一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置的制作方法

本实用新型涉及机械制造领域，具体涉及一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置。

背景技术：

常规低温渗碳工艺，渗碳温度在480-520度之间，工件表层的碳黑受保护气体保护，会一直附在工件表面上。随着时间增加，厚度会不断增厚，最内层碳黑的一部分碳原子会慢慢从工件表层向工件表层内扩散，使得工件表层碳黑里的碳原子浓度在减少，这样会使得工件表面碳原子渗入工件的速度减慢，如果要渗入相同的深度，就会使得渗碳时间延长。一般渗碳层深度达到0.03毫米，需要的渗碳时间达100小时左右。如果采用机械振动或其它超声波振动，使落在工件表面的低碳浓度的碳黑及时去除，重新附着一层高碳浓度的碳黑，或者说炉内高碳气氛与工件表面充分接触，增加碳原子被工件吸收速率，这样既缩短了渗碳时间，又节约电能和渗碳气体用量。

一般的气体渗碳炉中风扇的作用有两个，其中一个作用是把渗碳温度与渗碳气氛搅拌均匀，另一个作用是把渗碳气体分解形成掉落在工件表面的碳黑利用风的作用吹掉，但风力与风速是均匀的，吹掉工件表面的碳黑效果不明显。

因此，现在需要一种新的方案。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型公开了一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置，该装置通过外力强迫挂具与工件产生相对的震动，把均匀风力改变成变向风力，变向风力与工件震动双重作用，会使落在工件表面上的碳黑更容易掉落，工件上低浓度的碳黑脱落后，震动停止，新的高浓度的碳黑又会重新吸附在工件表面，加速了碳原子在工件表面的吸收与扩散。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置，包括炉体及炉体内部的炉腔，所述炉腔内底部设有支撑底座，所述炉腔内部且位于所述支撑底座上端设有马弗罐体，所述马弗罐体外端壁与所述炉腔内端壁之间均匀设有加热电阻丝，所述炉体外顶端中侧设有电机，所述炉腔内端中侧竖直设有挂具轴，所述挂具轴底端端部与所述马弗罐体内底端壁之间设有球形铰链机构，所述挂具轴外侧端壁上均匀设有挂具，所述炉腔内顶部设有扇叶。挂具用于工件的悬挂。炉体上端可拆卸式设有炉盖，例如：紧固螺钉等方式。炉盖与炉体之间设有硅胶密封圈，实现炉体内部密封。

作为本实用新型的一种改进，所述电机包括所述炉体外顶端中侧设有的风扇电机及风扇电机上端设有的振动电机，所述风扇电机、振动电机输出轴均竖直向下伸进所述炉腔内，所述风扇电机输出轴伸进端外部等弧度均匀设有所述扇叶，所述振动电机输出轴伸进端端部设有偏心轴头。

作为本实用新型的一种改进，所述风扇电机输出轴为空芯轴，所述振动电机输出轴贯穿所述风扇电机及风扇电机输出轴向下伸出，所述偏心轴头为倒l形块体，所述偏心轴头非固定端端部与所述挂具轴顶端端部连接。振动电机输出轴是实芯轴，在风扇电机输出轴或轴套内，它们之间各自转动不受另一轴的影响，各自的转子与各自的轴或轴套固定连接。

作为本实用新型的一种改进，所述炉体侧端壁外接供气管，所述供气管长度方向一端端部伸进所述马弗罐体内，所述炉腔内顶端壁上竖直贯穿设有真空管及测压管。供气管用于渗碳气体等的导入，真空管外接真空泵，真空泵运作会使得马弗罐体与炉腔内顶端壁之间形成真空腔，且真空管、测压管底端端部均置于该真空腔内，测压管外接压力检测器。

作为本实用新型的一种改进，所述球形铰链机构包括所述挂具轴底端端部设有的摆动球头、所述马弗罐体内底端中部设有的球头下盖及球头下盖上端设有的球头上盖。

作为本实用新型的一种改进，所述球头下盖上端中侧向下开有第一球形凹面，所述球头下盖底部开有中空腔，所述球头下盖内端等弧度均匀开有通孔，所述通孔均长度方向一端端部与所述中空腔相连通、另一端端部与所述第一球形凹面内端相连通。

作为本实用新型的一种改进，所述球头上盖下端中侧向上开有第二球形凹面，所述球头上盖上端中侧竖直开有通口，所述通口与所述第二球形凹面相连通。摆动球头置于第一球形凹面与第二球形凹面组合形成的空腔内。

作为本实用新型的一种改进，所述球头上盖从中间竖直切割形成一组对称分布的球头上盖块，所述球头上盖与所述球头下盖之间为可拆卸式连接。球头上盖由一组球头上盖块相组合而成，便于摆动球头的安装，球头上盖与球头下盖之间可通过螺丝等实现可拆卸式连接。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：该装置通过振动电机、偏心轴头带动挂具轴摆动，会使得挂具与工件之间产生相对的震动，把均匀风力改变成变向风力，变向风力与工件震动双重作用，会使落在工件表面上的碳黑更容易掉落。工件上低浓度的碳黑脱落后，震动停止，新的高浓度的碳黑又会重新吸附在工件表面，加速了碳原子在工件表面的吸收与扩散。通过强迫振动及时去除渗碳件上的低浓度碳黑，使低温真空脉冲渗碳的工件表面即时获得规定碳浓度的渗碳气氛，加快了碳原子的吸附与扩散，减少渗碳时间，节约电能与渗碳气体的用量。球形铰链机构的设计使得挂具轴具有适当的摆动空间，且开有的通孔还便于第一球形凹面与第二球形凹面组合形成的空腔内部所掉落的碳黑导出，碳黑还具有润滑作用，保障摆动球头的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置整体结构示意图

图2为所述球头下盖结构示意图；

图3为所述球头上盖结构立体图；

图4为所述球头上盖结构平面图；

附图标记列表：1、炉体；2、炉腔；3、支撑底座；4、马弗罐体；5、加热电阻丝；6、挂具轴；7、球形铰链机构；8、挂具；9、扇叶；10、风扇电机；11、振动电机；12、偏心轴头；13、供气管；14、真空管；15、测压管；16、摆动球头；17、球头下盖；18、球头上盖；19、第一球形凹面；20、中空腔；21、通孔；22、第二球形凹面；23、通口；24、球头上盖块。

具体实施方式

实施例1：参见图1、图2、图3、图4，现对本实用新型提供的一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置进行说明，包括炉体1及炉体1内部的炉腔2，所述炉腔2内底部设有支撑底座3，所述炉腔2内部且位于所述支撑底座3上端设有马弗罐体4，所述马弗罐体4外端壁与所述炉腔2内端壁之间均匀设有加热电阻丝5，所述炉体1外顶端中侧设有电机，所述炉腔2内端中侧竖直设有挂具轴6，所述挂具轴6底端端部与所述马弗罐体4内底端壁之间设有球形铰链机构7，所述挂具轴6外侧端壁上均匀设有挂具8，所述炉腔2内顶部设有扇叶9。

实施例2：参见图1，现对本实用新型提供的一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置进行说明，所述电机包括所述炉体1外顶端中侧设有的风扇电机10及风扇电机10上端设有的振动电机11，所述风扇电机10、振动电机11输出轴均竖直向下伸进所述炉腔2内，所述风扇电机10输出轴伸进端外部等弧度均匀设有所述扇叶9，所述振动电机11输出轴伸进端端部设有偏心轴头12。

实施例3：参见图1，现对本实用新型提供的一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置进行说明，所述风扇电机10输出轴为空芯轴，所述振动电机11输出轴贯穿所述风扇电机10及风扇电机10输出轴向下伸出，所述偏心轴头12为倒l形块体，所述偏心轴头12非固定端端部与所述挂具轴6顶端端部连接。

实施例4：参见图1，现对本实用新型提供的一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置进行说明，所述炉体1侧端壁外接供气管13，所述供气管13长度方向一端端部伸进所述马弗罐体4内，所述炉腔2内顶端壁上竖直贯穿设有真空管14及测压管15。

实施例5：参见图1、图2、图3、图4，现对本实用新型提供的一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置进行说明，所述球形铰链机构7包括所述挂具轴6底端端部设有的摆动球头16、所述马弗罐体4内底端中部设有的球头下盖17及球头下盖17上端设有的球头上盖18。

实施例6：参见图1、图2，现对本实用新型提供的一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置进行说明，所述球头下盖17上端中侧向下开有第一球形凹面19，所述球头下盖17底部开有中空腔20，所述球头下盖17内端等弧度均匀开有通孔21，所述通孔21均长度方向一端端部与所述中空腔20相连通、另一端端部与所述第一球形凹面19内端相连通。

实施例7：参见图1、图3、图4，现对本实用新型提供的一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置进行说明，所述球头上盖18下端中侧向上开有第二球形凹面22，所述球头上盖18上端中侧竖直开有通口23，所述通口23与所述第二球形凹面22相连通。

实施例8：参见图1、图3、图4，现对本实用新型提供的一种缩短低温真空脉冲渗碳时间的装置进行说明，所述球头上盖18从中间竖直切割形成一组对称分布的球头上盖块24，所述球头上盖18与所述球头下盖17之间为可拆卸式连接。

本实用新型还可以将实施例2、3、4、5、6、7、8所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

工作原理：工件悬挂于挂具上，供气管用于渗碳气体等的导入，真空管外接真空泵，真空泵运作会使得马弗罐体与炉腔内顶端壁之间形成真空腔，测压管外接压力检测器，用于检测所形成的真空腔内部气压情况。振动电机运作，通过偏心轴头会带动挂具轴摆动，挂具轴通过底部设有的球形铰链机构，使得其具有适当的摆动空间。当振动电机带动挂具轴摆动时，工件与挂具之间会产生相对抖动，风扇电机运作带动扇叶转动，工件的抖动加上炉内空气对流会使得工件表面附有的碳黑掉落。摆动球头置于第一球形凹面与第二球形凹面组合形成的空腔内，球头上盖由一组球头上盖块相组合而成，便于摆动球头的安装。碳黑在掉落过程中，会通过通口掉落于第一球形凹面与第二球形凹面所组合形成的空腔内，且该空腔内的碳黑会通过通孔导入中空腔内，碳黑还具有润滑功能，使得摆动球头运动更加灵活。加热电阻丝用于加热作用。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。