專利名稱：真空熱處理自動(dòng)控制爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱處理設(shè)備，具體地說，是涉及一種包含多個(gè)不同溫 度段的真空熱處理自動(dòng)控制爐床，其適用于在多個(gè)處理溫度下對(duì)材料 進(jìn)行各種熱處理工藝。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，在機(jī)械加工行業(yè)中，為了使材料具有所需要的力學(xué)性能、 物理性能和化學(xué)性能，除合理地選用材料和采取各種成形工藝外，熱 處理工藝往往是必不可少的。真空熱處理是將真空技術(shù)與熱處理技術(shù) 相結(jié)合的新型熱處理技術(shù)，即，熱處理工藝的全部和部分是在真空狀 態(tài)下進(jìn)行的，該處理工藝大大提高了熱處理的質(zhì)量。而且，該處理方 法可提高材料的機(jī)械性能和使用壽命，且可實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無 滲碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脫脂、除氣等作用，從而達(dá)到表 面光亮凈化的處理效果。
現(xiàn)有的真空熱處理設(shè)備的溫度段往往比較單一，如淬火爐、退火
爐的加熱室只能工作在高溫(600 ~ 1300度)下，不能用于回火(<700 度)；回火爐只能工作在低溫下(<700度)，不能用于淬火、退火。 現(xiàn)有情況下，企業(yè)若想滿足生產(chǎn)需要，則須將各種功能的真空爐配備 齊全，由此造成投資多、占用場(chǎng)地大的問題。更重要的是，對(duì)于需要 多道工序熱處理的材料工件，要換爐才能實(shí)現(xiàn)，由此使得操作不方便， 而且工序不能連續(xù)進(jìn)行。
另外，現(xiàn)有的大尺寸真空熱處理爐盡管容量大，能處理大尺寸的 零件，但其造價(jià)高，總能耗大。若將其用于小尺寸、中小批零件的熱 處理時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性會(huì)大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，其目的是提供一種包含多個(gè)不同 溫度段的新型真空熱處理自動(dòng)控制爐，它可在多個(gè)溫度段下進(jìn)行不同 的熱處理工藝，而且可以一爐多用，根據(jù)生產(chǎn)加工的需要處理大尺寸 零件或同時(shí)處理幾種不同處理溫度要求的小尺寸、小批零件。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種真空熱處理自動(dòng)控制爐，包括爐體、位于后爐門附近的真空 加熱室、位于前爐門處且可為真空加熱室送料的真空熱處理室、設(shè)置 在真空熱處理室和真空加熱室之間的保溫門和爐外的控制裝置。
其中，真空加熱室內(nèi)包括多個(gè)并列設(shè)置的爐床，每個(gè)爐床可設(shè)定 一個(gè)溫度^殳，所以多個(gè)爐床在真空加熱室內(nèi)可形成多個(gè)溫度段，而且 各溫度段的溫度可以通過控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，其溫度調(diào)節(jié)范圍為室 溫 2500"C
真空加熱室中設(shè)置有用于4企測(cè)真空加熱室內(nèi)部的溫度并將檢測(cè) 到的信息反饋給所述控制系統(tǒng)的溫度檢測(cè)裝置；在真空熱處理室中設(shè) 有安裝在熱處理平臺(tái)上的導(dǎo)軌上的輸送裝置；以及一個(gè)用于控制輸送 裝置左右水平移動(dòng)的移送系統(tǒng)。
每個(gè)爐床下方都分別有一個(gè)用于控制爐床的上升和下降過程的 升降系統(tǒng)，保溫門也配有升降裝置，而且爐床下的升降系統(tǒng)、熱處理 平臺(tái)的升降系統(tǒng)和輸送裝置的水平移送系統(tǒng)、以及保溫門的升降裝置 都由該控制系統(tǒng)控制
所述控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)。
爐床的運(yùn)動(dòng)有如下幾種方式分別獨(dú)立運(yùn)動(dòng)、兩個(gè)聯(lián)動(dòng)、多個(gè)聯(lián) 動(dòng)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，爐床的個(gè)數(shù)為三個(gè)。
所述溫度檢測(cè)裝置只包括一個(gè)溫度測(cè)量控制組件，它可為每個(gè)爐 床設(shè)定一個(gè)溫度l殳。
所述真空爐主要適用于淬火。
本發(fā)明提供的多溫材料真空熱處理自動(dòng)控制爐，其優(yōu)點(diǎn)在于 一 爐 多用，針對(duì)不同金屬材料、不同的處理溫度，可一次裝爐、 一次抽真空、分段加熱，縮短處理時(shí)間，節(jié)約能源；另外，還增大了大尺寸真 空熱處理設(shè)備的使用范圍，可大幅度減少固定資產(chǎn)的投資。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的真空熱處理自動(dòng)控制爐的主視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，真空熱處理自動(dòng)控制爐 主要包括爐體1、位于后爐門附近的真空加熱室2、沿物料運(yùn)送方向 位于真空加熱室上游且可為其送料的真空熱處理室3、設(shè)置在真空熱 處理室2和真空加熱室3之間的保溫門4以及安置在爐外的控制裝置 5,其中，爐體1為臥式圓筒結(jié)構(gòu)， 一端是后爐門6,另一端是前爐門。 真空加熱室2內(nèi)可以有多個(gè)熱處理溫度l殳，其溫度可以在室溫 2500。C之間的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，真空加熱室2中設(shè)置有多個(gè)用 于裝載需熱處理的金屬材料且并列設(shè)置的爐床8、 9、 10，放置于爐床 上的料篋19,用于運(yùn)輸料富19的輸送裝置11,以及裝于爐內(nèi)的溫度 檢測(cè)裝置20。
溫度檢測(cè)裝置20可檢測(cè)真空加熱室2內(nèi)部的溫度并反饋給爐外 的控制系統(tǒng)。該溫度檢測(cè)裝置20包括一個(gè)溫度測(cè)量控制組件，可為 每個(gè)爐床設(shè)定一個(gè)溫度段，而不同的溫度段中又可設(shè)置多個(gè)溫度測(cè)量 控制臺(tái)階。在本實(shí)施例中，處理不同溫度段的材料組最多數(shù)量為三個(gè)。
在爐床8、 9、 10下方都分別有一個(gè)用于控制爐床的上升和下降 過程的升降系統(tǒng)13、 14、 15。
真空熱處理室3中設(shè)置有熱處理平臺(tái)12、輸送裝置11及其升降 系統(tǒng)18和移送系統(tǒng)16等，其中，輸送裝置11安裝在熱處理平臺(tái)12 上的導(dǎo)軌上；移送系統(tǒng)16與輸送裝置11相連接，用于控制輸送裝置 11的左右水平移動(dòng)；升降系統(tǒng)18安裝在熱處理平臺(tái)12下方，用于控
6制熱處理平臺(tái)12及輸送裝置11的上下垂直運(yùn)動(dòng)。 保溫門4也配有升降裝置17。
此外，爐外有用于控制并調(diào)節(jié)爐內(nèi)各運(yùn)動(dòng)的PLC控制系統(tǒng)5。該 控制裝置5在接收到由溫度檢測(cè)裝置20檢測(cè)并反饋回的溫度信息之 后，可控制調(diào)節(jié)真空加熱室2中的熱處理溫度。另一方面，PLC控制 裝置5可設(shè)定各爐床所需溫度，并可以隨時(shí)進(jìn)行更改。另外，爐床下 的升降系統(tǒng)13、 14、 15、熱處理平臺(tái)12的升降系統(tǒng)18和輸送裝置 11的水平移送系統(tǒng)16以及保溫門的升降裝置17也都由所述PLC控制 系統(tǒng)5控制。
爐床的運(yùn)動(dòng)有如下幾種方式可分別獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，也可兩個(gè)聯(lián)動(dòng)、 多個(gè)聯(lián)動(dòng)等。這些運(yùn)動(dòng)方式都由PLC控制器來控制多個(gè)爐床進(jìn)行同步 或異步運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，真空熱處理自動(dòng)控制爐的真空加 熱室2中有三個(gè)爐床8、 9、 10,運(yùn)動(dòng)方式和裝料方式是按工件大小情 況選擇的，具體操作原理如下
將需要裝在爐床8、 9、 10上進(jìn)行熱處理的材料同時(shí)裝爐，且按 爐床8、 9、 IO的順序出爐。若有聯(lián)動(dòng)的情況，聯(lián)動(dòng)爐床組承載同一 個(gè)料筐，且像一個(gè)爐床一樣同時(shí)動(dòng)作，此時(shí)靠近保溫門4一端的聯(lián)動(dòng) 組先出料，靠近后爐門6—端的爐床后出料。
方式1:爐床8、 9聯(lián)動(dòng)，爐床10獨(dú)立。此種方式適用于有少量 高溫(如1200°C )熱處理材料，大量低溫(如800°C )熱處理材料的 情況下。此時(shí)，用小料筐裝高溫料工件將來放到爐床10，準(zhǔn)備最后取 出；用一個(gè)大料篋裝低溫料工件放在爐床8、 9的共同平面上準(zhǔn)備先 取出。
方式2:爐床8獨(dú)立，爐床9、 IO聯(lián)動(dòng)。此種方式適用于要熱處 理的材^1"的比例與方式1相反的情況，即高溫?zé)崽幚聿牧隙喽蜏責(zé)?處理材料少時(shí)。該工作方式下，大料筐裝高溫料工件放在爐床9、 10 上準(zhǔn)備后取出，小料篋裝低溫料工件放在爐床8上準(zhǔn)備最先取出。
方式3: 3個(gè)爐床運(yùn)動(dòng)分別獨(dú)立。此種方式適用于要熱處理的材料的品種多，零件較小的情況下。同一熱處理溫度的材料要放同一料
復(fù)，然后按照爐床10的溫度高而爐床8的溫度低的順序放在爐床上。 方式4:只有一種與該爐最大工作尺寸相同或接近的零件，則用 一個(gè)大料筐裝料。此時(shí)，3個(gè)爐床聯(lián)動(dòng)。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，3個(gè)爐床運(yùn)動(dòng)分別獨(dú)立。此時(shí)，真空爐 熱處理的工作流程如下
首先按工件情況選擇裝料及爐床運(yùn)動(dòng)方式，然后將物料裝入料筐 19并放到輸送裝置11上，隨后打開中間保溫門4,使輸送裝置11向 右運(yùn)動(dòng)，將物料送入真空加熱室2。此時(shí)，全部爐床上升，并從輸送 裝置11上取料。取料完畢后，輸送裝置11向左運(yùn)動(dòng)，退出加熱室2。 然后，關(guān)閉中間保溫門4，全部爐床下降，加熱室2開始加熱升溫。 在真空加熱室2達(dá)到低溫?zé)崽幚砹系臏囟炔匆蟊亟Y(jié)束時(shí)， 加熱室2停止加熱，然后爐床上升，中間保溫門4打開，接著輸送裝 置ll向右運(yùn)動(dòng)，直至爐床8停止，隨后取下爐床8上的低溫?zé)崽幚?料。輸送裝置11向左運(yùn)動(dòng)，將低溫?zé)崽幚砹线\(yùn)送至熱處理室3,最后 中間保溫門4關(guān)閉。
此時(shí)，熱處理室3對(duì)低溫料進(jìn)行處理，而真空加熱室2繼續(xù)升溫。 當(dāng)達(dá)到爐床9上的金屬材料所需的溫度并按要求保溫結(jié)束時(shí)，即達(dá)到 中溫?zé)崽幚砹系臏囟炔匆蟊亟Y(jié)束時(shí)，輸送裝置11從爐床9上 取出中溫?zé)崽幚砹希腿胂噜彽臒崽幚硎?進(jìn)行處理。
同樣，加熱室2繼續(xù)升溫至爐床IO上的金屬材料處理所需的溫度 后，輸送裝置11將裝載的金屬材料送入真空熱處理室3進(jìn)行處理。 以上工作流程均由PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。 以上工作流程控制還包括升溫速率控制和爐溫曲線控制。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該真空爐主要適用于淬火。 以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限 定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化， 仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種真空熱處理自動(dòng)控制爐，包括爐體(1)、位于后爐門(6)附近的真空加熱室(2)、位于前爐門處且可為真空加熱室(2)送料的真空熱處理室(3)、設(shè)置在所述真空熱處理室(3)和真空加熱室(2)之間的保溫門(4)和爐外的控制裝置(5)，其特征在于所述真空加熱室(2)內(nèi)包括多個(gè)并列設(shè)置的爐床(8、9、10)，所述多個(gè)爐床在所述真空加熱室(2)內(nèi)可形成多個(gè)溫度段，而且各所述溫度段的溫度可以通過所述控制裝置(5)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熱處理爐，其特征在于，所述多 個(gè)溫度段的溫度調(diào)節(jié)范圍為室溫 2500。C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱處理爐，其特征在于，所 述真空加熱室(2)中i更置有用于才企測(cè)真空加熱室(2)內(nèi)部的溫度 并將檢測(cè)到的信息反饋給所述控制系統(tǒng)(5 )的溫度檢測(cè)裝置(20 ); 在所述真空熱處理室(3)中設(shè)有安裝在熱處理平臺(tái)(12)上的導(dǎo)軌 上的輸送裝置(11);以及一個(gè)用于控制輸送裝置(11)左右水平 移動(dòng)的移送系統(tǒng)(16)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空熱處理爐，其特征在于，每個(gè)所 述爐床(8、 9、 10)下都分別有一個(gè)用于控制爐床的上升和下降過 程的升降系統(tǒng)(13、 l4、 15),所述保溫門(4)配有升降裝置(17), 而且所述升降系統(tǒng)(13、 14、 15)、所述真空熱處理室(3)中的升 降系統(tǒng)(18 )，所述水平移送系統(tǒng)(16 )以及所述升降裝置(H ) 都由所述控制系統(tǒng)(5)控制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空熱處理爐，其特征在于，所述控 制裝置(5)為PLC控制系統(tǒng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熱處理爐，其特征在于，所述爐 床(8、 9、 10)的運(yùn)動(dòng)有如下幾種方式分別獨(dú)立運(yùn)動(dòng)、兩個(gè)聯(lián)動(dòng)、 多個(gè)聯(lián)動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的真空熱處理爐，其特征在于，所述爐床(8、 9、 10)的個(gè)數(shù)為三個(gè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空熱處理爐，其特征在于，所述溫 度檢測(cè)裝置(20)包括一個(gè)溫度測(cè)量控制組件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熱處理爐，其特征在于，所述真空 爐主要適用于淬火。
全文摘要
一種真空熱處理自動(dòng)控制爐，主要包括爐體、真空加熱室、真空熱處理室、保溫門和爐外的控制裝置等。真空加熱室內(nèi)有多個(gè)溫度段，其溫度調(diào)節(jié)范圍為室溫～2500℃。加熱室中置有并列的多個(gè)爐床，可進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，也可兩個(gè)或多個(gè)聯(lián)動(dòng)等；控制裝置為PLC控制系統(tǒng)，控制爐床和保溫門的升降裝置、輸送裝置的移送系統(tǒng)以及溫度檢測(cè)裝置等。其中溫度檢測(cè)裝置一組溫度測(cè)量控制組件。本發(fā)明提供的真空熱處理爐可在多個(gè)溫度段下進(jìn)行不同的熱處理工藝，而且可以一爐多用，根據(jù)生產(chǎn)加工的需要處理大尺寸零件或同時(shí)處理有不同溫度要求的小尺寸、小批零件。
文檔編號(hào)C21D1/773GK101440423SQ20081018322
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者丁東勝, 李初春 申請(qǐng)人:丁東勝