一种氮化炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种氮化炉，包括炉壳（1）、炉胆（2）和炉盖（3），所述炉壳（1）为上部开口的筒体，炉胆（2）设于炉壳（1）内，炉盖（3）设于炉壳（1）的开口处，炉盖（3）上连接有升降机构（4），炉壳（1）与炉胆（2）之间设有隔热保温层（5），隔热保温层（5）的内侧设有加热元件（6），炉盖（3）上设有电机（7）和热电偶（9），电机（7）的下端设有叶片（10），其特征在于：所述炉胆（2）内设有料框架（11）、用于将渗氮气体从炉胆（2）底部通入的进气装置以及用于对渗氮气体进行引流的导流组件。该氮化炉密封性好、产品氮化均匀、氮化处理后的产品质量高。
【专利说明】
一种氮化炉
技术领域
[0001]本实用新型属于热处理设备技术领域，尤其涉及一种氮化炉。
【背景技术】
[0002]氮化处理是一种在一定温度下(500°C~600°C)，一定介质中使氮原子渗入工件表层形成铁氮合金的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。氮化共有三个过程:(I)随着温度的升高，氨的分解程度加大，生成活性氮原子；(2)钢表面吸收氮原子，先溶解形成饱和固溶体，然后再形成氮化物；(3)氮从表面饱和层向钢内层深处进行扩散，形成一定深度的氮化层。
[0003]氮化炉是进行氮化处理时的常用设备，利用氮化炉对零件进行氮化处理一般分为升温、保温和冷却三个过程。升温过程中把氨气瓶中的氨气经过减压阀，通过氨柜(氨气干燥柜)通入氮化炉内。当氮化炉内达到要求温度时，氮化过程就进入了保温阶段。根据氮化工艺规范，调节氨气流量，保持温度和分解率的正确和稳定。保温结束、停电降温时，必须继续通氨气，保持炉罐有一定的正压，防止空气进入使零件表面产生氧化色。对于一般零件，当罐内温度降到450°C以下时，可将炉门打开加速冷却。对变形要求较严的零件，可随炉冷却。
[0004]传统的氮化炉在零件氮化过程中，特别是大批量密集工件氮化时常出现氮化不均匀和氨气未充分利用的情况。氨气进入到炉罐内停留的时间短，而且密集摆放工件干扰气流的流动，氨气在炉罐内不能均匀的流动分布，以至于工件氮化情况差，很多放置在内层的工件氮化不均匀，影响工件的质量。
[0005]另外，现有的氮化炉在采用随炉冷却时，在冷却过程中经常会在工件上产生较多的呈脉状分布的氮化物。脉状分布氮化物的存在，使得工件使用时的疲劳强度下降，同时增加了其脆性，影响产品质量。除此之外，现有的氮化炉往往还存在密封性不好的问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，提供一种密封性好、产品氮化均匀、氮化处理后的产品质量高的氮化炉。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为:
[0008]—种氮化炉，包括炉壳、炉胆和炉盖，所述炉壳为上部开口的筒体，炉胆设于炉壳内，炉盖设于炉壳的开口处，炉盖上连接有升降机构，炉壳与炉胆之间设有隔热保温层，隔热保温层的内侧设有加热元件，炉盖上设有电机和热电偶，电机的下端设有叶片，所述炉胆内设有料框架、用于将渗氮气体从炉胆底部通入的进气装置以及用于对渗碳气体进行引流的导流组件。
[0009]上述的氮化炉，优选的，所述进气装置包括设于所述炉胆底部的进气盘管，所述进气盘管上连接一通气导管，所述通气导管的另一端与炉盖连接并与外部渗氮气体输送设备相通，进气盘管上设有多个气孔。
[0010]上述的氮化炉，优选的，所述多个气孔沿通气导管均匀分布，气孔的中心线与通气导管的轴线之间的夹角为60°，气孔的数量为60?80个。
[0011]上述的氮化炉，优选的，所述导流组件为扰流板，所述扰流板设置在炉胆内壁上并且环绕炉胆的内壁，炉胆内壁的不同高度处共设有3~4圈扰流板。
[0012]上述的氮化炉，优选的，所述料框架为竖向布置的多层结构。
[0013]上述的氮化炉，优选的，所述炉胆内设有冷却盘管，所述冷却盘管围绕所述料框架，冷却盘管上开有多个冷却气体出气孔。
[0014]上述的氮化炉，优选的，所述冷却气体出气孔沿冷却盘管均匀分布，冷却气体出气孔的中心线与冷却盘管的轴线之间的夹角为30°。
[0015]上述的氮化炉，优选的，所述炉壳的上方于所述开口的外周设有一密封环，所述密封环上开有环形凹槽，所述环形凹槽内设有密封圈。
[0016]上述的氮化炉，优选的，所述密封环和炉壳之间设有一水冷环。
[0017]上述的氮化炉，优选的，所述升降机构为液压升降机构或蜗杆升降机构。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0019](I)通过在炉胆底部设置进气盘管，进气盘管上开有多个气孔，气孔的中心线与进气盘管的轴线呈一夹角的进气装置，增加了氮化过程的均匀性，提高了工件氮化质量。
[0020](2)通过在炉胆内壁不同高度处设置导流组件，氮化过程中可对渗氮气体进行引流，进一步提尚了氣化的均勾性。
[0021](3)通过在炉胆内料框架外围设置冷却盘管，当氮化操作结束后，可利用该冷却盘管对氮化炉进行快速冷却，减少了工件上脉状氮化物的出现，提高了产品质量。
[0022](4)在炉壳开口处设置密封环和水冷环，提高了氮化炉的密封性能。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本实用新型氮化炉的结构示意图。
[0025]图例说明:
[0026]1、炉壳;2、炉胆;3、炉盖;4、升降机构;5、隔热保温层;6、加热元件;7、电机；8、扰流板;9、热电偶；10、叶片；11、料框架；12、进气盘管；13、通气导管；14、气孔；15、冷却盘管；16、冷却气体出气孔;17、密封环;18、密封圈；19、水冷环。
【具体实施方式】
[0027]为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0028]需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
[0029]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。
实施例
[0030]如图1所示，本实用新型氮化炉的一种实施例，包括炉壳1、炉胆2和炉盖3。其中，炉壳I为上部开口的筒体，炉胆2设于炉壳I内，炉盖3设于炉壳I的开口处，炉盖3上连接有升降机构4，该升降机构4为液压升降机构或蜗杆升降机构。炉壳I与炉胆2之间设有隔热保温层5，该隔热保温层5的内侧设有加热元件6，炉盖3上设有电机7和热电偶9，电机7的下端设有叶片10。该氮化炉的炉胆2内设有料框架11、进气装置和导流组件。其中，进气装置用于将渗氮气体从炉胆2的底部送入炉胆2内，导流组件用于对渗氮气体进行引流。通过在炉胆2内设置料框架11、进气装置和导流装置，在同时对多个工件进行氮化操作时，可提高氮化的均匀性，确保工件氮化质量。
[0031]本实施例中，进气装置包括设于炉胆2底部的进气盘管12，该进气盘管12上连接一通气导管13，该通气导管13的另一端与炉盖3连接并与外部渗氮气体输送设备相通，进气盘管12上设有多个气孔14。通过在炉胆2的底部设置进气盘管12，渗氮气体从该进气盘管12上的气孔14喷出后向上流动，对各工件进行渗氮。其中，多个气孔14沿通气导管13均匀分布，气孔14的中心线与通气导管13的轴线之间的夹角为60°，气孔14的数量为60?80个。将气孔14的中心线设置的跟通气导管13的轴线呈一定夹角，可提高工件氮化的均匀性。
[0032]本实施例中，导流组件为扰流板8，该扰流板8设置在炉胆2内壁上并且环绕炉胆2的内壁，炉胆2内壁的不同高度处共设有3?4圈扰流板8。在炉胆2的内壁上设置多圈扰流板8，可对渗氮气体进行引流，进一步提高工件氮化的均匀性。
[0033]本实施例中，料框架11为竖向布置的多层结构，料框架11的中部设有通孔。在进行氮化操作时，将多个工件分别放置于料框架11的不同层上，大部分渗氮气体在导流组件的作用下经料框架11中间的通孔向上流动，可确保不同高度处的工件均有良好的氮化效果。
[0034]本实施例中，炉胆2内设有冷却盘管15，该冷却盘管15围绕料框架11设置，冷却盘管15上开有多个冷却气体出气孔16。该冷却气体出气孔16沿冷却盘管15均匀分布，冷却气体出气孔16的中心线与冷却盘管15的轴线之间的夹角为30°。在炉胆2内增设冷却盘管15，在工件氮化处理结束后，向冷却盘管15内通入冷却气体，冷却气体由冷却气体出气孔16喷出，将炉胆2内的热量带走，实现对氮化炉的快速冷却，减少工件上脉状分布氮化物的产生，提高产品质量。将冷却盘管15上冷却气体出气孔16的中心线设置得跟冷却盘管15的轴线呈一夹角，可进一步提高冷却效果。
[0035]本实施例中，炉壳I的上方于开口的外周设有一密封环17，该密封环17上开有环形凹槽，该环形凹槽内设有密封圈18。采用这样的密封设置可有效提高该氮化炉的密封效果，防止氮化操作时渗氮气体从炉壳I开口处外漏。该密封环17和炉壳I之间还设有一水冷环19。在渗氮操作过程中，水冷环19内通入循环水，避免密封环17受炉内温度的影响发生热变形，提高密封的可靠性。
【主权项】
1.一种氮化炉，包括炉壳(I)、炉胆(2)和炉盖(3)，所述炉壳(I)为上部开口的筒体，炉胆(2)设于炉壳(I)内，炉盖(3)设于炉壳(I)的开口处，炉盖(3)上连接有升降机构(4)，炉壳(I)与炉胆(2)之间设有隔热保温层(5)，隔热保温层(5)的内侧设有加热元件(6)，炉盖(3)上设有电机(7)和热电偶(9)，电机(7)的下端设有叶片(10)，其特征在于:所述炉胆(2)内设有料框架(11)、用于将渗氮气体从炉胆(2)底部通入的进气装置以及用于对渗氮气体进行引流的导流组件。2.根据权利要求1所述的氮化炉，其特征在于:所述进气装置包括设于所述炉胆(2)底部的进气盘管(12)，所述进气盘管(12)上连接一通气导管(13)，所述通气导管(13)的另一端与炉盖(3)连接并与外部渗氮气体输送设备相通，进气盘管(12)上设有多个气孔(14)。3.根据权利要求2所述的氮化炉，其特征在于:所述多个气孔(14)沿通气导管(13)均匀分布，气孔(14)的中心线与通气导管(13)的轴线之间的夹角为60°，气孔(14)的数量为60?80个。4.根据权利要求1所述的氮化炉，其特征在于:所述导流组件为扰流板(8)，所述扰流板(8)设置在炉胆(2)内壁上并且环绕炉胆(2)的内壁，炉胆(2)内壁的不同高度处共设有3?4圈扰流板(8)。5.根据权利要求1所述的氮化炉，其特征在于:所述料框架(11)为竖向布置的多层结构。6.根据权利要求1所述的氮化炉，其特征在于:所述炉胆(2)内设有冷却盘管(15)，所述冷却盘管(15)围绕所述料框架(11)，冷却盘管(15)上开有多个冷却气体出气孔(16)。7.根据权利要求6所述的氮化炉，其特征在于:所述冷却气体出气孔(16)沿冷却盘管(15)均匀分布，冷却气体出气孔(16)的中心线与冷却盘管(15)的轴线之间的夹角为30°。8.根据权利要求1所述的氮化炉，其特征在于:所述炉壳(I)的上方于所述开口的外周设有一密封环(17)，所述密封环(17)上开有环形凹槽，所述环形凹槽内设有密封圈(18)。9.根据权利要求8所述的氮化炉，其特征在于:所述密封环(17)和炉壳(I)之间设有一水冷环(19)。10.根据权利要求1所述的氮化炉，其特征在于:所述升降机构(4)为液压升降机构或蜗杆升降机构。
【文档编号】C23C8/26GK205443427SQ201620260294
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】杉山辉阳
【申请人】特科能(株洲)科技有限公司