一种多元气体共渗强化系统及其工艺的制作方法

本发明涉及工件热处理技术领域，特别是一种多元气体共渗强化系统及其工艺。

背景技术：

热处理行业涉及到氨基气氛的设备或生产线全部都是箱式或推杆式设备或生产线，但这类设备或生产线实现不了诸如公路灯杆、通讯塔杆等大型、超大型物件的热处理。同时目前低温热处理通常采取氮化、软氮化、碳化等方法，这些方法不仅渗入元素单一、渗透时间长、渗层较浅，综合性差，而且容易导致处理件防腐性、耐磨性以及硬度不佳。

公开号为cn110359009a的中国发明专利公开了一种多元气体共渗强化系统及其工艺，属于工件热处理技术领域，解决了传统热处理环保性差、渗透效果不佳、渗层单一的问题，包括顺序连接的进料单元、换气单元、升温预渗单元、多元气体共渗强化单元、冷却保护单元以及出料单元。其通过各单元的配合，代替传统酸防腐工艺，提高环保性，利用换气单元，避免空气参与，提高多原子渗透的充分性，升温预渗单元结合微波辐射，改变灯杆表面组织结构，加快后续氮元素、硫元素以及铬元素的渗入速度和深度，多元气体共渗强化处理时，先采用氨气气氛渗氮处理，再采用促渗球b释放气态碳硫铬络合物，实现渗碳、渗硫以及渗铬共渗处理，令渗层组织复合多元化，提高灯杆件表面硬度。但是，上述系统中的冷却保护单元冷却时间消耗较长，冷却效果也不显著，制约了工件的热处理效率。

因此，需要一种多元气体共渗强化系统及其工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多元气体共渗强化系统，包括顺序连接的进料单元、换气单元、升温预渗单元、多元气体共渗强化单元、冷却保护单元以及出料单元，所述冷却保护单元包括支架、传送装置和喷淋装置；

所述支架的上表面沿着其长度方向设有放置槽，所述放置槽的底部设有过滤网；

所述传送装置包括若干传送辊，所述若干传送辊之间通过链条连接，且靠近支架上进料口一端的传送辊连接外部的驱动电机；

所述喷淋装置包括保护壳和若干高压喷淋头；所述保护壳设置在支架的上表面并罩盖在放置槽上；所述若干高压喷淋头设置在保护壳的内壁顶部，且通过管道与外部的水源相连接。

优选地，所述支架的下部位于过滤网的正下方设有承接槽，所述承接槽的底部截面为倒置的梯形结构，所述梯形结构上设有出水口，所述出水口上设有阀门。

优选地，所述若干高压喷淋头均转动设置在保护壳的内壁顶部。

优选地，所述若干传送辊的两端均相中间位置凹陷，形成限位部。

本发明的另一个目的在于提供一种多元气体共渗强化工艺，主要包括以下步骤：

(1)将待处理的灯杆件进行喷砂处理后，交叠放置于料盘内，经传送辊输送至各单元；

(2)传送辊将灯杆件输送至前换气室内，灯杆件感应器发出激光，根据激光返回时间与空白返回时间的对比计算出灯杆件总外径和，利用单个灯杆件外径历史数据，计算出灯杆件数量，并将讯号传递至电磁铁处，达到设定值时，竖向伺服模组下移，底部磁铁与电磁铁吸合，促使限位板迅速下移阻断灯杆件的输送，停止灯杆件的投放，随后磁铁与电磁铁相斥，限位板上移，传送辊继续输送灯杆件；

(3)启动第一真空换气系统对前换气室进行空气抽提，避免空气参与处理；

(4)待加热炉内温度达到400～460℃时，促渗球a内富勒烯经高温氧化后产生co2渗c气体，同时促进软氮化，传送辊将灯杆输送至加热炉内，微波辐射20min；

(5)共渗室内温度升至470～570℃时，通入氨气，保温微波辐射30min，再升温至570～590℃时，促渗球b内气态碳硫铬络合物逐步释放，使灯杆件表面形成混合渗层，组织厚度达到20～50um；

(6)传送辊将渗层后的灯杆件输送至冷却室壳体内，灯杆件在传送装置的作用下，进入进入到保护壳内，启动若干高压喷淋头，对灯杆件喷淋冷却处理；

(7)启动真空换气系统，对后换气室进行空气抽提，使后换气室呈真空状，传送辊将冷却后的灯杆件输送至后换气室，准备出料；

(8)传送辊将渗层冷却后灯杆件输送至出料车架，收集，存储。

本发明一种多元气体共渗强化系统及其工艺跟现有技术相比具有以下优点：

(1)冷却保护单元可以对灯杆件进行快速传送喷淋冷却，提高了冷却效率和质量；

(2)本系统通过各单元的配合，代替传统的浸泡制取防腐层的工艺，避免产生大量废酸废液，造成环境污染；

(3)装置简单，操作方便快捷。

附图说明

图1为支架的结构示意图；

图2为支架的剖视图；

图3为本实施例的冷却保护单元的结构示意图；

图4为高压喷淋头的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

如图1-4所示，本发明的一种多元气体共渗强化系统，包括顺序连接的进料单元、换气单元、升温预渗单元、多元气体共渗强化单元、冷却保护单元以及出料单元，所述冷却保护单元包括支架、传送装置和喷淋装置；

所述支架1的上表面沿着其长度方向设有放置槽2，所述放置槽2的底部设有过滤网3；

所述传送装置包括若干传送辊4，所述若干传送辊4之间通过链条连接，且靠近支架1上进料口一端的传送辊4连接外部的驱动电机；

所述喷淋装置包括保护壳8和若干高压喷淋头10；所述保护壳8设置在支架的上表面并罩盖在放置槽2上；所述若干高压喷淋头10设置在保护壳8的内壁顶部9，且通过管道与外部的水源相连接。

优选地，所述支架1的下部位于过滤网的正下方设有承接槽5，所述承接槽5的底部截面为倒置的梯形结构6，所述梯形结构上设有出水口7，所述出水口7上设有阀门；如此设置，可以将喷淋后的污水进行收集，方便后续处理。

优选地，所述若干高压喷淋头10均转动设置在保护壳8的内壁顶部。

优选地，所述若干传送辊4的两端均相中间位置凹陷，形成限位部，可以对传送中的灯杆件进行限位，便于准确地传送。

一种多元气体共渗强化工艺，主要包括以下步骤：

(1)将待处理的灯杆件进行喷砂处理后，交叠放置于料盘内，经传送辊输送至各单元；

(2)传送辊将灯杆件输送至前换气室内，灯杆件感应器发出激光，根据激光返回时间与空白返回时间的对比计算出灯杆件总外径和，利用单个灯杆件外径历史数据，计算出灯杆件数量，并将讯号传递至电磁铁处，达到设定值时，竖向伺服模组下移，底部磁铁与电磁铁吸合，促使限位板迅速下移阻断灯杆件的输送，停止灯杆件的投放，随后磁铁与电磁铁相斥，限位板上移，传送辊继续输送灯杆件；

(3)启动第一真空换气系统对前换气室进行空气抽提，避免空气参与处理；

(4)待加热炉内温度达到400～460℃时，促渗球a内富勒烯经高温氧化后产生co2渗c气体，同时促进软氮化，传送辊将灯杆输送至加热炉内，微波辐射20min；

(5)共渗室内温度升至470～570℃时，通入氨气，保温微波辐射30min，再升温至570～590℃时，促渗球b内气态碳硫铬络合物逐步释放，使灯杆件表面形成混合渗层，组织厚度达到20～50um；

(6)传送辊将渗层后的灯杆件输送至冷却室壳体内，灯杆件在传送装置的作用下，进入进入到保护壳内，启动若干高压喷淋头，对灯杆件喷淋冷却处理；

(7)启动真空换气系统，对后换气室进行空气抽提，使后换气室呈真空状，传送辊将冷却后的灯杆件输送至后换气室，准备出料；

(8)传送辊将渗层冷却后灯杆件输送至出料车架，收集，存储。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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专利的技术方案和简化描述，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专利申请的限制。

此外，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至少一个该特征。在本专利申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本说明书中的具体含义。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。