一種氮化爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種氮化爐，包括爐殼（1）、爐膽（2）和爐蓋（3），所述爐殼（1）為上部開口的筒體，爐膽（2）設(shè)于爐殼（1）內(nèi)，爐蓋（3）設(shè)于爐殼（1）的開口處，爐蓋（3）上連接有升降機(jī)構(gòu)（4），爐殼（1）與爐膽（2）之間設(shè)有隔熱保溫層（5），隔熱保溫層（5）的內(nèi)側(cè)設(shè)有加熱元件（6），爐蓋（3）上設(shè)有電機(jī)（7）和熱電偶（9），電機(jī)（7）的下端設(shè)有葉片（10），其特征在于：所述爐膽（2）內(nèi)設(shè)有料框架（11）、用于將滲氮?dú)怏w從爐膽（2）底部通入的進(jìn)氣裝置以及用于對(duì)滲氮?dú)怏w進(jìn)行引流的導(dǎo)流組件。該氮化爐密封性好、產(chǎn)品氮化均勻、氮化處理后的產(chǎn)品質(zhì)量高。
【專利說明】
一種氮化爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于熱處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化處理是一種在一定溫度下(500°C~600°C)，一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層形成鐵氮合金的化學(xué)熱處理工藝。經(jīng)氮化處理的制品具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。氮化共有三個(gè)過程:(I)隨著溫度的升高，氨的分解程度加大，生成活性氮原子；(2)鋼表面吸收氮原子，先溶解形成飽和固溶體，然后再形成氮化物；(3)氮從表面飽和層向鋼內(nèi)層深處進(jìn)行擴(kuò)散，形成一定深度的氮化層。
[0003]氮化爐是進(jìn)行氮化處理時(shí)的常用設(shè)備，利用氮化爐對(duì)零件進(jìn)行氮化處理一般分為升溫、保溫和冷卻三個(gè)過程。升溫過程中把氨氣瓶中的氨氣經(jīng)過減壓閥，通過氨柜(氨氣干燥柜)通入氮化爐內(nèi)。當(dāng)?shù)癄t內(nèi)達(dá)到要求溫度時(shí)，氮化過程就進(jìn)入了保溫階段。根據(jù)氮化工藝規(guī)范，調(diào)節(jié)氨氣流量，保持溫度和分解率的正確和穩(wěn)定。保溫結(jié)束、停電降溫時(shí)，必須繼續(xù)通氨氣，保持爐罐有一定的正壓，防止空氣進(jìn)入使零件表面產(chǎn)生氧化色。對(duì)于一般零件，當(dāng)罐內(nèi)溫度降到450°C以下時(shí)，可將爐門打開加速冷卻。對(duì)變形要求較嚴(yán)的零件，可隨爐冷卻。
[0004]傳統(tǒng)的氮化爐在零件氮化過程中，特別是大批量密集工件氮化時(shí)常出現(xiàn)氮化不均勻和氨氣未充分利用的情況。氨氣進(jìn)入到爐罐內(nèi)停留的時(shí)間短，而且密集擺放工件干擾氣流的流動(dòng)，氨氣在爐罐內(nèi)不能均勻的流動(dòng)分布，以至于工件氮化情況差，很多放置在內(nèi)層的工件氮化不均勻，影響工件的質(zhì)量。
[0005]另外，現(xiàn)有的氮化爐在采用隨爐冷卻時(shí)，在冷卻過程中經(jīng)常會(huì)在工件上產(chǎn)生較多的呈脈狀分布的氮化物。脈狀分布氮化物的存在，使得工件使用時(shí)的疲勞強(qiáng)度下降，同時(shí)增加了其脆性，影響產(chǎn)品質(zhì)量。除此之外，現(xiàn)有的氮化爐往往還存在密封性不好的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服以上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，提供一種密封性好、產(chǎn)品氮化均勻、氮化處理后的產(chǎn)品質(zhì)量高的氮化爐。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案為:
[0008]—種氮化爐，包括爐殼、爐膽和爐蓋，所述爐殼為上部開口的筒體，爐膽設(shè)于爐殼內(nèi)，爐蓋設(shè)于爐殼的開口處，爐蓋上連接有升降機(jī)構(gòu)，爐殼與爐膽之間設(shè)有隔熱保溫層，隔熱保溫層的內(nèi)側(cè)設(shè)有加熱元件，爐蓋上設(shè)有電機(jī)和熱電偶，電機(jī)的下端設(shè)有葉片，所述爐膽內(nèi)設(shè)有料框架、用于將滲氮?dú)怏w從爐膽底部通入的進(jìn)氣裝置以及用于對(duì)滲碳?xì)怏w進(jìn)行引流的導(dǎo)流組件。
[0009]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述進(jìn)氣裝置包括設(shè)于所述爐膽底部的進(jìn)氣盤管，所述進(jìn)氣盤管上連接一通氣導(dǎo)管，所述通氣導(dǎo)管的另一端與爐蓋連接并與外部滲氮?dú)怏w輸送設(shè)備相通，進(jìn)氣盤管上設(shè)有多個(gè)氣孔。
[0010]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述多個(gè)氣孔沿通氣導(dǎo)管均勻分布，氣孔的中心線與通氣導(dǎo)管的軸線之間的夾角為60°，氣孔的數(shù)量為60?80個(gè)。
[0011]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述導(dǎo)流組件為擾流板，所述擾流板設(shè)置在爐膽內(nèi)壁上并且環(huán)繞爐膽的內(nèi)壁，爐膽內(nèi)壁的不同高度處共設(shè)有3~4圈擾流板。
[0012]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述料框架為豎向布置的多層結(jié)構(gòu)。
[0013]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述爐膽內(nèi)設(shè)有冷卻盤管，所述冷卻盤管圍繞所述料框架，冷卻盤管上開有多個(gè)冷卻氣體出氣孔。
[0014]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述冷卻氣體出氣孔沿冷卻盤管均勻分布，冷卻氣體出氣孔的中心線與冷卻盤管的軸線之間的夾角為30°。
[0015]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述爐殼的上方于所述開口的外周設(shè)有一密封環(huán)，所述密封環(huán)上開有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有密封圈。
[0016]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述密封環(huán)和爐殼之間設(shè)有一水冷環(huán)。
[0017]上述的氮化爐，優(yōu)選的，所述升降機(jī)構(gòu)為液壓升降機(jī)構(gòu)或蝸桿升降機(jī)構(gòu)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0019](I)通過在爐膽底部設(shè)置進(jìn)氣盤管，進(jìn)氣盤管上開有多個(gè)氣孔，氣孔的中心線與進(jìn)氣盤管的軸線呈一夾角的進(jìn)氣裝置，增加了氮化過程的均勻性，提高了工件氮化質(zhì)量。
[0020](2)通過在爐膽內(nèi)壁不同高度處設(shè)置導(dǎo)流組件，氮化過程中可對(duì)滲氮?dú)怏w進(jìn)行引流，進(jìn)一步提尚了氣化的均勾性。
[0021](3)通過在爐膽內(nèi)料框架外圍設(shè)置冷卻盤管，當(dāng)?shù)僮鹘Y(jié)束后，可利用該冷卻盤管對(duì)氮化爐進(jìn)行快速冷卻，減少了工件上脈狀氮化物的出現(xiàn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0022](4)在爐殼開口處設(shè)置密封環(huán)和水冷環(huán)，提高了氮化爐的密封性能。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實(shí)用新型氮化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖例說明:
[0026]1、爐殼;2、爐膽;3、爐蓋;4、升降機(jī)構(gòu);5、隔熱保溫層;6、加熱元件;7、電機(jī)；8、擾流板;9、熱電偶；10、葉片；11、料框架；12、進(jìn)氣盤管；13、通氣導(dǎo)管；14、氣孔；15、冷卻盤管；16、冷卻氣體出氣孔;17、密封環(huán);18、密封圈；19、水冷環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了便于理解本實(shí)用新型，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作更全面、細(xì)致地描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0028]需要特別說明的是，當(dāng)某一元件被描述為“固定于、固接于、連接于或連通于”另一元件上時(shí)，它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上，也可以是通過其他中間連接件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。
[0029]除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
實(shí)施例
[0030]如圖1所示，本實(shí)用新型氮化爐的一種實(shí)施例，包括爐殼1、爐膽2和爐蓋3。其中，爐殼I為上部開口的筒體，爐膽2設(shè)于爐殼I內(nèi)，爐蓋3設(shè)于爐殼I的開口處，爐蓋3上連接有升降機(jī)構(gòu)4，該升降機(jī)構(gòu)4為液壓升降機(jī)構(gòu)或蝸桿升降機(jī)構(gòu)。爐殼I與爐膽2之間設(shè)有隔熱保溫層5，該隔熱保溫層5的內(nèi)側(cè)設(shè)有加熱元件6，爐蓋3上設(shè)有電機(jī)7和熱電偶9，電機(jī)7的下端設(shè)有葉片10。該氮化爐的爐膽2內(nèi)設(shè)有料框架11、進(jìn)氣裝置和導(dǎo)流組件。其中，進(jìn)氣裝置用于將滲氮?dú)怏w從爐膽2的底部送入爐膽2內(nèi)，導(dǎo)流組件用于對(duì)滲氮?dú)怏w進(jìn)行引流。通過在爐膽2內(nèi)設(shè)置料框架11、進(jìn)氣裝置和導(dǎo)流裝置，在同時(shí)對(duì)多個(gè)工件進(jìn)行氮化操作時(shí)，可提高氮化的均勻性，確保工件氮化質(zhì)量。
[0031]本實(shí)施例中，進(jìn)氣裝置包括設(shè)于爐膽2底部的進(jìn)氣盤管12，該進(jìn)氣盤管12上連接一通氣導(dǎo)管13，該通氣導(dǎo)管13的另一端與爐蓋3連接并與外部滲氮?dú)怏w輸送設(shè)備相通，進(jìn)氣盤管12上設(shè)有多個(gè)氣孔14。通過在爐膽2的底部設(shè)置進(jìn)氣盤管12，滲氮?dú)怏w從該進(jìn)氣盤管12上的氣孔14噴出后向上流動(dòng)，對(duì)各工件進(jìn)行滲氮。其中，多個(gè)氣孔14沿通氣導(dǎo)管13均勻分布，氣孔14的中心線與通氣導(dǎo)管13的軸線之間的夾角為60°，氣孔14的數(shù)量為60?80個(gè)。將氣孔14的中心線設(shè)置的跟通氣導(dǎo)管13的軸線呈一定夾角，可提高工件氮化的均勻性。
[0032]本實(shí)施例中，導(dǎo)流組件為擾流板8，該擾流板8設(shè)置在爐膽2內(nèi)壁上并且環(huán)繞爐膽2的內(nèi)壁，爐膽2內(nèi)壁的不同高度處共設(shè)有3?4圈擾流板8。在爐膽2的內(nèi)壁上設(shè)置多圈擾流板8，可對(duì)滲氮?dú)怏w進(jìn)行引流，進(jìn)一步提高工件氮化的均勻性。
[0033]本實(shí)施例中，料框架11為豎向布置的多層結(jié)構(gòu)，料框架11的中部設(shè)有通孔。在進(jìn)行氮化操作時(shí)，將多個(gè)工件分別放置于料框架11的不同層上，大部分滲氮?dú)怏w在導(dǎo)流組件的作用下經(jīng)料框架11中間的通孔向上流動(dòng)，可確保不同高度處的工件均有良好的氮化效果。
[0034]本實(shí)施例中，爐膽2內(nèi)設(shè)有冷卻盤管15，該冷卻盤管15圍繞料框架11設(shè)置，冷卻盤管15上開有多個(gè)冷卻氣體出氣孔16。該冷卻氣體出氣孔16沿冷卻盤管15均勻分布，冷卻氣體出氣孔16的中心線與冷卻盤管15的軸線之間的夾角為30°。在爐膽2內(nèi)增設(shè)冷卻盤管15，在工件氮化處理結(jié)束后，向冷卻盤管15內(nèi)通入冷卻氣體，冷卻氣體由冷卻氣體出氣孔16噴出，將爐膽2內(nèi)的熱量帶走，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮化爐的快速冷卻，減少工件上脈狀分布氮化物的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量。將冷卻盤管15上冷卻氣體出氣孔16的中心線設(shè)置得跟冷卻盤管15的軸線呈一夾角，可進(jìn)一步提高冷卻效果。
[0035]本實(shí)施例中，爐殼I的上方于開口的外周設(shè)有一密封環(huán)17，該密封環(huán)17上開有環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有密封圈18。采用這樣的密封設(shè)置可有效提高該氮化爐的密封效果，防止氮化操作時(shí)滲氮?dú)怏w從爐殼I開口處外漏。該密封環(huán)17和爐殼I之間還設(shè)有一水冷環(huán)19。在滲氮操作過程中，水冷環(huán)19內(nèi)通入循環(huán)水，避免密封環(huán)17受爐內(nèi)溫度的影響發(fā)生熱變形，提高密封的可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氮化爐，包括爐殼(I)、爐膽(2)和爐蓋(3)，所述爐殼(I)為上部開口的筒體，爐膽(2)設(shè)于爐殼(I)內(nèi)，爐蓋(3)設(shè)于爐殼(I)的開口處，爐蓋(3)上連接有升降機(jī)構(gòu)(4)，爐殼(I)與爐膽(2)之間設(shè)有隔熱保溫層(5)，隔熱保溫層(5)的內(nèi)側(cè)設(shè)有加熱元件(6)，爐蓋(3)上設(shè)有電機(jī)(7)和熱電偶(9)，電機(jī)(7)的下端設(shè)有葉片(10)，其特征在于:所述爐膽(2)內(nèi)設(shè)有料框架(11)、用于將滲氮?dú)怏w從爐膽(2)底部通入的進(jìn)氣裝置以及用于對(duì)滲氮?dú)怏w進(jìn)行引流的導(dǎo)流組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化爐，其特征在于:所述進(jìn)氣裝置包括設(shè)于所述爐膽(2)底部的進(jìn)氣盤管(12)，所述進(jìn)氣盤管(12)上連接一通氣導(dǎo)管(13)，所述通氣導(dǎo)管(13)的另一端與爐蓋(3)連接并與外部滲氮?dú)怏w輸送設(shè)備相通，進(jìn)氣盤管(12)上設(shè)有多個(gè)氣孔(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化爐，其特征在于:所述多個(gè)氣孔(14)沿通氣導(dǎo)管(13)均勻分布，氣孔(14)的中心線與通氣導(dǎo)管(13)的軸線之間的夾角為60°，氣孔(14)的數(shù)量為60?80個(gè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化爐，其特征在于:所述導(dǎo)流組件為擾流板(8)，所述擾流板(8)設(shè)置在爐膽(2)內(nèi)壁上并且環(huán)繞爐膽(2)的內(nèi)壁，爐膽(2)內(nèi)壁的不同高度處共設(shè)有3?4圈擾流板(8)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化爐，其特征在于:所述料框架(11)為豎向布置的多層結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化爐，其特征在于:所述爐膽(2)內(nèi)設(shè)有冷卻盤管(15)，所述冷卻盤管(15)圍繞所述料框架(11)，冷卻盤管(15)上開有多個(gè)冷卻氣體出氣孔(16)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮化爐，其特征在于:所述冷卻氣體出氣孔(16)沿冷卻盤管(15)均勻分布，冷卻氣體出氣孔(16)的中心線與冷卻盤管(15)的軸線之間的夾角為30°。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化爐，其特征在于:所述爐殼(I)的上方于所述開口的外周設(shè)有一密封環(huán)(17)，所述密封環(huán)(17)上開有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有密封圈(18)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化爐，其特征在于:所述密封環(huán)(17)和爐殼(I)之間設(shè)有一水冷環(huán)(19)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化爐，其特征在于:所述升降機(jī)構(gòu)(4)為液壓升降機(jī)構(gòu)或蝸桿升降機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】C23C8/26GK205443427SQ201620260294
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】杉山輝陽(yáng)
【申請(qǐng)人】特科能(株洲)科技有限公司