專利名稱：真空室型低溫處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料的低溫處理設(shè)備。
對金屬材料進行低溫處理，是近年來國外興起的一種新技術(shù)。它是將工件淬火的冷卻過程繼續(xù)下去，到低于室溫的某一溫度過程，從而改變金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)，以便達到增強工件的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性的新工藝。
對機械性能和制造精度要求較高的加工件，大多數(shù)是選用含碳量較高的碳素結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、高合金鋼等材料制造的。由于這些材料的馬氏體轉(zhuǎn)變終止溫度在攝氏零度以下，有的甚至于低到-110℃。因此，這些材料在淬火后，會留下殘余奧氏體，有時竟達13-45%之多，從而限制了材料的硬度以及耐磨性的提高。而且，殘余奧氏體是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在保留和使用期間，受冷、熱會分解轉(zhuǎn)化，致使工件的體積發(fā)生膨脹與變形，幾何尺寸不穩(wěn)定。
為改善材料的上述性能，提高工件的使用壽命，采用低溫處理技術(shù)，能有效地消除工件殘余的奧氏體，并使之微觀組織細化。但要達到這個目的，必須掌握在低溫處理過程中，溫變速率穩(wěn)定以及工件整體溫度均一這兩個要點。
本發(fā)明以前的低溫處理裝置，都是采用工件與冷卻劑(例如液氮)直接接觸的形式。或是將工件直接置于冷卻劑里，或是把冷卻劑噴射到工件表面上。由于不能完全控溫，達不到上述兩個要點，實際效果很差。
日本人八重樫敏雄等人，提出了一種改進設(shè)計(見日本國特許廳公開特許公報，昭53-10312)。圖一是該裝置的結(jié)構(gòu)縱剖面示意圖。圖中(4)為冷卻容器;(5)為帶有多噴嘴的輸送冷卻劑(液氮)的金屬導(dǎo)管;(6)為鼓風(fēng)機;(7)為被處理的工件;(9)為使工件轉(zhuǎn)動的機構(gòu);(10)為懸吊工件的吊具;(12)為連接冷卻劑(液氮)貯存容器的冷卻劑供應(yīng)管。由圖中看出，該設(shè)計的特點在于向垂吊的工件(7)表面噴射冷卻劑(液氮)的同時，使工件旋轉(zhuǎn);并在冷卻容器(4)的底部設(shè)置鼓風(fēng)機(6)，用來攪拌工件周圍的冷氣，使之產(chǎn)生箭頭所示方向的循環(huán)，以期使工件冷卻均勻。然而實際上并沒有達到設(shè)計者的理想目的。從噴嘴噴出來的冷卻劑(液氮)，遇室溫霧化之后，在鼓風(fēng)機的作用下，工件表面周圍產(chǎn)生的是不平衡的動態(tài)氣體的換熱，因而冷卻效率低，而變速率也難以控制穩(wěn)定。實驗表明，工件上下區(qū)域間出現(xiàn)了較大的溫差。再者，該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用處也太專一。
本發(fā)明的目的在于，為工業(yè)企業(yè)提供一種切實可行、能有效提高各種工件(包括刀具、鉆頭、模具、齒輪、精密軸承、輪軸、低溫閥門、軋輥、以及彈簧等)的耐磨性和使用壽命的新設(shè)計，以適于工業(yè)部門生產(chǎn)的廣泛需要。
本發(fā)明是由冷卻容器、工作室、真空泵、提升機構(gòu)以及檢測與控制儀表等部分組成。圖二為本裝置的結(jié)構(gòu)縱剖面示意圖。圖中(1)為冷卻容器;(2)為工作室;(3)為真空泵;(4)為提升機構(gòu);(5)為抽真空管;(6)為連接真空泵的伐接頭;(7)為測量工作室真空度的規(guī)管接頭;(8)為測量工作室內(nèi)溫度的溫度計引線接頭;(9)為裝置底座;(10)為裝置機殼。
本發(fā)明的特征在于，具有一種用來盛裝工件、避免其與冷卻劑(液氮)相接觸、且能抽真空的工作室，以及為盛裝工件的工作室抽取真空來控制工件溫度變速率的真空泵。
與前述設(shè)計不同，本發(fā)明按如下原理進行工作當(dāng)把清洗干凈的待處理工件裝入工作室(2)中的工件架上，用法蘭借助鉛絲把工作室(2)密封好，把伐接頭(6)用管子與真空泵(3)接通后，起動真空泵(3)對工作室(2)抽真空。當(dāng)真空度達到處理工藝所要求的值后，再由提升機構(gòu)(4)將工作室(2)置入冷卻容器(1)中的冷卻劑(液氮)內(nèi)進行冷卻。
本發(fā)明所采取的冷卻劑(液氮)與盛裝工件的工作室的真空度相配合實現(xiàn)對工件控溫的技術(shù)措施，比八重樫敏雄所采用的噴射、旋轉(zhuǎn)與鼓風(fēng)等技術(shù)手段更為簡單，操作方便和行之有效。本發(fā)明的優(yōu)點在于，對工件處理效果好;裝置結(jié)構(gòu)簡單，通用性強，不受工件大小、形狀的限制，操作簡便，無公害，成本低。
作為實施例，本發(fā)明已研制成VA-400型低溫處理裝置。
該裝置由機箱、杜瓦、工作室、真空泵、提升機構(gòu)以及相應(yīng)的檢測溫度、壓力、時間等工藝參數(shù)的自動顯示儀表、控制機構(gòu)等部件組成，構(gòu)成可拆整體。
裝置技術(shù)指標(biāo)整機外形高2.4米，長1.1米，寬0.7米機箱鋁制，高1.8米，長1.1米，寬0.7米冷卻劑容器(杜瓦)，高1.1米，YDH-100型工作室高0.36米，φ0.3米由不銹鋼制成真空泵2XZ-2機械泵提升機構(gòu)包括XJW-007型減速機;鋼絲繩、滑輪、支架、吊鉤(均由45＃鋼制成的)。
處理量20kg/日監(jiān)控水平自動顯示和控制效果通用鉆頭使用壽命凈提高3倍，車刀、銑刀凈提高1倍以上。
下表給出了用本裝置對高速鋼刃具進行低溫處理后，在各廠家使用情況與未處理刃具有對比資料。表中第一縱行為做對比實驗的各廠家;橫列為各廠家進行實驗的情況。如東方汽輪機廠，使用本裝置處理過的25CrZNi4Myφ8mm鉆頭，對材料進行加工，一個鉆頭可鉆40個孔，未經(jīng)低溫處理的同種鉆頭只能鉆10個即報廢，使用壽命凈增加了三倍。
表1、低溫處理對高速鋼刃具使用壽命影響
本裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，運行可靠，操作方便，容易推廣，為使用廠家減少刃具消耗，提高效降低成本，開辟了一條新路。
權(quán)利要求
1.一種由冷卻劑容器、提升機構(gòu)、檢測與控制氣壓、溫度、時間等儀表部分組成的低溫處理裝置，其特征在于，具有用來盛裝工件并可抽取真空的工作室以及相匹配的真空泵系統(tǒng)。
2.按權(quán)利要求1所述的低溫處理裝置，其特征在于，工作室是借助于一根上端與多功能接頭相連接，下端與工作室頂蓋法蘭相固連的抽真空金屬管，并配以提升機構(gòu)，吊裝在機殼內(nèi)冷卻容器的上方。真空泵系統(tǒng)則是由真空泵、多功能接頭、抽真空金屬管依次連接而構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求2所述的低溫處理裝置，其特征在于，工作室由頂蓋法蘭加壓鉛絲密封。
4.按權(quán)利要求3所述的低溫處理裝置，其特征在于，多功能接頭是由伐接頭、規(guī)管接頭、溫度計引線接頭以及吊鉤環(huán)接頭構(gòu)成的一個整體復(fù)合接頭。
全文摘要
本發(fā)明給出的真空室型低溫處理裝置是用來對刃具，模具、齒輪、軸承、軋輥，彈簧等工件進行低溫處理的專門設(shè)備，它是由冷卻容器、真空型工作室、真空泵、提升機構(gòu)以及相應(yīng)的檢測與控制儀表等組成。它結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，通用性強，無公害，成本低，而對工件處理效果好，適于工業(yè)部門生產(chǎn)的廣泛需要。
文檔編號C21D6/04GK1067924SQ9110723
公開日1993年1月13日 申請日期1991年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月20日
發(fā)明者任連治, 李彩云, 陳榮光, 滕秋安 申請人:核工業(yè)西南物理研究院