爐爐管并沒有預留進氣通道，改造成本過高。

發明內容：

為解決上述技術及設備存在的問題，本發明提供了一種安全高效的管式爐負壓氣淬裝置，具體技術方案如下：

本發明設計的裝置為：包括不銹鋼法蘭盤、底托、進氣管與出氣管；

所述不銹鋼法蘭盤上設置有觀測窗及用于連通爐管內外氣體管路的進氣通道、出氣通道；所述底托固定在所述不銹鋼法蘭盤上，表面設有樣品臺。

進一步地，所述不銹鋼法蘭盤的尺寸與管式爐爐管相適應，通過螺紋或卡勾連接固定在爐管上，加熱過程中可保持爐管內氣密性良好。

進一步地，所述進氣通道在爐管外側設有氣體流量調節閥，通過閥門與氬氣源相連；所述出氣通道在爐管外側設有真空閥，通過閥門與真空泵相連。

進一步地，所述進氣管、出氣管與所述進氣通道、出氣通道間通過螺紋進行連接。

進一步地，所述進氣管與出氣管在樣品臺兩側呈對稱分布，且管口均設置在樣品臺中線上，與試樣保持同一高度。

進一步地，所述底托材質為耐熱石英或耐高溫不銹鋼，所述進氣管、出氣管材質為耐高溫不銹鋼。

本發明提供的管式爐負壓氣淬裝置具有以下有益效果：

(1)本發明設備簡單，操作方便，易于維護，可應用于不同型號/管徑的管式爐，且無需對管式爐爐體進行額外改造；同時負壓氣淬過程不會產生指向管壁的氣體射流，安全性較高。

(2)本發明所采用的負壓氣淬法冷卻強度遠高于常規冷卻方式，并可通過調節氬氣氣體流量、出口壓力等實驗變量，對試樣冷速進行調節，滿足不同材料、不同熱處理實驗工藝的需要。

附圖說明：

下面結合附圖和具體實施例對本專利作進一步描述。

附圖1為本發明一種管式爐氣淬裝置不銹鋼法蘭結構示意圖。