一种真空热处理与深冷处理一体机

本发明属于金属材料热处理设备领域，具体涉及一种既能进行真空热处理又能进行深冷处理的一体化设备。

背景技术：

1、真空高压气淬是对金属零件材料表面硬化的一种工艺技术，它淬硬均匀，变形小,不破坏零件表面的光洁度，减少了淬火后的表面加工工序，从而提高了生产效率，降低了生产成本。深冷技术是将淬火后的金属材料冷却过程继续下去，达到远低于室温的温度，促使常规热处理后所存在的残余奥氏体进一步转化为马氏体，改善和细化组织结构。

2、当前深冷处理技术在材料改性方面的优势，获得业界广泛认可，但在具体应用中仍然采用在热处理炉中进行淬火，然后转移到深冷处理设备中进行深冷工艺。在转移过程中，不但费时费工且增加能耗，影响工业化生产的效率，更重要的是工件难免与空气接触发生氧化，会严重削弱材料性能的强化效应。从相关设备发展来看，真空淬火设备与深冷处理设备技术发展迅速，但并未出现一体化设备。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种真空热处理与深冷处理一体机，解决工件真空热处理后到深冷处理的连续性问题，并设有氮气循环利用装置，在保证处理工件的质量，提高生产效率时，节约处理成本。

2、一种真空热处理与深冷处理一体机包括，圆筒型的真空高压加热室（ⅰ），真空高压气淬冷却室（ⅱ），深冷室（ⅲ）。所述特征包括真空高压加热室（ⅰ）和真空高压气淬冷却室（ⅱ）之间可上下开合的第一启封密封门（1），真空高压气淬冷却室（ⅱ）和深冷室（ⅲ）之间可上下开合的第二启封密封门（2），所述真空高压加热室（ⅰ）有第一紧锁门（3）用于物料进出，所述深冷室（ⅲ）有第二紧锁门（4）用于物料进出。真空高压气淬冷却室（ⅱ）内设有两条行驶轨道（5）其上有沿轨道行驶可以升降的运料小车（6）。所述的真空高压气淬冷却室（ⅱ）内壁设有气淬室保温层（26），第二多层物料架（36），液氮循环冷却管路（7）可以使气淬冷却室降温至-140℃。所述的真空高压气淬冷却室（ⅱ）外壁设有管路，其上有第三电磁阀（13），第四电磁阀（14），第五电磁阀（15），分别用于控制排放气淬废气，输入气淬氮气，控制液氮循环冷却管路（7）流量。所述的真空高压加热室（ⅰ）内设有加热装置(8)，隔热层（25），第一多层物料架（9），加热室轨道（10）使运料小车（6）可行进物料架下方实行分层运输。所述的真空高压加热室（ⅰ）外壁还设有管路，其上有第一电磁阀（11），第二电磁阀（12），分别用于热处理前的抽真空和工艺结束后的充入空气平衡气压。所述的深冷室（ⅲ）内设有氮气雾化分散装置(37),第三多层物料架（21）,深冷室轨道（22），风机（23），深冷室保温层（24）所述的深冷室（ⅲ）外壁还设有管路，其上有第六电磁阀（16），第七电磁阀（17），分别用于深冷室液氮输入和氮气排出。外部设有液氮罐（27）,液氮罐管路两侧分别有第一截止阀（31），第二截止阀（32）,所述储气罐（28）上设有压力表（29），第三截止阀（33），用于控制氮气输入真空高压气淬冷却室（ⅱ）。所述储气罐（28）以次通过第一单向阀（18）、第一空气压缩机（19）、抽气泵（20）、第六电磁阀（16）与深冷室（ⅲ）相连。所述的液氮循环冷却管路（7），在真空高压气淬冷却室（ⅱ）循环后依次通过第二空气压缩机（30），第二单向阀（35），并有第四截止阀（34）可排除多于氮气。

3、本发明一较佳实施方案中，所述送料小车（6）可实现分层送料，取料时从多层物料架由下向上依次托举物料盘，放置时由上向下依次进行物盘的放置。

4、本发明一较佳实施方案中，所述液氮循环冷却管路（7），可使真空高压气淬冷却室（ⅱ）冷却到-140℃。当冷却温度要求更高时，可在深冷室（ⅲ）进行冷却到-196℃。

5、本发明一较佳实施方案中，所述储气罐（28）可通过第一单向阀（18）、第一空气压缩机（19）、抽气泵（20）收集深冷室（ⅲ）使用过的氮气，还可以通过第二空气压缩机（30），第二单向阀（35）收集液氮循环冷却管路（7）使用过的氮气，进行存储，以待淬火使用。

6、本发明一较佳实施方案中,所述氮气雾化分散装置(20)，通过两侧4个管道分别对中心喷雾化氮气，并有对流风机（23）带动氮气流动，以实现更快，更均匀的降温效果。

7、本发明一较佳实施方案中,所述电磁阀（11）（12）（13）（14）（15）（16）（17）可实现根据温度和压力信号控制管路开闭。

8、本发明具有以下优点：1整台设备采用计算机控制系统进行控制，提高生产效率。2真空高压气淬冷却室可实现-140℃的低温环境，深冷室可实现-196℃的低温环境，可根据需求选取，节约材料，节能环保。3.设备设有氮气循环利用系统，可节约工艺成本。4金属工件的真空热处理与深冷处理结合在一台设备上进行，既节省了设备的投资、节约了材料消耗，又提高了生产率、提高了处理工件的质量。

技术特征：

1.一种真空热处理与深冷处理一体机，其特征包括：

2.根据权利要求1所述的一种真空热处理与深冷处理一体机，其特征在于，所述的真空高压气淬冷却室（ⅱ）内设有两条行驶轨道（5）其上有沿轨道行驶可以升降的运料小车（6），所述的真空高压气淬冷却室（ⅱ）内壁设有气淬室保温层（26），第二多层物料架（36），液氮循环冷却管路（7）可以使气淬冷却室降温至-140℃，所述的真空高压气淬冷却室（ⅱ）外壁设有管路，其上有第三电磁阀（13），第四电磁阀（14），第五电磁阀（15），分别用于控制排放气淬废气，输入气淬氮气，控制液氮循环冷却管路（7）流量。

3.根据权利要求1所述的一种真空热处理与深冷处理一体机，其特征在于，所述的真空高压加热室（ⅰ）内设有加热装置（8），隔热层（25），第一多层物料架（9），加热室轨道（10）使运料小车（6）可行进物料架下方实行分层运输，所述的真空高压加热室（ⅰ）外壁还设有管路，其上有第一电磁阀（11），第二电磁阀（12），分别用于热处理前的抽真空和工艺结束后的充入空气平衡气压。

4.根据权利要求1所述的一种真空热处理与深冷处理一体机，其特征在于，所述的深冷室（ⅲ）内设有氮气雾化分散装置(37),第三多层物料架（21），深冷室轨道（22），风机（23），深冷室保温层（24），所述的深冷室（ⅲ）外壁还设有管路，其上有第六电磁阀（16），第七电磁阀（17），分别用于深冷室液氮输入和氮气排出。

5.根据权利要求1所述的一种真空热处理与深冷处理一体机，其特征在于外部设有液氮罐（27）液氮罐管路两侧分别有第一截止阀（31），第二截止阀（32），分别控制对深冷室（ⅲ）液氮流入的开闭和储气罐（28）流向，以便回收气体不足时，进行补充。

6.根据权利要求5所述的一种真空热处理与深冷处理一体机，其特征在于所述储气罐（28）上设有压力表（29），第三截止阀（33），用于控制氮气输入真空高压气淬冷却室（ⅱ），所述储气罐（28）以次通过第一单向阀（18）、第一空气压缩机（19）、抽气泵（20）、第六电磁阀（16）与深冷室（ⅲ）相连。

7.根据权利要求2所述的一种真空热处理与深冷处理一体机，其特征在于，所述的液氮循环冷却管路（7），在真空高压气淬冷却室（ⅱ）循环后出去依次通过第二空气压缩机（30），第二单向阀（35），并有第四截止阀（34）可排除多于氮气。

技术总结
一种真空热处理与深冷处理一体机，属于金属热处理设备领域，其特征是圆筒状的处理室，分为真空高压加热室，真空高压冷却室，深冷室三室。两室间有可以上下起闭的启封密封门，三室通过送料小车进行物料的转移。真空高压加热室外壁装有第一、第二电磁阀，真空高压气淬冷却室外壁上装有第三、第四、第五电磁阀，深冷室外壁装有第六、第七电磁阀。液氮罐通过第五、第六电磁阀，分别与真空高压气淬冷却室和深冷室相连，可分别实现真空高压气淬冷却室‑140℃，以及深冷室‑196℃的低温环境，两室使用过的氮气回收到储气罐中可进行淬火使用。优点是热处理和深冷处理集成在一个设备，减少材料消耗，提高生产率和产品质量。

技术研发人员：陈峙,赵江辉,牛雪梅,郭嘉,闫献国
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17