專利名稱：真空氫氣保護(hù)熱處理爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種清潔型光亮熱處理爐，屬于熱處理領(lǐng)域，具體涉及一種集真空爐與氫氣爐的特點(diǎn)于一身的獨(dú)特技術(shù)裝備。
·············(1)此時(shí)爐內(nèi)氧分壓低于金屬氧化物(MeO)的分解壓時(shí)，金屬表面氧化物分解，金屬被凈化，但過低的壓力(過高的真空度)會導(dǎo)致合金中所含蒸汽壓較高的元素先行蒸發(fā)，即出現(xiàn)所謂“選擇蒸發(fā)”的缺點(diǎn)。另外，有些合金還苛刻地要求盡量多地脫去合金中的C及N、S等其他雜質(zhì)。這是真空熱處理爐作不到的，而氫氣爐卻能作到，其凈化的機(jī)理，如下列(2)式、(3)式、(4)式(5)式。其中(2)式脫多余的碳，(3)式脫氧，(4)式脫氮，(5)式脫硫。
…………(2)…………(3)…………(4)…………(5)
從該凈化機(jī)理看，氫氣爐屬強(qiáng)還原性氣氛，這對進(jìn)一步凈化及獲得表面光亮的金屬及合金是極有利的。但是，氫氣爐處理的缺點(diǎn)是被處理的金屬與合金易出現(xiàn)“滲氫”現(xiàn)象。而且氫氣爐以氫氣趕空氣，不安全，加熱易出危險(xiǎn)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種真空氫氣保護(hù)熱處理爐，包括真空爐及氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)，真空爐的爐殼內(nèi)部裝有金屬爐膽，氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)安裝在爐體上，由壓力表、閥DF3和氮?dú)膺M(jìn)氣管組成，在爐體上裝有氫氣的送入、排出裝置，整個(gè)裝置由自動控制系統(tǒng)控制。
在本實(shí)用新型的爐殼上裝有安全閥。
本實(shí)用新型中的氫氣的送入、排出裝置能在自動控制系統(tǒng)的控制下，在工作溫度自動送入和排出1個(gè)大氣壓的流動氫氣、＜1個(gè)大氣壓的微量氫氣。
由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型熱處理爐是在真空爐的結(jié)構(gòu)上，增加了能自動控制的氫氣的送入、排出裝置，因而可在工作溫度下送入≤1個(gè)大氣壓的氫氣，使該熱處理爐擁有強(qiáng)還原氣氛，實(shí)現(xiàn)金屬與合金的真空氫氣保護(hù)熱處理，獲得優(yōu)異性能和光亮的表面。當(dāng)送氣階段結(jié)束后，又可迅速恢復(fù)到真空爐特點(diǎn)，防止合金“滲氫”現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的有益效果是①集真空爐與氫氣爐于一身，既保留了真空爐的功能與特點(diǎn)，又可實(shí)現(xiàn)氫氣爐的強(qiáng)還原氣氛，有利于盡量多地脫去合金中的雜質(zhì)，進(jìn)一步凈化及獲得表面光亮的金屬及合金。②本實(shí)用新型可避免在氫氣爐中出現(xiàn)的“滲氫”現(xiàn)象發(fā)生。③本實(shí)用新型是在真空爐用真空泵抽真空后再充入氫氣，因此操作安全，不會發(fā)生危險(xiǎn)。本實(shí)用新型所設(shè)有的安全閥和氮?dú)庵脫Q裝置可確保裝備的安全。④本實(shí)用新型熱處理爐可廣泛用于金屬與合金的退火、固溶、時(shí)效、氣淬等熱處理，尤其是對“中”、“高”檔的工業(yè)純鐵或各種其它類別磁性材料需要?dú)錃獗Ｗo(hù)退火時(shí)，可以收到“一石二鳥”之功效。
在爐體上還裝有氫氣的送入、排出裝置，該氫氣的送入、排出裝置包括氫氣進(jìn)氣管2及氫氣排氣管5。氫氣進(jìn)氣管2和安全閥4分別安裝在爐殼頂部，并通過閥DF1、閥DF2及閥DF4與爐體9相連，控制開關(guān)和通氣量。其中閥DF2通氣量為常量1個(gè)大氣壓的流動氫氣，閥DF1通氣量為＜個(gè)大氣壓的微量氫氣，氫氣流量計(jì)7安裝在閥DF1之后。氫氣排氣管5安裝在爐殼底部，并與冷卻器8、閥DF5及閥DF6相連，控制開關(guān)和排氣量。冷卻器8安裝在氫氣排氣管5之后，氫氣先經(jīng)冷卻器冷卻后再排出。整個(gè)裝置由自動控制系統(tǒng)控制。
本實(shí)用新型真空氫氣保護(hù)熱處理爐的工作過程如下以送入常壓流動氫氣為例被處理工件進(jìn)入真空爐后，室溫下排氣至10-3～10-4Pa，按圖3所示工藝升溫，升至500℃待壓力穩(wěn)定后可開始送入氫氣，打開閥DF2、閥DF4，氫氣經(jīng)氫氣進(jìn)氣管2送入爐內(nèi)，從壓力表6可知，當(dāng)壓力達(dá)到常壓時(shí)，閥DF5、閥DF6打開，氫氣由爐內(nèi)經(jīng)冷卻器8被排出爐外并點(diǎn)燃。在通流動氫的狀態(tài)下，溫度經(jīng)由500℃～1050℃并在1050℃保持3h后，打開閥DF3，關(guān)閥DF2、閥DF4，停止送氫，并用氮?dú)庵脫Q殘余氫氣，點(diǎn)燃的氫氣熄火后，關(guān)閥DF5、閥DF6，再關(guān)閥DF3停止往爐內(nèi)送氮。這時(shí)，真空爐原配真空系統(tǒng)(圖中未繪出)啟動，排出爐內(nèi)剩余氮?dú)獠⒅敝?0-3～10-4Pa，并在1050℃保溫1h除氫，保溫結(jié)束后降溫至300℃充氮?dú)饫鋮s至室溫出爐。
以上過程均可實(shí)現(xiàn)自動控制。
若是送入負(fù)壓微量氫氣，則從閥DF1經(jīng)氫氣流量計(jì)、閥4進(jìn)入爐內(nèi)，排氣則使用真空爐原配真空系統(tǒng)(圖中未繪出)。
權(quán)利要求1.一種真空氫氣保護(hù)熱處理爐，包括真空爐及氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)，真空爐的爐殼內(nèi)部裝有金屬爐膽(1)，氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)安裝在爐體上，由壓力表(6)、閥DF3和氮?dú)膺M(jìn)氣管(3)組成，其特征在于在爐體上裝有氫氣的送入、排出裝置，整個(gè)裝置由自動控制系統(tǒng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空氫氣保護(hù)熱處理爐，其特征在于所述的氫氣的送入、排出裝置包括氫氣進(jìn)氣管(2)及氫氣排氣管(5)，氫氣進(jìn)氣管(2)安裝在爐殼頂部，并通過閥DF1、閥DF2及閥DF4與爐體相連；氫氣排氣管(5)安裝在爐殼底部，并與冷卻器(8)、閥DF5及閥DF6相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空氫氣保護(hù)熱處理爐，其特征在于在爐殼上裝有安全閥(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空氫氣保護(hù)熱處理爐，其特征在于所述的氫氣的送入、排出裝置在自動控制系統(tǒng)的控制下，能在工作溫度自動送入和排出1個(gè)大氣壓的流動氫氣、＜1個(gè)大氣壓的微量氫氣。
專利摘要一種真空氫氣保護(hù)熱處理爐，包括擁有金屬膽的真空爐，氫氣的送、排氣系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)，該熱處理爐集真空爐與氫氣爐的特點(diǎn)于一身，除具有真空爐的功能外，還可在工作溫度送入氫氣(≤1個(gè)大氣壓)，實(shí)現(xiàn)氫氣保護(hù)加熱，加熱結(jié)束后，可迅速恢復(fù)到真空狀態(tài)，防止被處理金屬及合金出現(xiàn)“滲氫”現(xiàn)象。安全閥和氮?dú)庵脫Q裝置確保裝備安全?？捎脕韺饘偌昂辖疬M(jìn)行退火、固溶、時(shí)效、氣淬等處理。
文檔編號C21D1/74GK2525099SQ0220529
公開日2002年12月11日 申請日期2002年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月12日
發(fā)明者宋家奇, 周有臣, 劉文瑛, 王學(xué)敏, 叢培武 申請人:北京機(jī)電研究所