专利名称：工模具深冷处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用深度低温对材料进行改性处理的装置，尤其是涉及一种对金属工模具进行深冷处理的装置。
背景技术：
所谓材料的深冷处理，就是利用冷却介质，将材料冷却到一定的低温，在低温中保持一定的时间后恢复到室温，可使材料的耐磨性、抗腐蚀性等综合性能得到提高的方法。对于金属材料来说，其深冷处理就是将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去，达到远低于室温的某一温度，促使常规热处理后所存在的残余奥氏体进一步转化为马氏体，改善和细化组织结构，增强工模具耐磨性和尺寸稳定性，提高金属材料性能。这些材料在常规淬火过程中，马氏体的转变终止温度大多在0℃以下，有的甚至达到-110℃。因此，这类材料在常规淬火后，就会留下残余奥氏体，其含量有时多达13-45％，因而限制了材料硬度和耐磨性的提高。材料的奥氏体到马氏体的结构转变，是一个伴有体积膨胀的过程，这种过程持续时间很长，常常需要数年的时间，这给金属精密件带来形状和尺寸精度上的不稳定。经过深冷处理，可以提高零件的耐磨性，并防止在保存和使用期间由于残余奥氏体分解转变为马氏体而带来的膨胀变形，这对于刀具、刃具、工模具、紧密器件等尤为重要。在深冷处理的过程中，其温度变化速率以及工件整体温度的均匀一致是至关重要的。目前，现有的深冷处理装置一般都是将工件放置在盛装液氮的容器中进行直接浸泡处理，或把液氮喷射到工件的表面进行低温处理，采用这种装置对工件进行处理的最大缺点是容易造成工件表面锈蚀，温度变化不均匀对工件组织结构造成破坏，温度控制困难且液氮的消耗太大。
实用新型内容为了克服现有的深冷处理装置处理工件时，其工件整体温度变化波动大，温度分布不均匀的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工件处理过程中温度变化稳定，整体温度分布均匀的工模具深冷处理装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是工模具深冷处理装置，包括设置在柜体内的冷却容器、液氮罐和连接冷却容器与液氮罐的液氮泵。冷却容器的顶端设置有顶盖，冷却容器内设置有处理罐，处理罐上设置有罐盖。利用液氮泵来控制和决定供液氮量的多少，即可控制处理罐内工件的处理温度以及变化的速率，且由于工件不与液氮直接接触，从而使得工件的处理温度趋于一致，达到整体温度分布均匀的目的。
本实用新型的有益效果是，由于采用了处理罐内工件不与液氮直接接触的方式，使得工件的处理温度趋于一致且容易控制；通过对供液氮量的控制，即可控制处理罐内工件的处理温度以及变化的速率。通过深冷处理，可以使工件的残余奥氏体在较理想的温度范围基本转变为马氏体。经检测，深冷处理后的工件的残余奥氏体仅存1～5％，其转化率达到90～100％，对于含碳量＜0.3～0.4％的钢种，深冷处理可以实现残余奥氏体96％以上的转变。金属材料经深冷处理后，不仅引起残余奥氏体分解，而且马氏体部分分解，转变为碳化物，随后以位错形式析出，并形成超显微碳化物，发生显微塑性变形。通过电镜观察发现，板条马氏体碎化即基体组织细化，碳化物细化。这就是在深冷处理过程中，不仅有残余奥氏体转变，而且还有微细碳化物析出及组织细化过程。采用间接式的冷却方式，还能很好的保护被处理工件的质量和处理效果，并能使处理温度更稳定，处理精度更高。上述处理罐与液氮罐隔离的结构还具有适用范围广、处理成本低，可以根据不同工件的材质来设定相应的处理工艺参数，从而达到最佳的处理效果的特点。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的控制方框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1、图2所示，本实用新型的工模具深冷处理装置，包括设置在柜体20内的冷却容器1、液氮罐2和连接冷却容器1与液氮罐2的液氮泵3，冷却容器1的顶端设置有顶盖4，所述冷却容器1内设置有处理罐5，处理罐5上设置有罐盖6。利用液氮泵3来控制和决定供液氮量的多少，即可控制处理罐5内工件的处理温度，且由于工件不与液氮直接接触，从而使得工件的处理温度趋于一致，达到整体温度分布均匀的目的。
上述冷却容器1与处理罐5之间还设置有支架11，使冷却容器1与处理罐5不直接接触，从而进一步提高液氮均匀冷却处理罐5及其内部盛装的工件的效果。同时，上述顶盖4为夹层结构，夹层中设置有隔热层7，冷却容器1的壳体壁最好为中空的双层结构，其间设置有隔热夹层8，起到隔热的作用，进一步提高液氮的利用率，减少液氮的消耗。
上述处理罐5与罐盖6之间采用密封连接，罐盖6上密封连接管道9，所述管道9伸出冷却容器1的顶盖4并与真空泵10连接。在向冷却容器1内灌注液氮时，利用真空泵对处理罐5内进行抽真空处理，这样可以在冷却时促进处理罐5内的温度均匀和稳定，进一步提高液氮的利用率，减少液氮的消耗。同时，真空型的处理罐5更有利于控制工件的温度变化速率。
为了进一步提高对处理罐5内工件的处理温度以及温度变化速率的控制精度，所述处理罐5内还设置有温度传感器12和真空压力传感器13，温度传感器12和真空压力传感器13可以设置在处理罐5内的周边侧壁上，为方便和操作方便，最好设置在罐盖6上。冷却容器1内的周边侧壁上还可以设置液位传感器30，用以检测液氮量的多少。所述温度传感器12、真空压力传感器13和液位传感器30分别与控制器24电连接，其连接方式采用常规的快拔插接头形式。所述控制器24分别与真空泵27和液氮泵3电连接。这样即可利用温度传感器12、真空压力传感器13和液位传感器30，适时的对处理罐5内的温度和真空度以及液氮量进行检测，通过控制器24控制真空泵27和液氮泵3对液氮量和真空度进行调节，使之满足不同材料工件对“温度—液氮量—时间”的线性曲线关系的不同要求，并可对处理过程实现自动化控制。
上述温度传感器12和真空压力传感器13还与设置在柜体20的面板21上的温度显示仪22和真空度显示仪23电连接，以实现在线检测，并利用其作为实时报警的信号源。前述面板21上还设置有与所述控制器24电连接的外部参数设置器25，可以根据不同材料工件对“温度—液氮量—时间”的线性曲线关系的不同要求，方便的设定相应的处理工艺参数。面板21上还可以设置有与所述控制器24电连接的工艺参数打印机26，可以将工作参数打印出来，用以存档、备查以及分析研究。
实施例如图1、图2所示，本实用新型的工模具深冷处理装置，包括设置在柜体20内的冷却容器1、液氮罐2和连接冷却容器1与液氮罐2的液氮泵3，冷却容器1的顶端设置有顶盖4，所述冷却容器1内设置有处理罐5，处理罐5上设置有密封连接的罐盖6，冷却容器1与处理罐5之间设置有支架11，顶盖4和冷却容器1的壳体壁均为中空的双层结构，其夹层中分别设置有隔热层7、隔热夹层8。罐盖6上密封连接管道9，所述管道9伸出冷却容器1的顶盖4并与真空泵10连接。
处理罐5内的罐盖6上设置有温度传感器12和真空压力传感器13，冷却容器1内的周边侧壁上设置有液位传感器30。所述温度传感器12、真空压力传感器13和液位传感器30分别利用快拔插接头与控制器24电连接。温度传感器12和真空压力传感器13还与设置在柜体20的面板21上的温度显示仪22和真空度显示仪23电连接，以实现在线监测，并利用其作为实时报警的信号源。前述面板21上还设置有与所述控制器24电连接的外部参数设置器25，面板21上还可以设置有与所述控制器24电连接的工艺参数打印机26。以上的电器控制部分均采用现有的元器件制作，按照常规的自动控制方式进行控制。
利用上述工模具深冷处理装置对各种工模具，如对YT789LSE434R01硬质合金刀片等进行深冷处理处理，并可实现对处理过程的高精度的全自动控制。
权利要求1.工模具深冷处理装置，包括设置在柜体(20)内的冷却容器(1)、液氮罐(2)和连接冷却容器(1)与液氮罐(2)的液氮泵(3)，冷却容器(1)的顶端设置有顶盖(4)，其特征是所述冷却容器(1)内设置有处理罐(5)，处理罐(5)上设置有罐盖(6)。
2.如权利要求1所述的工模具深冷处理装置，其特征是所述冷却容器(1)与处理罐(5)之间设置有支架(11)。
3.如权利要求1所述的工模具深冷处理装置，其特征是所述顶盖(4)为夹层结构，其夹层中设置有隔热层(7)。
4.如权利要求1所述的工模具深冷处理装置，其特征是所述冷却容器(1)的壳体壁为中空的双层结构，其间设置有隔热夹层(8)。
5.如权利要求1所述的工模具深冷处理装置，其特征是所述处理罐(5)与罐盖(6)密封连接，罐盖(6)上密封连接有管道(9)，所述管道(9)伸出冷却容器(1)的顶盖(4)并与真空泵(10)连接。
6.如1至5任意一项权利要求所述的工模具深冷处理装置，其特征是所述处理罐(5)内设置有温度传感器(12)和真空压力传感器(13)，冷却容器(1)内的侧壁上设置有液位传感器(30)，所述温度传感器(12)、真空压力传感器(13)和液位传感器(30)分别与控制器(24)电连接，所述控制器(24)分别与真空泵(27)和液氮泵(3)电连接。
7.如权利要求6所述的工模具深冷处理装置，其特征是所述温度传感器(12)和真空压力传感器(13)还与设置在柜体(20)的面板(21)上的温度显示仪(22)和真空度显示仪(23)电连接。
8.如权利要求7所述的工模具深冷处理装置，其特征是所述面板(21)上还设置有与所述控制器(24)电连接的外部参数设置器(25)。
9.如权利要求7所述的工模具深冷处理装置，其特征是所述面板(21)上还设置有与所述控制器(24)电连接的工艺参数打印机(26)。
专利摘要本实用新型公开了一种利用深度低温对材料进行改性处理的工模具深冷处理装置，包括设置在柜体内的冷却容器、液氮罐和连接冷却容器与液氮罐的液氮泵。冷却容器的顶端设置有顶盖，冷却容器内设置有处理罐，处理罐上设置有罐盖。利用液氮泵来控制和决定供液氮量的多少，即可控制处理罐内工件的处理温度以及变化的速率，且由于工件不与液氮直接接触，从而使得工件的处理温度趋于一致，工件整体温度分布均匀。上述间接式的冷却方式，还能很好的保护被处理工件的质量和处理效果。另外，上述处理罐与液氮罐隔离的结构，还具有适用范围广、处理成本低，可以根据不同工件的材质来设定相应的处理工艺参数，从而达到最佳的处理效果的特点。
文档编号C21D6/04GK2672080SQ200320104730
公开日2005年1月19日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者王绍钢, 安维彬, 徐波 申请人:成都凯恩思环保科技有限公司