專利名稱：萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐，屬于電加熱熱處理設(shè)備。
機(jī)械、電子、電器、儀表行業(yè)進(jìn)行中，小型工模具、零件、沖壓件的熱處理，必須具備必不可少的熱處理設(shè)備。根據(jù)市場(chǎng)的需求，工件熱處理時(shí)間要求緊，質(zhì)量要求高，批量小、品種多，熱處理項(xiàng)目多。采用常規(guī)設(shè)備難以保證質(zhì)量，且成本高、能耗大。如采用專用設(shè)備，如網(wǎng)帶爐或震底爐，投資太大，利用率太低，直接影響工廠的效益。
鋼材加工件在氧化性環(huán)境下加熱，由于氧和鋼中碳的親和力大于鋼中鐵的親和力，使鋼材表面的含碳量逐漸減少，這種脫碳的速度隨著溫度與加熱氣氛的氧化程度而增加，從而造成鋼材表面軟化等不良后果。在已有技術(shù)中采用的無氧化加熱設(shè)備，一般用保護(hù)氣氛發(fā)生器保護(hù)氣氛，通入密封的淬火爐中，保護(hù)加熱中的工件不氧化脫碳，但是這種設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜和造價(jià)昂貴。
中國(guó)實(shí)用新型專利CN86209673U公開了一種“新型無氧化加熱箱式熱處理爐”，其保護(hù)氣氛發(fā)生器和爐子合為一體，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。但是1、該熱處理爐除需滴注甲醇外還需通入工業(yè)氮?dú)夂鸵夯蜌猓黾恿速M(fèi)用和設(shè)備。
2、加熱甲醇低溫裂解的排氣管廢氣溫度是靠爐頂上的節(jié)流閥和爐下空氣供入管閥門來調(diào)節(jié)控制的。當(dāng)爐溫升降變化時(shí)，操作繁忙不便。
3、該熱處理爐爐內(nèi)耐火爐襯保溫材料為多孔結(jié)構(gòu)。停爐時(shí)飽吸了大量空氣，開爐后空氣不易排出，致使要耗費(fèi)大量能源來排氣和延長(zhǎng)排氣時(shí)間，又會(huì)影響無氧化加熱的質(zhì)量。
4、該熱處理爐的爐襯與電熱絲直接接觸含碳保護(hù)氣氛會(huì)很快地?fù)p壞。
本實(shí)用新型的目的是避免現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、操作安全簡(jiǎn)便、節(jié)能、能進(jìn)行光潔淬火、光亮淬火、滲碳、碳氮共滲、光潔回火、退火以及氮化處理的萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐。
本實(shí)用新型的任務(wù)是通過下列技術(shù)措施來完成的。


圖1所示的本實(shí)用新型由爐殼、爐門、視孔管、排氣管、鉸鏈、平衡杠桿、閥門、液桶、液管、熱電偶、催化劑匣、耐火爐芯、爐罐、保溫層、電氣控制系統(tǒng)、附件柜、緊固件、熱電偶密封裝置和液管連接器組成。
耐火爐芯系全碳化硅四面開槽貫通型，螺旋狀電熱絲穿在槽內(nèi)，耐火爐芯內(nèi)有一個(gè)長(zhǎng)方管式耐熱鋼爐罐，工件即在其中加熱。爐殼上部的內(nèi)盛有機(jī)溶劑的液桶、與之相接的液管、兩個(gè)閥門和爐罐中內(nèi)裝金屬鹽催化劑的催化劑匣組成爐內(nèi)氣氛發(fā)生器。液桶內(nèi)的有機(jī)溶液通過閥門和液管滴入爐罐中的催化劑匣內(nèi)，其金屬鹽催化劑把滴液迅速裂解成可控氣氛，保護(hù)工件不氧化脫碳或進(jìn)行滲碳、碳氮共滲。
爐罐口裝有帶平衡杠桿和密封圈的自重密封爐門(見圖2)。由平衡杠桿開啟或關(guān)閉壓緊爐門。爐門上設(shè)有視孔管，其上有排氣管，視孔管端部裝有帶石英玻璃容器的視孔蓋。視孔管石英玻璃窗口用作窺視爐內(nèi)火色。點(diǎn)燃排氣管可消除廢氣污染。視孔管可方便地?fù)Q裝上氮化用的直通塞或光潔退火、回火用的恒壓安全塞。旋松爐門鉸鏈上的緊固件可卸下平衡杠桿及爐門，裝上光亮淬火爐口。
光亮淬火爐口是不銹鋼三通長(zhǎng)方管式爐口(見圖3)，用緊固件中間墊法蘭固定在爐罐口，其前端為進(jìn)料口，其下端為落料口。光亮淬火爐口的進(jìn)料口底部?jī)?nèi)的火簾管、及其下面的、落料口外壁上的接盤和聯(lián)接火簾管和閥門的液管組成保護(hù)氣氛火封裝置。由于火簾管緊貼在光亮淬火落料口管壁上，利用管壁之余熱使由液管滴入的滴液汽化，點(diǎn)燃烘熱的火簾管，其噴火封住進(jìn)料口，使空氣不得進(jìn)入爐罐保護(hù)罐氣氛。接盤用作接收火簾未點(diǎn)燃前的滴液。
直通塞是一頭為外螺紋管，另一頭為圓錐管、中間有凸肩的管形直通塞。(見圖4)。旋下視孔管上的視孔蓋，取下石英玻璃，裝上直通塞，再旋上視孔蓋，使視孔管的內(nèi)圓錐與直通塞的外圓錐密封結(jié)合，而另一頭的螺紋口在氮化時(shí)可接上氮化排氣管。凸肩使直通塞壓緊在視孔管上。
用上述方法可裝上恒壓安全塞(見圖5)作光潔回火、退火用。恒壓安全塞有一凸肩使其壓緊視孔管，其塞口內(nèi)前半部為帶外螺紋的大孔，其后半部為小孔。大孔內(nèi)裝有鋼珠、彈簧、螺釘和橫孔。當(dāng)爐內(nèi)氣壓力超過安全壓力時(shí)，會(huì)頂出鋼珠排氣降壓；當(dāng)達(dá)到安全壓力或低壓時(shí)，彈簧使鋼珠復(fù)位，不使空氣侵入。螺釘用作頂緊彈簧和調(diào)節(jié)壓力。
熱電偶密封裝置(見圖6)由密封體、石棉繩、內(nèi)法蘭和密封帽組成。熱電偶經(jīng)密封體和后蓋插入爐罐后，密封口填石棉繩用密封帽旋緊密封不致漏氣。
爐罐后蓋中部設(shè)有液管連接器(見圖6)，它由接頭體、液管、接頭帽和液管頭組成。接頭體一端的液管經(jīng)后蓋伸入催化劑匣，后蓋上的另一端有外螺紋和內(nèi)錐體，液管頭用接頭帽旋在接頭體上，滴液從液桶、經(jīng)液管和連接器滴入催化劑匣內(nèi)。如用作氮化時(shí)可將液管頭和接頭帽旋下，旋上氨管即可。
電氣控制系統(tǒng)裝在爐中部和抽斗內(nèi)，爐下部為工具附件柜。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型不需要另外設(shè)置可控氣氛發(fā)生裝置，有機(jī)液直接滴入爐內(nèi)催化劑匣內(nèi)裂解成可控氣氛，催化裂解溫度是工件淬火之溫度，降低了造價(jià)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而效果優(yōu)良。
2、本實(shí)用新型是一種多用途的熱處理電阻爐，可以進(jìn)行光潔淬火、光亮淬火、滲碳、氮碳共滲、光潔回火、光潔退火和氮化處理，其原理是爐罐與爐門具有良好的密封性，而有機(jī)滴液在催化劑匣內(nèi)裂解成不同碳勢(shì)的氣氛或含氮碳?xì)夥?，保護(hù)爐罐內(nèi)加熱工件不氧化、脫碳或滲碳，氮碳共滲。能按用途方便地裝卸拆爐門、爐口及兩種塞直通塞和恒壓安全塞，使其具有上述之各種用途。
3、本實(shí)用新型具有良好的節(jié)能性和爐溫均勻性，使用溫度高于中溫電阻爐50～100℃，拓寬了應(yīng)用范圍。其原理是整體四面開槽、貫通型全碳化硅爐芯能輻射遠(yuǎn)紅外線，碳化硅遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率ε＝0.9以上，長(zhǎng)方管式爐罐縮短了熱輻射的距離，克服了無氧化加熱因工件黑度低而加熱速度低的缺點(diǎn)。又因碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)較高(18－9.0×10－3tp)，使?fàn)t罐前后溫度一致、爐齡長(zhǎng)、爐溫均勻，并使電熱絲溫度只比爐溫高50℃左右(已有技術(shù)高150～200℃)，故提高了爐子的使用溫度。使用了催化劑裂解氣氛，碳黑少，活性高，滲碳、氮碳共滲速度高，故節(jié)能效果好。
4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作安全、制造成本低，其原理是爐子與氣氛發(fā)生器一體化，電氣控制系統(tǒng)和工具柜、爐子一體化，節(jié)約了鋼材。爐門爐口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能齊全。熱電偶插入爐罐，用螺紋石棉裝置密封，既不漏氣，又能直接反映爐內(nèi)溫度(一般電阻爐的熱電偶是插在爐罐外部的)。爐罐接地并且永不接觸電熱絲，故十分安全。爐門視孔管上的排氣管具有窺視和排氣兩個(gè)作用，點(diǎn)燃廢氣不污染環(huán)境。
附圖圖面說明
圖1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、本實(shí)用新型的爐門和爐口結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3、光亮淬火爐口結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4、直通塞結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、恒壓安全塞結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6、爐罐后部熱電偶密封裝置及液管連接器結(jié)構(gòu)示意圖。
以下本實(shí)用新型將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行詳述。
本實(shí)用新型由爐殼1、爐門2、視孔管3、排氣管4、鉸鏈5、平衡杠桿6、閥門(8、9、11和12)液桶10、液管(7和13)、熱電偶14、催化劑匣15、耐火爐芯16、爐罐17、保溫層18、電氣控制系統(tǒng)19、附件柜20、緊固件(20和26)、熱電偶密封裝置54和液管連接器55組成。
本實(shí)用新型的發(fā)熱體是ocr25A15電熱絲，串入遠(yuǎn)紅外開槽碳化硅耐火爐芯16，硅酸鋁作主保溫材料，硅藻土磚作支承保溫輔材，爐罐用1Cr18Ni9Ti鋼板焊制成低、窄、長(zhǎng)方管形。工件即在其中加熱。電氣控制系統(tǒng)19裝在爐殼1中部，其下面為附件柜20。
爐殼1上部的內(nèi)盛有機(jī)溶劑的液桶10、與之相接的液管13、閥門(11和12)和爐罐17中內(nèi)裝金屬鹽催化劑的催化劑匣15組成爐內(nèi)氣氛發(fā)生器。
爐罐17口裝有帶平衡杠桿6和密封圈21的自重密封爐門2(圖2)，由平衡杠桿6開啟或關(guān)閉壓緊爐門2。爐門2上設(shè)有視孔管3，其上有排氣管4，視孔管3端部裝有帶石英玻璃窗口25的視孔蓋24。視孔管3上可換裝直通塞34或恒壓安全塞39，拆下爐門2可裝上光亮淬火爐口23。
光亮淬火爐口23是不銹鋼三通長(zhǎng)方管式爐口(圖3)，用緊固件22中間墊法蘭28固定在爐罐17口，其前端為進(jìn)料口30，其下端為落料口33。光亮淬火爐口23的進(jìn)料口30底部?jī)?nèi)的火簾管31、及其下面的、落料口33外壁上的接盤32和聯(lián)接火簾管31和閥門8的液管7組成保護(hù)氣氛火封裝置。
直通塞34(圖4)是一頭為外螺紋管29、另一頭為圓錐管48、中間有凸肩49的管形直通塞。恒壓安全塞39(圖5)的塞口內(nèi)前半部為帶外螺紋的大孔50，其后半部為小孔51。大孔50內(nèi)裝有鋼珠37、彈簧36、螺釘35和橫孔38。
熱電偶14(圖6)由后蓋44插入爐罐17內(nèi)，用熱電偶密封裝置54密封。它由密封體40、石棉繩42、內(nèi)法蘭43和密封帽41組成。
滴液從液桶10經(jīng)液管13和液管連接器55進(jìn)入催化劑匣15。液管連接器55由接頭體45、液管53、接頭帽46和液管頭47組成。接頭體45一端的液管53經(jīng)后蓋44伸入催化劑匣15內(nèi)，后蓋44上的另一端有外螺紋和內(nèi)錐孔，液管頭47用接頭帽46旋在接頭體45上。
1、光潔淬火液桶10內(nèi)加注按淬火鋼種碳勢(shì)而配制的滴液，爐子升溫至淬火溫度，開滴液閥門11，調(diào)節(jié)滴液針閥12，滴液使催化劑匣15內(nèi)產(chǎn)生保護(hù)氣氛，排氣2～3分鐘，裝入工件，1分鐘后點(diǎn)燃爐門2的排氣管4，待保溫后即出爐淬火，此工件在爐內(nèi)受氣氛保護(hù)，不氧化脫碳，出爐時(shí)與空氣瞬時(shí)接觸，工件有氧化色，無氧化皮，工件光潔。
2、滲碳、氮碳共滲液桶內(nèi)加滲碳液或氮碳共滲液，按光潔淬火程序操作，由于催化劑的活化作用，使?jié)B碳或氮碳共滲較迅速(0.3～0.4毫米／小時(shí))。
3、光潔退火爐子升溫至退火溫度，滴液排氣后裝入退火工件，點(diǎn)燃排氣管4后，按工藝規(guī)程保溫，然后關(guān)滴液閥門11，旋下視孔蓋24，裝上恒壓安全塞39，擰緊爐門2緊固件22，斷電隨爐降溫，其退火件光潔無氧化脫碳。
4、光潔回火爐門2視孔管3裝上恒壓安全塞39，爐子升溫至回火溫度，用定量勺裝滿酒精并點(diǎn)燃倒入爐罐17中，裝入工件，關(guān)閉爐門2，擰緊爐門2的緊固件22，進(jìn)行回火。工件回火后光潔無氧化現(xiàn)象。
5、氮化處理爐門2的視孔管3上裝直通塞，裝入工件，關(guān)閉爐門2，擰緊緊固件22，從爐子爐罐17后蓋44上的液管接頭體45上旋下液管帽46，接上為氮化處理配備的氨柜氨氣管，即可進(jìn)行氮化操作。
6、光亮淬火擰松爐門鉸鏈5的緊固件26(圖2)，拔出平衡杠桿6卸下爐門2，裝上淬火爐口23(圖3)，擰緊緊固件22，火簾管31與液管7接通，并使落料口33浸入油槽油面下20～50毫米。爐子升溫至淬火溫度，打開滴液閥門11和針閥12，調(diào)好滴量，排氣，打開閥門9和針閥8，點(diǎn)燃火簾，調(diào)整針閥8之滴量，使火簾剛好封住進(jìn)料口30，裝入工件加熱，經(jīng)保溫后，工件出爐經(jīng)落料口33落入油槽內(nèi)淬火，淬火后的工件光亮如新。
權(quán)利要求1.一種萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐，屬于電加熱熱處理設(shè)備，由爐殼1、爐門2、視孔管3、排氣管4、鉸鏈5、平衡杠桿6、閥門(8、9、11和12)、液桶10、液管(7和13)、熱電偶14、耐火爐芯16、爐罐17、保溫層18、電氣控制系統(tǒng)19、附件柜20和緊固件(22和26)組成，其特征是爐殼1上部的內(nèi)盛有機(jī)溶劑的液桶10、與之相接的液管13、閥門(11和12)和爐罐17中內(nèi)裝金屬鹽催化劑的催化劑匣15組成爐內(nèi)氣氛發(fā)生器；耐火爐芯16是全碳化硅四面開槽貫通型，螺旋狀電熱絲27穿在槽內(nèi)，耐火爐芯16內(nèi)有一個(gè)長(zhǎng)方管式耐熱鋼爐罐17；爐罐17口部裝有帶平衡杠桿6和密封圈21的爐門2，卸下平衡杠桿6和爐門2可裝上光亮淬火爐口23；爐門2上裝有視孔管3，其上有帶石英玻璃窗口25的視孔蓋24和排氣管4，取下石英玻璃窗口25，視孔管3可裝入直通塞34或恒壓安全塞39。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐，其特征是光亮淬火爐口23是不銹鋼三通長(zhǎng)方管式爐口，用緊固件22中間墊法蘭28固定在爐膛17口部，其前端為進(jìn)料口30，下端為落料口33，光亮淬火爐口33的進(jìn)料口30底部?jī)?nèi)的火簾管31、在其下面的、落料口33外壁上的接盤32和聯(lián)接火簾管31和閥門8的液管7組成保護(hù)氣氛火封裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐，其特征是直通塞34是一頭為外螺紋管29，另一頭為圓錐管48、中間有凸肩49的管形直通塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐，其特征是恒壓安全塞39有一個(gè)凸肩52，其塞口內(nèi)前半部為帶外螺紋的大孔50，其后半部為小孔51，大孔50內(nèi)裝有鋼珠37、彈簧36、螺釘35和橫孔38。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐，其特征是爐罐17后蓋44上裝有熱電偶密封裝置54，由密封體40、石棉繩42、內(nèi)法蘭43和密封帽41組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐，其特征是爐罐17后蓋44中部裝有液管連接器55，由連接液管13的接頭體45、液管53、接頭帽46和液管頭47組成，接頭體45一端的液管53經(jīng)后蓋44伸入催化劑匣15內(nèi)，后蓋44上的另一端有外螺紋和內(nèi)錐孔，液管頭47用接頭帽46旋在接頭體45上。
專利摘要一種萬(wàn)能無氧化箱式電阻爐，屬于電加熱熱處理設(shè)備。本實(shí)用新型采用能輻射遠(yuǎn)紅外線的全碳化硅耐火爐芯，克服了無氧化加熱因工件黑度低而加熱速度低的缺點(diǎn)。爐子和氣氛發(fā)生器合為一體，使用催化劑裂解氣氛，炭黑少活性高，具有光亮淬火爐口、保護(hù)氣氛火封裝置、熱電偶密封裝置、直通塞和恒壓安全塞。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、操作安全簡(jiǎn)便、節(jié)能，可進(jìn)行光潔淬火、光亮淬火、滲碳、碳氮共滲、光潔回火、退火及氮化處理。
文檔編號(hào)F27D11/00GK2127486SQ9221336
公開日1993年2月24日 申請(qǐng)日期1992年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月6日
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