專利名稱：用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法及其所用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件熱處理的方法及其所用設(shè)備，尤其涉及一種用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法及其所用設(shè)備。
背景技術(shù)：
眾所周知，機(jī)械零件通過(guò)表面化學(xué)熱處理(滲碳，滲氮，碳、氮共滲等)進(jìn)行改性，可以獲得所需要的性能，如高硬度，高耐磨性，抗咬合性能等。滲碳(包括碳、氮共滲)是其中一種典型的、應(yīng)用范圍廣的表面化學(xué)熱處理工藝。機(jī)械零件(如齒輪)通過(guò)滲碳淬火處理，不但具有高的表面硬度和耐磨性，且其疲 勞壽命大幅度增加。零件典型的滲碳淬火過(guò)程如下裝爐升溫一強(qiáng)滲一擴(kuò)散一降溫緩冷+重新加熱保溫一淬火冷卻+低溫回火。目前，零件的滲碳淬火處理采用的設(shè)備主要分為兩類(1)周期爐，(2)連續(xù)爐。周期爐生產(chǎn)是將一批零件通過(guò)一個(gè)料盤(pán)裝入爐中，按“升溫一保溫一冷卻”的工藝過(guò)程運(yùn)行一個(gè)熱處理周期后出爐，然后再裝爐處理第二批零件。典型的爐型有井式爐滲碳系統(tǒng)、箱式多用爐滲碳系統(tǒng)。該兩種爐型占據(jù)滲碳淬火爐型的80%以上。連續(xù)爐生產(chǎn)是將零件裝在料盤(pán)中，多個(gè)料盤(pán)在連續(xù)爐中運(yùn)行，零件在爐中運(yùn)行一個(gè)所需要的工藝過(guò)程后出爐。其特點(diǎn)是連續(xù)生產(chǎn)，特別適合批量零件的處理。此類爐型有可控氣氛網(wǎng)帶爐、可控氣氛棍底爐、可控氣氛推盤(pán)爐、可控氣氛環(huán)形爐等。上述所有的滲碳爐型處理零件時(shí)，存在一個(gè)共同的弊端滲碳層深度有較大差別的零件不能同爐進(jìn)行熱處理，不同鋼種的零件不能同爐進(jìn)行熱處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法，克服了現(xiàn)有周期爐或者循環(huán)爐不能同爐進(jìn)行熱處理滲碳層深度有較大差別的零件或者不同鋼種的零件的缺陷。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法，包括以下操作過(guò)程送料，待處理工件裝入放置在生產(chǎn)車間的空料盤(pán)內(nèi)，通過(guò)車間的料盤(pán)輸送機(jī)構(gòu)將裝好工件的料盤(pán)放在上料臺(tái)上，隨后轉(zhuǎn)移至上料儲(chǔ)料臺(tái)中，所述上料儲(chǔ)料臺(tái)上的料盤(pán)檢測(cè)裝置對(duì)料盤(pán)實(shí)行檢測(cè)、跟蹤；前清洗，上料儲(chǔ)料臺(tái)上的料盤(pán)檢測(cè)裝置檢測(cè)到料盤(pán)，啟動(dòng)料盤(pán)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)將料盤(pán)傳輸至前清洗機(jī)中通過(guò)堿液、清水進(jìn)行清洗；所述前清洗分2個(gè)工位，即堿水浸洗清洗，熱水噴淋清洗。預(yù)氧化，清洗后的工件經(jīng)過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)送至預(yù)氧化爐內(nèi)；所述預(yù)氧化爐共有5個(gè)料盤(pán)位，分2區(qū)加熱和控制。加熱，完成預(yù)氧化的工件由傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至底進(jìn)料換氣室，工件停留一個(gè)周期的節(jié)拍時(shí)間進(jìn)行換氣，再轉(zhuǎn)移至加熱爐內(nèi)，將工件加熱至滲碳要求的溫度；所述加熱爐加熱爐有5個(gè)料盤(pán)位置，分2區(qū)加熱和控制。滲碳，料盤(pán)經(jīng)過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到環(huán)形轉(zhuǎn)底滲碳爐中，通過(guò)設(shè)置不同的滲碳時(shí)間，從而完成相同可控氣氛下的不同層深的滲碳要求；所述轉(zhuǎn)底滲碳爐內(nèi)設(shè)置有多個(gè)料盤(pán)工位，工位的多少可以根據(jù)所需處理工件滲碳的時(shí)間及轉(zhuǎn)底滲碳爐底盤(pán)的大小進(jìn)行確定，如10至20個(gè)。當(dāng)工件所需要的滲碳時(shí)間大于料盤(pán)在轉(zhuǎn)底滲碳爐的底盤(pán)上的工位停留的時(shí)間時(shí)，料盤(pán)檢測(cè)裝置輸送料盤(pán)信號(hào)至PLC模塊并通過(guò)控制系統(tǒng)控制料盤(pán)進(jìn)行下一個(gè)工藝步驟；擴(kuò)散，達(dá)到工件設(shè)定的強(qiáng)滲工藝時(shí)間后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐，轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐按照設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)散；所述轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐上設(shè)置有多個(gè)料盤(pán)工位，工位 的多少可以根據(jù)所需處理工件滲碳的時(shí)間及轉(zhuǎn)底滲碳爐底盤(pán)的大小進(jìn)行確定，如5至15個(gè)；所述轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐內(nèi)設(shè)置有多個(gè)料盤(pán)工位。當(dāng)工件所需要的滲碳時(shí)間大于料盤(pán)在轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐的底盤(pán)上的工位停留的時(shí)間時(shí)，料盤(pán)檢測(cè)裝置輸送料盤(pán)信號(hào)至PLC模塊并通過(guò)控制系統(tǒng)控制料盤(pán)進(jìn)行下一個(gè)工藝步驟；降溫，達(dá)到工件設(shè)定的擴(kuò)散工藝時(shí)間后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火降溫爐內(nèi)進(jìn)行降溫；保溫，由淬火降溫爐內(nèi)的傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火保溫室內(nèi)進(jìn)行保溫；淬火，工件經(jīng)淬火保溫室內(nèi)的傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火油槽的升降臺(tái)，通過(guò)所述升降臺(tái)浸入到淬火油中進(jìn)行淬火冷卻，保持一定時(shí)間后完成淬火過(guò)程；后清洗，通過(guò)堿液清洗、清水清洗后烘干；所述后清洗通過(guò)式單室清洗機(jī)分為堿液清洗、清水清洗和烘干3個(gè)工位。工件在每I個(gè)工位上均停留一個(gè)周期的時(shí)間，料盤(pán)等距離的移動(dòng)依靠輸送機(jī)構(gòu)完成。回火，通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)將料盤(pán)推送至推桿式回火爐對(duì)工件進(jìn)行低溫回火；風(fēng)冷，工件回火后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到風(fēng)冷臺(tái)上進(jìn)行風(fēng)冷卻；卸料儲(chǔ)料，將經(jīng)過(guò)風(fēng)冷的工件經(jīng)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至卸料儲(chǔ)料臺(tái)上。上述步驟的中的裝置獨(dú)立實(shí)現(xiàn)個(gè)工藝參數(shù)，所述傳輸機(jī)構(gòu)包括料車、推桿及鏈傳
動(dòng)裝置。本發(fā)明的有益效果是在熱處理工藝中，通過(guò)獨(dú)立的強(qiáng)滲室與擴(kuò)散室將滲碳工藝中的強(qiáng)滲與擴(kuò)散分解開(kāi)來(lái)分別執(zhí)行，再通過(guò)兩者不同處理時(shí)間的組合，實(shí)現(xiàn)了不同層深要求、不同材料零件的同爐批量化生產(chǎn)的要求，具有非常柔性的生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)組織生產(chǎn)提供了非常便利的條件，當(dāng)工藝變換時(shí)無(wú)須推空盤(pán)來(lái)置換工藝，最大限度的發(fā)揮了設(shè)備效率。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述預(yù)氧化爐內(nèi)的溫度350 550°C。本發(fā)明還提供一種用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，包括上料儲(chǔ)料臺(tái)、前清洗機(jī)、預(yù)氧化爐、加熱爐、轉(zhuǎn)底式滲碳爐、轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐、淬火降溫爐、淬火保溫室、淬火油槽、后清洗機(jī)、低溫回火爐、風(fēng)冷臺(tái)、卸料臺(tái)，所述上料儲(chǔ)料臺(tái)、所述前清洗機(jī)、所述預(yù)氧化爐、所述加熱爐、所述轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐、所述淬火降溫爐、所述淬火保溫室、所述淬火油槽、所述后清洗機(jī)、所述低溫回火爐、所述風(fēng)冷臺(tái)、所述卸料臺(tái)之間依次通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)連接；所述轉(zhuǎn)底式滲碳爐和轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐均為環(huán)形。本發(fā)明的有益效果是由于上述各裝置相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(料車、推桿及鏈傳動(dòng))有機(jī)連接在一起，由于通過(guò)獨(dú)立的強(qiáng)滲室與擴(kuò)散室將滲碳工藝中的強(qiáng)滲與擴(kuò)散分解開(kāi)來(lái)分別執(zhí)行，再通過(guò)料盤(pán)檢測(cè)裝置、PLC模塊及控制系統(tǒng)控制兩者不同處理時(shí)間的組合，實(shí)現(xiàn)了不同層深要求、不同材料零件的同爐批量化生產(chǎn)的要求。進(jìn)一步，還包括料盤(pán)檢測(cè)裝置，所述料盤(pán)檢測(cè)裝置設(shè)置在所述上料儲(chǔ)料臺(tái)上，所述料盤(pán)檢測(cè)裝置紀(jì)錄料盤(pán)的位置信號(hào)輸送至PLC模塊，所述PLC模塊通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行控制或?qū)鬏敊C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。進(jìn)一步，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐包括設(shè)備基座、外爐體、內(nèi)爐體、轉(zhuǎn)臺(tái)、密封刀、密封油槽，驅(qū)動(dòng)裝置、前門及中門，所述外爐體、內(nèi)爐體、密封油槽及驅(qū)動(dòng)裝置均安裝在所述設(shè)備基座上；所述外爐體為環(huán)形，所述內(nèi)爐體為圓柱形；所述轉(zhuǎn)臺(tái)為環(huán)形且設(shè)置在所述外爐體與所述內(nèi)爐體之間，安裝在所述驅(qū)動(dòng)裝置上；所述密封油刀為環(huán)形，且由一組內(nèi)環(huán)油刀和一組外環(huán)油刀組成，所述一組內(nèi)環(huán)油刀其中一個(gè)固定在內(nèi)爐體外側(cè)下部，另一個(gè)固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)的下部；所述一組外環(huán)油刀其中一個(gè)固定在所述外爐體內(nèi)側(cè)下部，另一個(gè)固定 在所述轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)的下部；所述密封油槽為環(huán)形且設(shè)置在所述密封油刀下方，；所述前門及中門設(shè)置在所述外爐體直徑方向的兩端，所述前門與所述加熱爐連接，所述中門與所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐連接。所述的密封油刀插入密封油槽的油中用于密封爐膛內(nèi)的氣氛。進(jìn)一步，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐包括設(shè)備基座、外爐體、內(nèi)爐體、用于放置料盤(pán)的轉(zhuǎn)臺(tái)、密封刀、密封油槽，驅(qū)動(dòng)裝置、后門，所述外爐體、內(nèi)爐體、密封油槽及驅(qū)動(dòng)裝置均安裝在所述設(shè)備基座上；所述外爐體為環(huán)形，所述內(nèi)爐體為圓柱形；所述轉(zhuǎn)臺(tái)為環(huán)形且設(shè)置在所述外爐體與所述內(nèi)爐體之間，安裝在所述驅(qū)動(dòng)裝置上；所述密封油刀為環(huán)形，且由一組內(nèi)環(huán)油刀和一組外環(huán)油刀組成，所述一組內(nèi)環(huán)油刀其中一個(gè)固定在內(nèi)爐體外側(cè)下部，另一個(gè)固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)的下部；所述一組外環(huán)油刀其中一個(gè)固定在所述外爐體內(nèi)側(cè)下部，另一個(gè)固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)的下部；所述密封油槽為環(huán)形且設(shè)置在所述密封油刀下方；所述后門設(shè)置在所述外爐體直徑方向與所述中門相對(duì)的一端，所述后門與所述淬火降溫爐連接。所述的密封油刀插入密封油槽的油中用于密封爐膛內(nèi)的氣氛。所述外爐體及內(nèi)爐體均包括爐殼及爐襯，所述所述加熱爐、所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐及所述淬火降溫爐的殼體一體形成。所述的前門、中門及后門用于隔絕所述加熱爐、所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐及所述淬火降溫爐的熱量及氣氛，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所述密封油槽通過(guò)安裝在所述密封油槽下方的絲桿做支撐。進(jìn)一步，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐均還包括用于測(cè)定爐膛內(nèi)溫度的熱電偶及用于測(cè)定爐膛內(nèi)碳勢(shì)的氧探頭，所述熱電偶及氧探頭穿過(guò)外爐體的頂部插入爐膛內(nèi)，所述熱電偶及氧探頭外部分別連接溫度控制儀和碳控儀。所述熱電偶有主控溫電偶、從控溫電偶，主控溫電偶用于控制工藝溫度的檢測(cè)和控制；從控溫電偶用與超溫檢測(cè)和超溫切斷加熱控制，每個(gè)電偶連接溫度控制儀，使之形成動(dòng)態(tài)變量實(shí)時(shí)采集和自動(dòng)閉合控制。所述氧探頭通過(guò)爐頂?shù)拿芊夤茏烊霠t膛內(nèi)，與氣氛充分接觸，來(lái)測(cè)量爐內(nèi)的碳勢(shì)，并通過(guò)控制系統(tǒng)PLC程序和碳控儀來(lái)實(shí)現(xiàn)碳勢(shì)的控制。所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐內(nèi)設(shè)置有三個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)和兩個(gè)碳勢(shì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可以確保爐內(nèi)的溫度和碳勢(shì)的一致性。
進(jìn)一步，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐均還包括用于均勻爐膛內(nèi)氣氛的的氣氛循環(huán)裝置，所述氣氛循環(huán)裝置安裝在爐膛的頂部。所述的氣氛循環(huán)裝置包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及風(fēng)扇。進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置有光柵開(kāi)關(guān)，用檢測(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。進(jìn)一步，所述加熱爐、所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐及所述淬火降溫爐之間的傳輸機(jī)構(gòu)為側(cè)高溫推鏈。


圖I為本發(fā)明用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法流程示意圖；圖2為本發(fā)明用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備示意圖； 圖3為圖2A-A方向示意圖；圖4為圖2A-A方向示意圖；附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下I、上料儲(chǔ)料臺(tái)，2、前清洗機(jī)，3、預(yù)氧化爐，4、加熱爐，5、環(huán)形轉(zhuǎn)底滲碳爐，6、環(huán)形轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐，7、淬火降溫爐，8、淬火油槽，9后清洗機(jī)，10、回火爐，11、風(fēng)冷臺(tái)，12、卸料過(guò)度臺(tái)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖I所示本發(fā)明用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法流程示意圖，包括送料，將待處理工件裝入放置在生產(chǎn)車間的空料盤(pán)內(nèi)，通過(guò)車間的料盤(pán)傳輸機(jī)構(gòu)一叉車將裝好工件的料盤(pán)放入生產(chǎn)線上的上料臺(tái)上，此時(shí)工藝生產(chǎn)線上的雙向轉(zhuǎn)移小車將裝好工件的料盤(pán)取出并轉(zhuǎn)移至上料儲(chǔ)料臺(tái)中，所述上料儲(chǔ)料臺(tái)上的料盤(pán)檢測(cè)裝置對(duì)料盤(pán)實(shí)行檢測(cè)、跟蹤;前清洗，上料儲(chǔ)料臺(tái)上的料盤(pán)檢測(cè)裝置檢測(cè)到料盤(pán)，啟動(dòng)料盤(pán)傳輸機(jī)構(gòu)將料盤(pán)料盤(pán)從上料儲(chǔ)料臺(tái)轉(zhuǎn)通過(guò)雙向轉(zhuǎn)移小車移到前清洗機(jī)，前清洗分2個(gè)工位，即堿水浸洗清洗，熱水噴淋清洗。預(yù)氧化，清洗后的工件通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)一推桿推到預(yù)氧化爐。預(yù)氧化爐共有5個(gè)料盤(pán)位，分2區(qū)加熱和控制，使用溫度范圍為350-550°C ;根據(jù)工藝要求，預(yù)氧化爐將工件預(yù)熱到 350-550°C之間。加熱，將完成預(yù)氧化的工件由推鏈機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到底進(jìn)料換氣室的升降臺(tái)上，升降臺(tái)帶著料盤(pán)及工件上升到推桿式加熱爐室的軌道高度。底進(jìn)料換氣室是一個(gè)密封的爐室，爐內(nèi)大量廢氣通過(guò)該室的排放管排出，同時(shí)工件在該室停留一個(gè)周期的節(jié)拍時(shí)間進(jìn)行換氣，使工件進(jìn)入加熱室可以完全處在保護(hù)氣氛中；再通過(guò)底進(jìn)料換氣室的電動(dòng)推桿將料盤(pán)由底進(jìn)料換氣室轉(zhuǎn)移到推桿式加熱爐。推桿式加熱爐有5個(gè)料盤(pán)位置，分2區(qū)加熱和控制。在該區(qū)域?qū)⒐ぜ訜岬綕B碳要求的溫度。滲碳，料盤(pán)經(jīng)由側(cè)高溫推鏈將料盤(pán)由推桿式加熱爐轉(zhuǎn)移到環(huán)形轉(zhuǎn)底滲碳爐中進(jìn)行強(qiáng)滲處理。通過(guò)設(shè)置不同的滲碳時(shí)間，從而完成相同可控氣氛下的不同層深的滲碳要求。環(huán)形轉(zhuǎn)底滲碳爐爐中料盤(pán)的步進(jìn)由齒輪電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)底來(lái)完成，并通過(guò)光柵開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)底轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。光柵開(kāi)關(guān)將檢測(cè)到轉(zhuǎn)底轉(zhuǎn)動(dòng)位置的模擬信號(hào)輸送給料盤(pán)跟蹤系統(tǒng)，料盤(pán)跟蹤系統(tǒng)將將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)輸送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制齒輪電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)獨(dú)立的環(huán)形轉(zhuǎn)底滲碳爐滲碳按設(shè)定的滲碳工藝參數(shù)(溫度和碳勢(shì))進(jìn)行控制。同時(shí)為了便于檢測(cè)爐內(nèi)各區(qū)域個(gè)位置的溫度和碳勢(shì)的一致性，在環(huán)形爐膛內(nèi)設(shè)置了 3個(gè)溫度檢測(cè)2個(gè)碳勢(shì)檢測(cè)點(diǎn)，這些檢測(cè)點(diǎn)互為監(jiān)控，當(dāng)任何一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)超過(guò)規(guī)定的偏差值時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報(bào)警。如主控點(diǎn)超差時(shí)，將自動(dòng)切換到未超差的輔控檢測(cè)點(diǎn)上。所述環(huán)形轉(zhuǎn)底滲碳爐轉(zhuǎn)底上設(shè)置有12個(gè)工位，工位的多少可以根據(jù)產(chǎn)品的滲碳時(shí)間確定。達(dá)到工件設(shè)定的強(qiáng)滲工藝時(shí)間后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至環(huán)形轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐，環(huán)形轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐按照設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)散；達(dá)到擴(kuò)散工藝時(shí)間后，料盤(pán)跟蹤系統(tǒng)將料盤(pán)檢測(cè)裝置檢測(cè)的模擬信號(hào)輸送給料盤(pán)跟蹤系統(tǒng)，料盤(pán)跟蹤系統(tǒng)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)輸送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制環(huán)形轉(zhuǎn)底滲碳爐的出料機(jī)構(gòu)，將料盤(pán)轉(zhuǎn)移至環(huán)形轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐。
擴(kuò)散,料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至環(huán)形轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐，環(huán)形轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐按照設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)散；達(dá)到工件設(shè)定的擴(kuò)散工藝時(shí)間后，料盤(pán)跟蹤系統(tǒng)將料盤(pán)檢測(cè)裝置檢測(cè)的模擬信號(hào)輸送給料盤(pán)跟蹤系統(tǒng)，料盤(pán)跟蹤系統(tǒng)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)輸送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制環(huán)形轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐的出料機(jī)構(gòu)，將料盤(pán)轉(zhuǎn)移至淬火降溫爐。所述環(huán)形轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐轉(zhuǎn)底上設(shè)置有8個(gè)工位。降溫，達(dá)到工件設(shè)定的擴(kuò)散工藝時(shí)間后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火降溫爐內(nèi)進(jìn)行降溫；保溫，由淬火降溫爐內(nèi)的傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火保溫室內(nèi)進(jìn)行保溫；淬火，工件經(jīng)淬火保溫室內(nèi)的傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火油槽的升降臺(tái)，通過(guò)所述升降臺(tái)浸入到淬火油中進(jìn)行淬火冷卻，保持一定時(shí)間后完成淬火過(guò)程；后清洗，通過(guò)堿液清洗、清水清洗后烘干；回火，通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)將料盤(pán)推送至推桿式回火爐對(duì)工件進(jìn)行低溫回火；風(fēng)冷，工件回火后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到風(fēng)冷臺(tái)上進(jìn)行風(fēng)冷卻；卸料儲(chǔ)料,將經(jīng)過(guò)風(fēng)冷的工件經(jīng)過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至卸料儲(chǔ)料臺(tái)上。實(shí)施例I :以汽車齒輪進(jìn)行滲碳淬火為例。設(shè)定有三種齒輪的熱處理要求如下表I ;根據(jù)表I的要求，編制相應(yīng)的熱處理工藝如表2 :表I.三種齒輪的熱處理要求
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法，其特征在于，包括以下操作過(guò)程 送料，將待處理工件裝入放置在生產(chǎn)車間的空料盤(pán)內(nèi)，通過(guò)車間的料盤(pán)傳輸機(jī)構(gòu)將裝好工件的料盤(pán)放在上料臺(tái)上，隨后轉(zhuǎn)移至上料儲(chǔ)料臺(tái)中，所述上料儲(chǔ)料臺(tái)上的料盤(pán)檢測(cè)裝置對(duì)料盤(pán)實(shí)行檢測(cè)、跟蹤； 前清洗，上料儲(chǔ)料臺(tái)上的料盤(pán)檢測(cè)裝置檢測(cè)到料盤(pán)，啟動(dòng)料盤(pán)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)將料盤(pán)傳輸至前清洗機(jī)中通過(guò)堿液、清水進(jìn)行清洗； 預(yù)氧化，清洗后的工件經(jīng)過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)送至預(yù)氧化爐內(nèi)； 加熱，完成預(yù)氧化的工件由傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至底進(jìn)料換氣室，工件停留一個(gè)周期的節(jié)拍時(shí)間進(jìn)行換氣，再轉(zhuǎn)移至加熱爐內(nèi)，將工件加熱至滲碳要求的溫度； 滲碳，料盤(pán)經(jīng)過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)底滲碳爐中，通過(guò)設(shè)置不同的滲碳時(shí)間，從而完成相同可控氣氛下的不同層深的滲碳要求； 擴(kuò)散，達(dá)到工件設(shè)定的強(qiáng)滲工藝時(shí)間后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐，轉(zhuǎn)底擴(kuò)散爐按照設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)散； 降溫，達(dá)到工件設(shè)定的擴(kuò)散工藝時(shí)間后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火降溫爐內(nèi)進(jìn)行降溫； 保溫，由淬火降溫爐內(nèi)的傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火保溫室內(nèi)進(jìn)行保溫； 淬火，工件經(jīng)淬火保溫室內(nèi)的傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至淬火油槽的升降臺(tái)，通過(guò)所述升降臺(tái)浸入到淬火油中進(jìn)行淬火冷卻，根據(jù)工藝要求保持一定時(shí)間后完成淬火過(guò)程； 后清洗，通過(guò)堿液清洗、清水清洗后烘干； 回火，通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)將料盤(pán)推送至推桿式回火爐對(duì)工件進(jìn)行低溫回火； 風(fēng)冷，工件回火后，料盤(pán)通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到風(fēng)冷臺(tái)上進(jìn)行風(fēng)冷卻； 卸料儲(chǔ)料，將經(jīng)過(guò)風(fēng)冷的工件經(jīng)過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至卸料儲(chǔ)料臺(tái)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法，其特征在于，所述預(yù)氧化爐內(nèi)的溫度350 550°C。
3.一種用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，其特征在于，包括上料儲(chǔ)料臺(tái)、前清洗機(jī)、預(yù)氧化爐、加熱爐、轉(zhuǎn)底式滲碳爐、轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐、淬火降溫爐、淬火保溫室、淬火油槽、后清洗機(jī)、低溫回火爐、風(fēng)冷臺(tái)、卸料臺(tái)、料盤(pán)檢測(cè)裝置，所述上料儲(chǔ)料臺(tái)、所述前清洗機(jī)、所述預(yù)氧化爐、所述底進(jìn)料換氣室、所述加熱爐、所述轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐、所述淬火降溫爐、所述淬火保溫室、所述淬火油槽、所述后清洗機(jī)、所述低溫回火爐、所述風(fēng)冷臺(tái)、所述卸料臺(tái)之間依次通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)連接；所述轉(zhuǎn)底式滲碳爐和所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐為環(huán)形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，其特征在于，還包括料盤(pán)檢測(cè)裝置，所述料盤(pán)檢測(cè)裝置設(shè)置在所述上料儲(chǔ)料臺(tái)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐包括設(shè)備基座、外爐體、內(nèi)爐體、轉(zhuǎn)臺(tái)、密封刀、密封油槽，驅(qū)動(dòng)裝置、前門及中門，所述外爐體、內(nèi)爐體、密封油槽及驅(qū)動(dòng)裝置均安裝在所述設(shè)備基座上；所述外爐體為環(huán)形，所述內(nèi)爐體為圓柱形；所述轉(zhuǎn)臺(tái)為環(huán)形且設(shè)置在所述外爐體與所述內(nèi)爐體之間，安裝在所述驅(qū)動(dòng)裝置上；所述密封油刀為環(huán)形，且由一組內(nèi)環(huán)油刀和一組外環(huán)油刀組成，所述一組內(nèi)環(huán)油刀其中一個(gè)固定在內(nèi)爐體外側(cè)下部，另一個(gè)固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)的下部；所述一組外環(huán)油刀其中一個(gè)固定在所述外爐體內(nèi)側(cè)下部，另一個(gè)固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)的下部；所述密封油槽為環(huán)形且設(shè)置在設(shè)置在所述密封油刀下方；所述前門及中門設(shè)置在所述外爐體直徑方向的兩端，所述前門與所述加熱爐連接，所述中門與所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐包括設(shè)備基座、外爐體、內(nèi)爐體、轉(zhuǎn)臺(tái)、密封刀、密封油槽，驅(qū)動(dòng)裝置、后門，所述外爐體、內(nèi)爐體、密封油槽及驅(qū)動(dòng)裝置均安裝在所述設(shè)備基座上；所述外爐體為環(huán)形，所述內(nèi)爐體為圓柱形；所述轉(zhuǎn)臺(tái)為環(huán)形且設(shè)置在所述外爐體與所述內(nèi)爐體之間，安裝在所述驅(qū)動(dòng)裝置上；所述密封油刀為環(huán)形，且由一組內(nèi)環(huán)油刀和一組外環(huán)油刀組成，所述一組 內(nèi)環(huán)油刀其中一個(gè)固定在內(nèi)爐體外側(cè)下部，另一個(gè)固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)的下部；所述一組外環(huán)油刀其中一個(gè)固定在所述外爐體內(nèi)側(cè)下部，另一個(gè)固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)的下部；所述密封油槽為環(huán)形且設(shè)置在所述密封油刀下方；所述后門設(shè)置在所述外爐體直徑方向與所述中門相對(duì)的一端，所述后門與所述淬火降溫爐連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐均還包括用于測(cè)定爐膛內(nèi)溫度的熱電偶及用于測(cè)定爐膛內(nèi)碳勢(shì)的氧探頭，所述熱電偶及氧探頭穿過(guò)外爐體的頂部插入爐膛內(nèi)，所述熱電偶及氧探頭外部分別連接溫度控制儀和碳控儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐均還包括用于均勻爐膛內(nèi)氣氛的的氣氛循環(huán)裝置，所述氣氛循環(huán)裝置安裝在爐膛的頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置有光柵開(kāi)關(guān)，用檢測(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的設(shè)備，其特征在于，所述加熱爐、所述環(huán)形轉(zhuǎn)底式滲碳爐、所述轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐及所述淬火降溫爐之間的傳輸機(jī)構(gòu)為側(cè)高溫推鏈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)械零件的表面化學(xué)熱處理的方法及其所用裝置，包括上料儲(chǔ)料臺(tái)、前清洗機(jī)、預(yù)氧化爐、加熱爐、轉(zhuǎn)底式滲碳爐、轉(zhuǎn)底式擴(kuò)散爐、淬火降溫爐、淬火保溫室、淬火油槽、后清洗機(jī)、低溫回火爐、風(fēng)冷臺(tái)、卸料臺(tái)。上述各裝置相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)傳輸機(jī)構(gòu)連接在一起，完成從上料及備料→前清洗→預(yù)氧化→加熱→滲碳→擴(kuò)散→降溫→保溫→淬火→后清洗→回火→風(fēng)冷→卸料及儲(chǔ)料的生產(chǎn)工藝。該裝置通過(guò)獨(dú)立的強(qiáng)滲室與擴(kuò)散室將滲碳工藝中的強(qiáng)滲與擴(kuò)散分解開(kāi)來(lái)分別執(zhí)行，再通過(guò)兩者不同處理時(shí)間的組合，實(shí)現(xiàn)了不同層深要求、不同材料零件的同爐批量化生產(chǎn)的要求，最大限度的發(fā)揮了設(shè)備效率。
文檔編號(hào)C23F17/00GK102776470SQ20121023795
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者張牛山, 陳曦 申請(qǐng)人:陳曦