一种预氧化热处理炉的制作方法

1.本发明属于预加工处理技术领域，具体的说是涉及一种预氧化热处理炉。


背景技术：

2.渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。现有加工工艺中，为提升工件表面硬度、使渗碳层更加均匀，在工件进行渗碳前通常会加入预氧化热处理工艺，在期刊《热加工工艺》2003年第四期中收录的《450℃预氧化消除渗碳件表面硬度不足现象》一文(文章编号1001-3814(2003)04-0024-02)中提出了一种新式预氧化处理技术，通过提升温度和保温时间来提升预氧化效果。
3.电阻式加热是热处理炉的一种加热形式，通过对工件直接通电，利用工件自身的电阻产生高热，电阻加热装置具有结构简单、温度调节范围较大、控制精准和便于安装维修等优点。但由于电阻式加热通常不可避免的要与工件接触，当接触面积过大时就会使接触面无法和空气接触，用在预氧化过程中则会产生预氧化瑕疵，造成较大面积氧化不足的情况。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种预氧化热处理炉，本发明所要解决的具体问题是普通的电阻式热处理炉无法解决接触位置无法和空气接触，用在预氧化过程中则会产生预氧化瑕疵，造成较大面积氧化不足的情况的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种预氧化热处理炉，包括炉体、上料台、传动机构箱，所述传动机构箱固定连接于炉体上方前侧，所述上料台位于炉体前方，所述炉体内部和上料台上表面设有相同的滑轮，所述炉体包括外壁、隔热砖、压板和上料盘，所述上料盘可通过滑轮滑动进出炉体，所述上料盘整体为纯铜材料，所述上料盘上开设有若干细密孔，所述孔等距均匀排布在上料盘上，所述上料盘内设置有第二气道，所述上料盘底面为整块电磁铁，所述上料盘内滑动连接有二十五个顶升块，所述顶升块在上料盘上呈五乘五等距均匀分布，所述顶升块为二级圆柱结构，所述顶升块底面为单磁极的永久磁铁，所述顶升块内设置有第三气道，所述第二气道与第三气道可相互配合，所述第三气道的出气口向斜上方倾斜，所述炉体底部开设有九个排气口，所述排气口呈三乘三等距均匀排布在底面上。当上料盘进入炉体热处理炉开始工作后，电磁铁通电具备磁性，顶升块底部的永久磁铁向下的一极和电磁铁向上的一极显示的极性相同，顶升块受斥力向上运动，顶升块受电磁力和工件重力共同作用，平衡位置时
第二气道和第三气道相连通，空气经孔进入上料盘内的第二气道，然后经第三气道进入顶升块，最终从顶升块上半部的出气口斜向上喷出至工件下表面，保证了工件下表面的氧化效果，有效减小了工件下表面不能与空气接触的面积。多余的空气经上料盘底部的孔和炉体底部的排气口逸散，保证了炉体内空气的持续更新。
7.优选的，所述炉体上方固定连接有固定架，所述固定架上表面固定连接有液压缸，所述压板的导柱部分和液压缸的活塞杆固定连接，所述压板的导柱部分贯穿炉体上方的外壁和隔热砖并和贯穿部分滑动密封连接，液压缸运行时，将带动压板部分上下运动，所述压板内开设有气道，在热处理炉运行过程中，可通过外部供氧设备通过气道向工作区供氧，空气由气道通过压板直接输送到工作区，提升工作区的氧气浓度，避免因空气中氧气浓度不足引起工件表面不完全氧化，产生三氧化二铁，影响后续渗碳效果。
8.优选的，所述炉体外壁内表面固定连接有隔热砖，隔热砖可隔绝热量传递，一方面可以保存炉内热量，提升加热效率，另一方面可以使外部机构不受高温影响加速氧化，提升热处理炉整体寿命。
9.优选的，所述压板内的气道中设置有三层扰流板，所述扰流板呈方形结构，所述扰流板固定连接于气道内壁，所述扰流板与气体来向呈垂直设置，所述扰流板开设有十六个第一通气孔，所述第一通气孔呈四乘四均匀分布于扰流板上，通过设置三层扰流板，将进入气道的空气均匀的分配到十六条分路中，并可通过第一通气孔的直径来控制气流大小以达到限流效果，所述压板下表面开设有十六个第二通气孔，所述第二通气孔呈四乘四均匀分布于压板下表面五根接触棒之间，所述第一通气孔与第二通气孔通过气道分别连接，均匀分配的十六股气流可以保证从压板吹出的空气均匀分布在工作区内，避免了因空气中氧气浓度不均匀引起的局部氧化不足。
10.优选的，所述炉体内左右两侧底部分别开设有两个槽，所述槽内在两侧底角处的底面上分别固定连接有两个固定块，所述固定块靠近炉体中心的一个高于靠近外壁的一个，所述固定块为纯铜材料，纯铜材料导电性极佳，可以在连通电路的基础上将能量损失降到最低，所述炉体内的滑轮通过滑轴固定连接于槽内的两固定块中间，所述滑轮和滑轴滑动连接，滑轮使上料盘进出炉体更为便捷，节约了人力，所述槽的侧壁设置有导轮，所述导轮通过滑轴固定连接在侧壁与靠近外壁的固定块中间，所述导轮和滑轴滑动连接，通过导轮的设置，使上料盘在进入炉体的过程更为平稳，不会和边缘发生碰撞，所述两靠近外壁的固定块通过导线连接至外接直流电源正极，所述压板下表面固定连接有五根半圆柱形接触棒，采用半圆形结构可减少接触棒与工件的接触面积，所述接触棒等距均匀分布在压板下表面，所述五根导柱通过导线并联并连接在外接直流电源负极，当上料盘推入，启动液压缸，带动压板向下运动，直到和上料盘上的工件相接触，相应的，液压缸向下的行程需要严格控制，避免向下压力过大损坏上料盘或滑轮。随后启动外接直流电源，采用直流电电阻式热处理法，控制电流大小将工件加热到四百五十摄氏度左右保持一小时左右，达到预氧化效果。
11.优选的，所述传动机构箱内下半部设置有第一传动轴，所述第一传动轴与传动机构箱左端箱壁滑动连接，所述第一传动轴上固定连接有第一齿轮，所述压板上部圆柱形导柱部分前表面固定连接有上下走向的齿条，所述齿条与第一齿轮相互啮合，所述传动机构箱内设置有下半部位于第一传动轴斜上方设置有第二传动轴，所述第二传动轴和左右两端
箱壁滑动连接，所述第二传动轴上固定连接有大带轮和第二齿轮，所述传动机构箱上半部设置有第三传动轴，所述第三传动轴与传动机构箱左右两端箱壁滑动连接，所述第三传动轴上固定连接有两个棘轮收紧器和小带轮，所述第三传动轴距传动机构箱前壁的距离小于棘轮收紧器的半径，所述大带轮和小带轮之间通过皮带滑动连接，所述炉体前门上方对称固定连接有两个吊耳，所述棘轮收紧器和炉体前门上方的吊耳通过钢丝绳滑动连接。第一齿轮和第二齿轮的啮合将旋转方向调换，两带轮的配合将旋转的角速度放大，从而实现了当齿条向上运动时，可将第一齿轮的转动放大并传递给棘轮收紧器，调整传动比，可使在液压缸行程内，实现炉门的同步开关运动。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.1、当上料盘进入炉体热处理炉开始工作后，电磁铁通电具备磁性，顶升块底部的永久磁铁向下的一极和电磁铁向上的一极显示的极性相同，顶升块受斥力向上运动，顶升块受电磁力和工件重力共同作用，平衡位置时第二气道和第三气道相连通，空气经孔进入上料盘内的第二气道，然后经第三气道进入顶升块，最终从顶升块上半部的出气口斜向上喷出至工件下表面，保证了工件下表面的氧化效果，有效减小了工件下表面不能与空气接触的面积。
14.2、在热处理炉运行过程中，可通过外部供气设备通过气道向工作区供气，空气由气道通过压板直接输送到工作区，而消耗过后低浓度氧气将从下方的排气口排出，保持工作区一直都出入新风状态，维持工作区的氧气浓度，避免因氧气浓度不足引起工件表面不完全氧化，产生三氧化二铁，影响后续渗碳效果。
15.3、通过设置三层扰流板，将进入气道的空气均匀的分配到十六条分路中，并可通过第一通气孔的直径来控制气流大小以达到限流效果，均匀分配的十六股气流可以保证从压板吹出的空气均匀分布在工作区内，避免了因空气中氧气浓度不均匀引起的局部氧化不足。
16.4、本发明通过传动机构箱中第一齿轮和第二齿轮的啮合将旋转方向调换，两带轮的配合将旋转的角速度放大，从而实现了当齿条向上运动时，可将第一齿轮的转动放大并传递给棘轮收紧器，调整传动比，可使在液压缸行程内，实现炉门的同步开关运动，大大节省了工时，提升了效率。
附图说明
17.图1为本发明的整体图；
18.图2为本发明的不包含传动机构的正视图结构示意图；
19.图3为本发明的左视图结构示意图；
20.图4为本发明的上料盘的俯视图；
21.图5为本发明的上料盘的a-a截面图；
22.图6为本发明的上料盘的工作原理示意图；
23.图7为本发明的压板下表面结构示意图；
24.图8为本发明的扰流板结构示意图；
25.图9为本发明的传动箱内部结构示意图。
26.图中：炉体1、滑轮11、外壁12、隔热砖13、压板14、气道141、接触棒142、扰流板143、
第一通气孔144、第二通气孔145、上料盘15、孔151、第二气道152、电磁铁153、顶升块154、永久磁铁155、第三气道156、排气口16、固定块17、导轮18、吊耳19、上料台2、传动机构箱3、第一传动轴301、第一齿轮302、齿条303、第二传动轴304、大带轮305、第二齿轮306、第三传动轴307、棘轮收紧器308、小带轮309、皮带310、钢丝绳311、导线4。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图1至图9，本发明实施例中，一种预氧化热处理炉，包括炉体1、上料台2和传动机构箱3，传动机构箱3固定连接于炉体1上方前侧，上料台2位于炉体1前方，炉体1内部和上料台2上表面设有相同的滑轮11，炉体1包括外壁12、隔热砖13、压板14和上料盘15，上料盘15可通过滑轮11滑动进出炉体1，上料盘15整体为纯铜材料，上料盘15上开设有若干细密的孔151，孔151等距均匀排布在上料盘15上，上料盘15内设置有第二气道152，上料盘15底面为整块电磁铁153，上料盘15内滑动连接有二十五个顶升块154，顶升块154在上料盘15上呈五乘五等距均匀分布，顶升块154为二级圆柱结构，顶升块154底面为单磁极的永久磁铁155，顶升块154内设置有第三气道156，第二气道152与第三气道156可相互配合，第三气道156的出气口向斜上方倾斜，炉体1底部开设有九个排气口16，排气口16呈三乘三等距均匀排布在底面上。当上料盘15进入炉体热处理炉开始工作后，电磁铁153通电具备磁性，顶升块154底部的永久磁铁155向下的一极和电磁铁153向上的一极显示的极性相同，顶升块154受斥力向上运动，顶升块154受电磁力和工件重力共同作用，平衡位置时第二气道152和第三气道156相连通，空气经孔151进入上料盘15内的第二气道152，然后经第三气道156进入顶升块154，最终从顶升块154上半部的出气口斜向上喷出至工件下表面，保证了工件下表面的氧化效果，有效减小了工件下表面不能与空气接触的面积。多余的空气经上料盘15底部的孔151和炉体1底部的排气口16逸散，保证了炉体1内空气的持续更新。
29.炉体1上方固定连接有固定架，固定架上表面固定连接有液压缸，压板14的导柱部分和液压缸的活塞杆固定连接，压板14的导柱部分贯穿炉体1上方的外壁12和隔热砖13并和贯穿部分滑动密封连接，液压缸运行时，将带动压板14部分上下运动，压板14内开设有气道141，在热处理炉运行过程中，可通过外部供氧设备通过气道141向工作区供气，空气由气道141通过压板14直接输送到工作区，提升工作区的氧气浓度，避免因氧气浓度不足引起工件表面不完全氧化，产生三氧化二铁，影响后续渗碳效果。
30.作为本发明的一种实施方式，炉体1外壁12内表面固定连接有隔热砖13，隔热砖13可隔绝热量传递，一方面可以保存炉内热量，提升加热效率，另一方面可以使外部机构不受高温影响加速氧化，提升热处理炉整体寿命。
31.作为本发明的一种实施方式，压板14内的气道141中设置有三层扰流板143，扰流板143呈方形结构，扰流板143固定连接于气道141内壁，扰流板143与气体来向呈垂直设置，扰流板143开设有十六个第一通气孔144，第一通气孔144呈四乘四均匀分布于扰流板143上，通过设置三层扰流板143，将进入气道141的空气均匀的分配到十六条分路中，并可通过
第一通气孔144的直径来控制气流大小以达到限流效果，压板14下表面开设有十六个第二通气孔145，第二通气孔145呈四乘四均匀分布于压板14下表面五根接触棒142之间，第一通气孔144与第二通气孔145通过气道141分别连接，均匀分配的十六股气流可以保证从压板14吹出的空气均匀分布在工作区内，避免了因空气中氧气浓度不均匀引起的局部氧化不足。
32.作为本发明的一种实施方式，作为本发明的一种实施方式，炉体1内左右两侧底部分别开设有两个槽，槽内在两侧底角处的底面上分别固定连接有两个固定块17，固定块17靠近炉体1中心的一个高于靠近外壁12的一个，固定块17为纯铜材料，纯铜材料导电性极佳，可以在连通电路的基础上将能量损失降到最低，炉体1内的滑轮11通过滑轴固定连接于槽内的两固定块17中间，滑轮11和滑轴滑动连接，滑轮11使上料盘15进出炉体1更为便捷，节约了人力，槽的侧壁设置有导轮18，导轮18通过滑轴固定连接在侧壁与靠近外壁12的固定块17中间，导轮18和滑轴滑动连接，通过导轮18的设置，使上料盘15在进入炉体1的过程更为平稳，不会和边缘发生碰撞，两靠近外壁12的固定块17通过导线4连接至外接直流电源正极，压板14下表面固定连接有五根半圆柱形的接触棒142，采用半圆形结构可减少接触棒142与工件的接触面积，接触棒142等距均匀分布在压板14下表面，五根导柱通过导线4并联并连接在外接直流电源负极，当上料盘15推入，启动液压缸，带动压板14向下运动，直到和上料盘15上的工件相接触，相应的，液压缸向下的行程需要严格控制，避免向下压力过大损坏上料盘15或滑轮11。随后启动外接直流电源，采用直流电电阻式热处理法，控制电流大小将工件加热到四百五十摄氏度左右保温一小时左右，达到预氧化效果。
33.作为本发明的一种实施方式，传动机构箱3内下半部设置有第一传动轴301，第一传动轴301与传动机构箱3左端箱壁滑动连接，第一传动轴301上固定连接有第一齿轮302，压板14上部圆柱形导柱部分前表面固定连接有上下走向的齿条303，齿条303与第一齿轮302相互啮合，传动机构箱3内设置有下半部位于第一传动轴301斜上方设置有第二传动轴304，第二传动轴304和左右两端箱壁滑动连接，第二传动轴304上固定连接有大带轮305和第二齿轮306，传动机构箱3上半部设置有第三传动轴307，第三传动轴307与传动机构箱3左右两端箱壁滑动连接，第三传动轴307上固定连接有两个棘轮收紧器308和小带轮309，第三传动轴307距传动机构箱3前壁的距离小于棘轮收紧器308的半径，大带轮305和小带轮309之间通过皮带310滑动连接，炉体1前门上方对称固定连接有两个吊耳19，棘轮收紧器308和炉体1炉门上方的吊耳19通过钢丝绳311滑动连接。第一齿轮302和第二齿轮306的啮合将旋转方向调换，两带轮的配合将旋转的角速度放大，从而实现了当齿条303向上运动时，可将第一齿轮302的转动放大并传递给棘轮收紧器308，调整传动比，可使在液压缸行程内，实现炉门的同步开关运动。
34.工作原理：在使用本发明时，启动液压缸，带动压板14向上运动，同时压板14上部分的圆柱部分上的齿条303带动第一齿轮旋转，通过第一齿轮302和第二齿轮306的啮合将旋转方向调换，两带轮的配合将旋转的角速度放大，最终将液压缸的小行程运动传导给棘轮收紧器308的大角度转动，实现当液压缸上升时，可带动压板14上升和炉门上升两个行程不同的动作同时完成，将放置有工件的上料盘15推入炉中，启动液压缸，压板14向下运动，直到和上料盘15上的工件相接触，同理传动机构箱3内的传动机构将带动炉门关闭，相应的，液压缸向下的行程需要严格控制，避免向下压力过大损坏上料盘15或滑轮11。随后启动
外接直流电源，同时开始向炉内通空气，空气进入压板14上的气道141中，扰流板143，将进入气道的空气均匀的分配到十六条分路中，并可通过第一通气孔144的直径来控制气流大小以达到限流效果，均匀分配的十六股气流可以保证从压板14吹出的空气均匀分布在工作区内，避免了因空气中氧气浓度不均匀引起的局部氧化不足。采用直流电电阻式热处理法，控制电流大小将工件加热到四百五十摄氏度左右保温一小时左右。当上料盘15进入炉体热处理炉开始工作后，电磁铁153通电具备磁性，顶升块154底部的永久磁铁155向下的一极和电磁铁153向上的一极显示的极性相同，顶升块154受斥力向上运动，顶升块154受电磁力和工件重力共同作用，平衡位置时第二气道152和第三气道156相连通，空气经孔151进入上料盘15内的第二气道152，然后经第三气道156进入顶升块154，最终从顶升块154上半部的出气口斜向上喷出至工件下表面，保证了工件下表面的部分氧化效果，有效减小了工件下表面不能与空气接触的面积。多余的空气经上料盘15底部的孔151和炉体1底部的排气口16逸散，保证了炉体1内空气的持续更新。
35.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。