一种用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置的制作方法

本发明涉及金属材料表面渗碳工艺，具体涉及一种用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置。

背景技术：

1、真空渗碳又称低压渗碳，是指在低于一个大气压的条件下进行的气体渗碳工艺。相对于传统气体渗碳，真空渗碳可对盲孔等形状复杂的工件进行渗碳，可避免内氧化问题，不产生co2、so2等有害气体，具有环境友好、可高温渗碳、渗碳速度较快等特点。

2、一般钢铁渗碳温度为900～950℃，由于刚玉陶瓷与碳不会发生反应，使用刚玉陶瓷护管热电偶进行控温。随着国内外渗碳技术和渗碳装备的发展，越来越多的材料被用于渗碳处理，包括熔点较高的钛、钼、铌、钽、钨等材料，真空渗碳的温度可达1700℃。真空下，刚玉陶瓷护管热电偶一般用于1500℃以下，可短时用于1500℃～1700℃，但一般不作为长时间使用，尤其对真空炉，长时间辐射温度较高部位可能发生局部刚玉陶瓷颈缩、融化现象；氧化锆陶瓷护管热电偶可承受1800℃高温，但氧化锆抗热震性差，易发生瓷管断裂，且氧化锆会与碳发生反应，使得抗热震性更差。经试验证明，氧化锆陶瓷护管热电偶在高温渗碳时很容易发生陶瓷断裂，渗碳气氛进入热电偶，易引起热电偶失效，热电偶寿命较短。热电偶陶瓷损坏，易引起热电偶故障，致使炉温失控，对人员安全和产品质量带来巨大风险。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，以解决上述背景中温度控制的不足，实现难熔金属高温渗碳的可靠温控。

2、本申请实施例提供以下技术方案：一种用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，包括：

3、高温渗碳炉，所述高温渗碳炉的外壁上开设红外窗口和热电偶窗口；

4、热电偶，所述热电偶设置在所述热电偶窗口上，用于通过所述热电偶窗口将所述热电偶的采集端插入所述高温渗碳炉中；

5、红外测温仪，所述红外测温仪设置在所述红外窗口上，用于通过所述红外窗口将所述红外测温仪的采集端插入所述高温渗碳炉中；

6、温控表，所述温控表分别与所述热电偶和所述红外测温仪控制连接，用于通过所述热电偶和所述红外测温仪获取所述高温渗碳炉内的温度；

7、热偶插拔装置，所述热偶插拔装置固定在所述高温渗碳炉的外壁上，所述热电偶固定在所述热偶插拔装置上，用于通过所述热偶插拔装置将所述热电偶的采集端插入或拔出所述高温渗碳炉；

8、根据所述温控表的温度设置参数，若所述高温渗碳炉内的温度控制于1200℃～1300℃以下，则通过所述热偶插拔装置将所述热电偶的采集端插入所述高温渗碳炉中，通过所述热电偶采集炉内温度；若所述高温渗碳炉内的温度控制于1200℃～1300℃以上，则通过所述热偶插拔装置将所述热电偶的采集端拔出所述高温渗碳炉，切换为通过所述红外测温仪采集炉内温度。

9、根据本申请一种实施例，所述热偶插拔装置包括支架、滑块和驱动电机，所述支架的端部固定设置在所述高温渗碳炉的外壁上，所述滑块设置在所述支架上，所述热电偶的尾端与所述滑块固定连接，所述驱动电机的驱动端与所述滑块固定连接，以驱动所述滑块在所述支架上滑动，将所述热电偶的采集端插入或拔出所述高温渗碳炉。

10、根据本申请一种实施例，所述热偶插拔装置还包括接近开关，所述接近开关固定安装在所述支架上，用于对所述滑块的位置信息进行感应，以对所述热电偶的采集端的位置进行判断。

11、根据本申请一种实施例，所述支架包括底板和固定在所述底板上的滑轨，所述驱动电机固定设置在所述底板上，所述滑块与所述滑轨配合滑动，所述滑块上设置固定板，所述热电偶的尾端通过尾端螺母固定在所述固定板上。

12、根据本申请一种实施例，还包括控制器，所述控制器与所述接近开关电连接，用于获取所述接近开关的采集信号；所述控制器与所述驱动电机控制连接，用于根据所述采集信号控制所述驱动电机的启闭。

13、根据本申请一种实施例，还包括密封座，所述密封座安装在所述热电偶窗口上，用于将所述热电偶与所述热电偶窗口之间密封。

14、根据本申请一种实施例，所述密封座包括内部贯通的底座，所述底座与所述热电偶窗口之间密封固定，所述热电偶穿过所述底座的内腔，所述热电偶的外圈套设o型圈和垫片，且所述o型圈和所述垫片均位于所述底座的内腔中；所述密封座还包括紧固螺母，所述紧固螺母与所述底座螺纹连接，以将所述o型圈和所述垫片固定于所述底座的内腔中。

15、根据本申请一种实施例，所述密封座还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母螺接于所述紧固螺母与所述底座的接口位置，以将接口位置进一步密封固定。

16、根据本申请一种实施例，所述红外窗口上水平设置支撑板，所述支撑板的端部设置固定圈，所述红外测温仪套设在所述固定圈中，且在外力作用下所述红外测温仪可在所述固定圈中沿着所述支撑板滑动，以插入所述红外窗口中。

17、根据本申请一种实施例，所述热电偶为刚玉陶瓷护管钨铼热电偶。

18、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本发明实施例采用钨铼热电偶和红外测温仪进行温度控制，钨铼热电偶用于1200℃～1300℃以下温度控温，红外用于1200℃～1300℃以上温度控温。在高温渗碳采用红外控温时，将热电偶拔出至保温层，使所处位置温度不高于1400℃，使刚玉陶瓷不会因高温而发生断裂或融化，可延长热电偶寿命。通过红外控温、热偶拔出，可实现更高温度的渗碳。若高温下发生红外测温仪故障，可手动将钨铼热电偶插入并设置温控表使用钨铼热电偶控温，高温渗碳温度可达2000℃，虽然此情况下刚玉保护陶瓷会发生失效，但钨铼热电偶仍可实现可靠测温，可保障该炉次的温度可控，保障高温下产品、人员和设备安全。本发明实施例可实现难熔金属高温渗碳的可靠温控，安全性高。

技术特征：

1.一种用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，所述热偶插拔装置包括支架、滑块和驱动电机，所述支架的端部固定设置在所述高温渗碳炉的外壁上，所述滑块设置在所述支架上，所述热电偶的尾端与所述滑块固定连接，所述驱动电机的驱动端与所述滑块固定连接，以驱动所述滑块在所述支架上滑动，将所述热电偶的采集端插入或拔出所述高温渗碳炉。

3.根据权利要求2所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，所述热偶插拔装置还包括接近开关，所述接近开关固定安装在所述支架上，用于对所述滑块的位置信息进行感应，以对所述热电偶的采集端的位置进行判断。

4.根据权利要求2所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，所述支架包括底板和固定在所述底板上的滑轨，所述驱动电机固定设置在所述底板上，所述滑块与所述滑轨配合滑动，所述滑块上设置固定板，所述热电偶的尾端通过尾端螺母固定在所述固定板上。

5.根据权利要求3所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述接近开关电连接，用于获取所述接近开关的采集信号；所述控制器与所述驱动电机控制连接，用于根据所述采集信号控制所述驱动电机的启闭。

6.根据权利要求1所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，还包括密封座，所述密封座安装在所述热电偶窗口上，用于将所述热电偶与所述热电偶窗口之间密封。

7.根据权利要求6所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，所述密封座包括内部贯通的底座，所述底座与所述热电偶窗口之间密封固定，所述热电偶穿过所述底座的内腔，所述热电偶的外圈套设o型圈和垫片，且所述o型圈和所述垫片均位于所述底座的内腔中；所述密封座还包括紧固螺母，所述紧固螺母与所述底座螺纹连接，以将所述o型圈和所述垫片固定于所述底座的内腔中。

8.根据权利要求7所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，所述密封座还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母螺接于所述紧固螺母与所述底座的接口位置，以将接口位置进一步密封固定。

9.根据权利要求1所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，所述红外窗口上水平设置支撑板，所述支撑板的端部设置固定圈，所述红外测温仪套设在所述固定圈中，且在外力作用下所述红外测温仪可在所述固定圈中沿着所述支撑板滑动，以插入所述红外窗口中。

10.根据权利要求1所述的用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，其特征在于，所述热电偶为刚玉陶瓷护管钨铼热电偶。

技术总结
本发明提供了一种用于难熔金属高温渗碳设备的温控装置，涉及金属材料表面渗碳工艺技术领域。包括：高温渗碳炉，所述高温渗碳炉的外壁上开设红外窗口和热电偶窗口；热电偶，设置在所述热电偶窗口上；红外测温仪，设置在所述红外窗口上；温控表，所述温控表分别与所述热电偶和红外测温仪控制连接，用于通过所述热电偶和红外测温仪获取高温渗碳炉内的温度；热偶插拔装置，固定在所述高温渗碳炉的外壁上，所述热电偶固定在所述热偶插拔装置上，用于通过热偶插拔装置将所述热电偶的采集端插入或拔出所述高温渗碳炉。本发明采用热电偶和红外测温仪进行温度控制，实现了难熔金属高温渗碳的可靠温控。

技术研发人员：凌利月,杨光,吕绪明,牛洁,刘海勇
受保护的技术使用者：天津亚光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29