一种可纵向旋转的退火冷却装置的制作方法

本实用新型涉及金属热处理技术领域，尤其涉及一种可纵向旋转的退火冷却装置。

背景技术：

退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。退化一般使用的热处理炉分为退火炉、淬火炉、回火炉、正火炉、调质炉，主要用于大型碳钢、合金钢零件的退火；表面淬火件回火；焊件消除应力退火、时效等热处理工艺，加热方式有电加热、燃油、燃气、燃煤、热风循环等。现有热处理退火炉结构复杂、操作不便，存在多方面缺点：1、冷却过程存在表面温度不一致的情况，热处理后机械性能达不到要求；2、工件的取放必须在高温炉体内进行，存在安全隐患；3、工件加热至要求温度后，炉子进行冷却过程中冷速较慢，工件达不到快速冷却实现淬火的目的。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型将工件安放在旋转架上，使用气体冷却淬火时，基于出风的动能能够使工件旋转受冷，避免工件不均匀冷却时造成机械性能不达标的情况，通过该装置热处理后的工件机械性能达标率可超过96％。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种可纵向旋转的退火冷却装置，包括安装在热处理装置内部的旋转架，所述旋转架由底座、支架、旋转轴、旋转叶和轴承座组成，其中：所述支架为倒U型结构、固定在底座之上，所述旋转轴通过轴承座可旋转的安装在支架和底座之间，所述旋转叶固定套设在旋转轴上，所述旋转轴包括主轴、设置在主轴中心的安装用通孔、对称安装在主轴侧表面上的叶片，所述叶片的底部和顶部均设置有安放工件用的翻边，所述叶片的中部镂空且安装有金属网格。

进一步的，所述热处理装置包括导热方管、绝热座、主连接板、氢气进气管、氩气进气管、出气管、气体喷头和安装台，所述导热方管的能够深入可调温电炉中加热，所述导热方管的内部形成热处理腔，所述绝热座包裹在导热方管的开口端上，所述主连接板固定在绝热座的外侧，所述主连接板的边缘开设有连接孔，所述氢气进气管和氩气进气管的进气端分别垂直设置在绝热座上，氢气进气管和氩气进气管的出气端分别连通设置在导热方管内部的出气管，所述出气管安装在导热方管内壁顶部的一侧，所述气体喷头均匀的设置在出气管的下表面，所述旋转架可抽拉的设置在安装台上。

进一步的，在所述可调温电炉的底部设置有主支架，在所述主支架上滑动连接有主滑动架，在所述热处理装置固定在主滑动架上，在所述主滑动架的外侧固定安装有副支架，所述副支架上滑动连接有副滑动架，在所述副滑动架上固定安装有密封绝热装置，所述密封绝热装置上安装有测量热处理装置内部温度的杆状温度传感器，其中：

所述主支架包括主承重梁、主承重梁底侧的固定螺丝、以及主承重梁顶部的主滑轨；所述主滑动架包括主横板、垂直安装在主横板上的主竖板、安装在主横板底部的主滑动轮，所述主滑动轮与主滑轨配合工作，所述主竖板用于固定所述绝热座，所述主竖板为壳体结构；所述副支架包括副承重梁、安装在副承重梁顶部的副滑轨，所述副承重梁为三角形结构，所述三角形结构的侧边通过连接螺丝连接在主竖板上；所述副滑动架包括副横板和设置在副横板底部的副滑动轮，所述副滑动轮与副滑轨配合工作；所述密封绝热装置包括密封绝热堵头、副连接板、把手和加强筋，所述密封绝热堵头垂直安装副连接板上且能够密封导热方管的开口，所述副连接板的边缘开设有连接孔，所述副连接板的外侧设置有把手以及连接副滑动架用的加强筋；所述主连接板和副连接板的边缘能够通过螺栓固定连接实现热处理腔内部的密封；所述杆状温度传感器包括传感触头、设置在密封绝热堵头内部的固定管、用于安装固定管的固定座、以及用于传导温度信息的导线，所述导线连接可调温电炉的控制器；所述可调温电炉的内部设置有加热腔，所述加热腔的外侧由电炉丝包裹。

进一步的，所述氢气进气管和氩气进气管的进气端分别设置有调节进气量的阀门。

本实用新型的一种可纵向旋转的退火冷却装置具有以下有益效果：

(1)采用旋转架放置金属工件，待处理的工件可以卡放在上、下翻边之间。此时，当工件和旋转叶受到一侧气体吹动时，旋转叶的叶片受到不平衡的驱动力开始摆动直至有规律的旋转，在旋转过程，工件上的杂质、灰尘被吹落，在氩气降温时，由于工件处于旋转状态因此能够有效保证工件上下表面的温度一致，在此过程中，工件充当了风板的作用。需要注意的是，旋转叶应该放置在气体喷头的一侧，切勿将旋转叶的中心与气体喷头对齐。

(2)本方案中的热处理装置内部通过管道连通有液态氢气源和液态氩气源，使用氢气可以保护处理的工件不氧化且起净化作用，使用氩气可以实现控制炉子中工件冷速，将氩气流量加大到一定量后即可实现快速冷却达到淬火的效果。

(3)采用双层滑动架的结构能够便捷的将热处理装置从可调温电炉的加热腔中取出或送入，避免在加热炉体内直接取放待处理工件，降低了风险。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的旋转架的结构示意图；

图2是本实用新型的旋转叶的结构示意图；

图3是本实用新型的旋转叶的俯视图；

图4是本实用新型的整体内部结构示意图；

图5是本实用新型的导热方管内部结构示意图；

图6是本实用新型的整体外部结构示意。

图中，1-旋转架、101-底座、102-支架、103-旋转轴、104-旋转叶、105-轴承座、106-工件、1041-主轴、1042-通孔、1043-叶片、1044-翻边、1045-金属网格、2-主支架、201-主承重梁、202-固定螺丝、203-主滑轨、3-主滑动架、301- 主横板、302-主竖板、303-主滑动轮、4-热处理装置、401-导热方管、402-绝热座、403-主连接板、404-氢气进气管、405-氩气进气管、406-出气管、407-气体喷头、408-安装台、5-副支架、501-副承重梁、502-副滑轨、503-连接螺丝、6- 副滑动架、601-副横板、602-副滑动轮、7-密封绝热装置、701-密封绝热堵头、 702-副连接板、703-把手、704-加强筋、8-杆状温度传感器、801-传感触头、802- 固定管、803-固定座、804-导线、9-可调温电炉、901-加热腔、902-电炉丝、903- 控制器。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1、图2和图3所示，一种可纵向旋转的退火冷却装置包括安装在热处理装置4内部的旋转架1，旋转架1由底座101、支架102、旋转轴103、旋转叶104和轴承座105组成，其中：支架102为倒U型结构、固定在底座101之上，旋转轴103通过轴承座105可旋转的安装在支架102和底座101之间，旋转叶104固定套设在旋转轴103上，旋转轴103包括主轴1041、设置在主轴1041中心的安装用通孔1042、对称安装在主轴1041侧表面上的叶片1043，叶片1043的底部和顶部均设置有安放工件106用的翻边1044，叶片1043的中部镂空且安装有金属网格1045。

具体的，待处理的工件106可以卡放在上、下翻边1044之间。此时，当工件106和旋转叶104受到一侧气体吹动时，旋转叶104的叶片受到不平衡的驱动力开始摆动直至有规律的旋转，在旋转过程，工件106上的杂质、灰尘被吹落，在氩气降温时，由于工件106处于旋转状态因此能够有效保证工件上下表面的温度一致，在此过程中，工件106充当了风板的作用。需要注意的是，旋转叶104应该放置在气体喷头的一侧，切勿将旋转叶104的中心与气体喷头对齐。

如图4、图5和图6所示，容纳旋转架1的热处理装置4包括导热方管401、绝热座402、主连接板403、氢气进气管404、氩气进气管405、出气管406、气体喷头407、旋转架1和安装台409，导热方管401的外部轮廓与加热腔901的内部轮廓相适应，导热方管401的内部形成热处理腔，绝热座402包裹在导热方管401的开口端且设置在主滑动架3上，绝热座402的外部为铁皮或钢板，其内部为隔热棉，主连接板403固定在绝热座402靠近密封绝热装置7的一侧，主连接板403的边缘开设有连接孔；氢气进气管404和氩气进气管405的进气端分别垂直设置在绝热座402上，氢气进气管404和氩气进气管405的出气端分别连通设置在导热方管401内部的出气管406，出气管406安装在导热方管 401内壁顶部的一侧，气体喷头407均匀的设置在出气管406的下表面，旋转架 1可抽拉的设置在安装台409上；具体的，氢气进气管404和氩气进气管405的进气端分别设置有调节进气量的阀门，氢气进气管404通过阀门连接有液态氢气源，氩气进气管405通过阀门连接有液态氩气源。

图中，出气管406设置在导热方管401的侧壁上，放入旋转架1时一定要保证气体喷头407位于叶片1043的一侧，这种偏位设置是为了产生驱动旋转叶 104的动力。

图中，该装置还包括可调温电炉9，在可调温电炉9的底部设置有主支架2，在主支架2上滑动连接有主滑动架3，在主滑动架3上固定安装有热处理装置4，在主滑动架3的外侧固定安装有副支架5，副支架5上滑动连接有副滑动架6，在副滑动架6上固定安装有密封绝热装置7，密封绝热装置7上安装有测量热处理装置4内部温度的杆状温度传感器8。其中，可调温电炉9使用电炉丝902加热，通过控制电流大小实现电炉丝902加热强度的改变，可调温电炉9壳体中填充有隔热棉。可调温电炉9的内部设置有加热腔901，加热腔901的外侧由电炉丝902包裹，可调温电炉9也可以采用现有电热炉，例如PD-MJ箱式电阻炉、 ZS-R08-3C箱式电阻炉等。

图中，主支架2包括主承重梁201、主承重梁201底侧的固定螺丝202、以及主承重梁201顶部的主滑轨203，主承重梁201可以采用普通角钢焊接而成，主滑轨203的两端翘起防止主滑动轮303脱轨。图2中，主滑动架3包括主横板301、垂直安装在主横板301上的主竖板302、安装在主横板301底部的主滑动轮303，主滑动轮303与主滑轨203配合工作，主竖板302用于固定绝热座 402，主竖板302为壳体结构，主竖板302的上端内部还包裹有部分副滑动架6 和副滑轨502。

图中，副支架5包括副承重梁501、安装在副承重梁501顶部的副滑轨502，副承重梁501为三角形结构，三角形结构的侧边通过连接螺丝503连接在主竖板302上。副滑动架6包括副横板601和设置在副横板601底部的副滑动轮602，副滑动轮602与副滑轨502配合工作。主连接板403和副连接板702的边缘能够通过螺栓固定连接实现热处理腔内部的密封。

图中，密封绝热装置7包括密封绝热堵头701、副连接板702、把手703和加强筋704，密封绝热堵头701垂直安装副连接板702上且能够密封导热方管 401的开口，副连接板702的边缘开设有连接孔，副连接板702的外侧设置有把手703以及连接副滑动架6用的加强筋704。

本实施中，杆状温度传感器8包括传感触头801、设置在密封绝热堵头701 内部的固定管802、用于安装固定管802的固定座803、以及用于传导温度信息的导线804，导线804连接可调温电炉9的控制器903，传感触头801可以为热敏电阻。

本发明的具体工作过程如下：首先，将热处理装置4通过主滑动架3拉出，此时，热处理装置4脱离可调温电炉9；然后，松开主连接板403和副连接板 702边缘的螺栓，将密封绝热装置7通过副滑动架6拉出，此时，可以将待处理的工件放入导热方管401的旋转架1上；其次，将密封绝热装置7推入热处理装置4中，此时打开液态氢气源和进气阀门，此时气体喷头407高速喷出氢气，一方面可以清除工件上的杂物，另一方面可以将导热方管401内氧气排出，再通过螺栓固定主连接板403和副连接板702；进一步，将密封的热处理装置4推入可调温电炉9中加热至特定温度，可调温电炉9通过杆状温度传感器8实时采集导热方管401内部温度形成高精度闭环控制，加热到一定温度后，进一步调节控制器103实现不同温度下的退火，也可以将热处理装置4从调温电炉1 拉出，打开密封绝热装置7，此时，打开液态氩气源和进气阀门，气体喷头407 高速喷出氩气，通过控制进气阀门可以控制进入低温氩气的进气量，通过调节通入氩气的流量大小实现控制炉子中工件冷速，将氩气流量加大到一定量后即可实现快速、均匀冷却达到淬火的效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。