專利名稱：金屬熱處理可控緩冷裝置及智能在線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金屬熱處理可控緩冷裝置及智能在線監(jiān)控系統(tǒng)，適用于在線 精確可控多功能底裝料的滲碳后無(wú)氧化脫碳情況下可控冷卻系統(tǒng)。屬于金屬熱處理設(shè)備技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
滲碳淬火回火是金屬表面強(qiáng)化的主要熱處理工藝方法。滲碳使金屬工件表面層 碳含量增加，通過(guò)隨后的淬火回火，使金屬工件表面的硬度大大提高，增加耐磨性和使用壽 命；同時(shí)使工件的心部獲得良好的強(qiáng)度和塑性、韌性配合，滿足工件保持良好強(qiáng)度和韌性要 求，所以滲碳后淬火回火工藝對(duì)滲碳件組織性能至關(guān)重要。滲碳后熱處理工藝有如下七種直接淬火低溫回火、預(yù)冷后直接淬火低溫回火、緩 冷后機(jī)加工再一次加熱淬火低溫回火、緩冷后高溫回火機(jī)加工再一次淬火低溫回火，緩冷 后機(jī)加工再二次淬火低溫回火、二次淬火冷處理低溫回火、感應(yīng)淬火低溫回火。對(duì)于技術(shù)要 求不高，變形和承受沖擊載荷不大的零件，一般采用直接淬火低溫回火或預(yù)冷后直接淬火 低溫回火工藝。而對(duì)于技術(shù)要求高，Cr-M合金鋼滲碳件以及滲碳后需機(jī)加工件大都在滲 碳后需要緩冷，再進(jìn)行淬火低溫回火處理。因此，緩冷裝置是要求高性能、高質(zhì)量滲碳件的 生產(chǎn)必備生產(chǎn)條件和設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)的緩冷裝備，大多是設(shè)置簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)式緩冷坑或緩冷筒，這種簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)式 緩冷坑或緩冷筒在滲碳件緩冷過(guò)程中易產(chǎn)生氧化脫碳。為防止?jié)B碳件緩冷時(shí)產(chǎn)生氧化脫 碳，一般廠家是向緩冷坑或緩冷筒內(nèi)放置燃燒的廢油棉紗，由所述廢油棉紗構(gòu)成緩冷結(jié)構(gòu)。 存在如下缺點(diǎn)構(gòu)成所述緩冷結(jié)構(gòu)的材料保溫效果不良，因此緩冷結(jié)構(gòu)的緩冷效果很差，嚴(yán) 重影響熱處理質(zhì)量。(2)容易污染環(huán)境，與國(guó)家實(shí)施的節(jié)能減排政策背道而馳。中國(guó)專利號(hào)為“200820193455. X”的實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種特優(yōu)鋼材加工氣浴 緩冷裝置，它是對(duì)普通緩冷坑裝置的改進(jìn)，它包括有緩冷坑和保溫蓋，緩冷坑內(nèi)布置有隔離 支架，緩冷坑底部放置有若干方鋼墊鐵，其特征是所述保溫蓋上開(kāi)有散氣孔，設(shè)置有進(jìn)水 管通至緩冷坑的底部；或在緩冷坑底部開(kāi)有儲(chǔ)水槽，該儲(chǔ)水槽延伸至緩冷坑外部；本裝置 雖然增設(shè)了加水功能，可提高緩冷效果和效率。但是還存在以下問(wèn)題1、不能控制冷卻速 度；2、無(wú)法保證在緩冷時(shí)不產(chǎn)生氧化脫碳；3、不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化緩冷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的第一個(gè)目的，是為了克服現(xiàn)有緩冷裝置緩冷效果差、容易污染環(huán)境 的缺點(diǎn)，提供一種金屬熱處理可控緩冷裝置。本實(shí)用新型的第二個(gè)目的，是為了提供一種金屬熱處理可控緩冷智能在線監(jiān)控系 統(tǒng)。本實(shí)用新型的第一個(gè)目的可以通過(guò)如下措施達(dá)到金屬熱處理可控緩冷裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括爐體和風(fēng)機(jī)，爐體的內(nèi)腔設(shè)有升/降平臺(tái)、熱交換器和溫度檢測(cè)器；爐體的上側(cè)壁設(shè)有工件進(jìn)/出口，在所述工件進(jìn)/出口處設(shè)有密封蓋；風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口從側(cè)下部連通爐體的內(nèi)腔，風(fēng)機(jī)的回風(fēng)口從側(cè)上部連通位于爐 體內(nèi)熱交換器的出風(fēng)口，在爐體的內(nèi)腔、風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與熱交換器的進(jìn)風(fēng)口之間形成單向 風(fēng)道，升/降平臺(tái)位于所述單向風(fēng)道中；爐體的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有保溫層；所述風(fēng)機(jī)、熱交換器和 升降機(jī)構(gòu)分別設(shè)有控制輸入信號(hào)端。本實(shí)用新型的第一個(gè)目的還可以通過(guò)如下措施達(dá)到實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第一個(gè)目的的一個(gè)方案是在所述風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與爐體內(nèi)腔的 連接處設(shè)有一個(gè)導(dǎo)風(fēng)筒，在爐體的內(nèi)腔形成的單向風(fēng)道可以包括單向?qū)эL(fēng)筒、熱交換器的 進(jìn)風(fēng)口以及供升/降平臺(tái)活動(dòng)的爐體內(nèi)腔空間。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第一個(gè)目的的一個(gè)方案是所述風(fēng)機(jī)可以由變頻式風(fēng)機(jī)構(gòu)成； 所述熱交換器可以由水冷式結(jié)構(gòu)熱交換器構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第一個(gè)目的的一個(gè)方案是所述溫度檢測(cè)器可以由至少二個(gè)測(cè) 溫?zé)犭娪缁驕囟葌鞲衅鳂?gòu)成；該測(cè)溫?zé)犭娪缁驕囟葌鞲衅鞯男盘?hào)輸出端外接控制系統(tǒng)的反 饋信號(hào)輸入端。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第一個(gè)目的的一個(gè)方案是所述爐體為一種底裝立式多用爐。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第一個(gè)目的的一個(gè)方案是所述保溫層可以由纖維氈保溫套構(gòu) 成。本實(shí)用新型的第二個(gè)目的可以通過(guò)如下措施達(dá)到金屬熱處理可控緩冷智能在線監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括與前述風(fēng)機(jī)、熱交換 器和升降機(jī)構(gòu)的控制輸入信號(hào)端連接的溫度控制模塊，該溫度控制模塊的信號(hào)輸出端分別 連接風(fēng)機(jī)、熱交換器和升降機(jī)構(gòu)的控制輸入信號(hào)端，該溫度控制模塊的反饋信號(hào)輸入端連 接溫度檢測(cè)器的信號(hào)輸出端，該溫度控制模塊的控制信號(hào)輸入端連接工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的一 個(gè)信號(hào)輸出端。本實(shí)用新型的第二個(gè)目的可以通過(guò)如下措施達(dá)到實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第二個(gè)目的的一個(gè)方案是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)還連接有壓力控制 模塊、流量控制模塊、氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)模塊；1)所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制輸I/O端口分別與溫度控制模塊、壓力控制模塊、 流量控制模塊的信號(hào)輸入/輸出端連接；2)所述溫度控制模塊的控制輸出端與緩冷裝置的信號(hào)輸入端連接，溫度控制模塊 的反饋信號(hào)輸入端與測(cè)溫?zé)犭娕嫉男盘?hào)輸出端連接；3)所述壓力控制模塊的控制輸出端通過(guò)一穩(wěn)壓閥連接緩冷裝置的爐體內(nèi)腔；4)所述流量控制模塊的控制輸出端分別與流量計(jì)和氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛系統(tǒng)的信號(hào)輸 入端連接、其反饋信號(hào)輸入端與氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛系統(tǒng)的反饋信號(hào)輸出端連接，所述氮?dú)獗Ｗo(hù) 氣氛系統(tǒng)的信號(hào)輸出端與流量計(jì)的信號(hào)輸入端連接。本實(shí)用新型中，可以由控制處理裝置連接風(fēng)機(jī)和換熱器組成冷卻系統(tǒng)，由控制處 理裝置連接升/降平臺(tái)3構(gòu)成快速升/降工件支撐系統(tǒng)；由控制處理裝置和爐體1構(gòu)成惰 性氣體保護(hù)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型為高質(zhì)量高性能滲碳件提供一種可以控制冷卻速度，保證滲碳件緩冷時(shí)不產(chǎn)生氧化脫碳，全自動(dòng)化緩冷的裝置，并能與底裝料立式多用爐生產(chǎn)線精確對(duì)接，實(shí) 現(xiàn)可控氣氛滲碳自動(dòng)化生產(chǎn)。2、本實(shí)用新型通過(guò)預(yù)先純氮吹掃、良好密封、冷卻過(guò)程純氮保護(hù)，使?jié)B碳工件緩冷 過(guò)程不產(chǎn)生氧化脫碳；3、本實(shí)用新型通過(guò)保溫層、換熱器和風(fēng)機(jī)，以及溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)，使?jié)B碳工件 在可控冷速的情況下進(jìn)行緩慢冷卻，達(dá)到最佳的組織性能。4、本實(shí)用新型通過(guò)傳感器和控制系統(tǒng)與底裝立式多用爐生產(chǎn)線無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)底 裝料立式多用爐生產(chǎn)線具有滲碳后緩冷功能的自動(dòng)化生產(chǎn)。

圖1是滲碳后熱處理緩冷裝置的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施例1 圖1構(gòu)成本實(shí)用新型的具體實(shí)施1的金屬熱處理可控緩冷裝置。參照?qǐng)D1，本實(shí)施例涉及的金屬熱處理可控緩冷裝置，包括爐體1和風(fēng)機(jī)4，爐體1 的內(nèi)腔設(shè)有升/降平臺(tái)6、熱交換器5和溫度檢測(cè)器8 ；爐體1的上側(cè)壁設(shè)有工件進(jìn)/出口 10，在所述工件進(jìn)/出口 10處設(shè)有密封蓋2 ；風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口 41從側(cè)下部連通爐體1的內(nèi)腔， 風(fēng)機(jī)的回風(fēng)口 42從側(cè)上部連通位于爐體內(nèi)熱交換器的出風(fēng)口 51，在爐體1的內(nèi)腔、風(fēng)機(jī)的 出風(fēng)口 41與熱交換器5的進(jìn)風(fēng)口之間形成單向風(fēng)道，升/降平臺(tái)6位于所述單向風(fēng)道中； 爐體1的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有保溫層3 ；所述風(fēng)機(jī)4、熱交換器5和升降機(jī)構(gòu)6分別設(shè)有控制輸入信 號(hào)端。本實(shí)施例中，在所述風(fēng)機(jī)4的出風(fēng)口 41與爐體1內(nèi)腔的連接處設(shè)有一個(gè)導(dǎo)風(fēng)筒7， 在爐體1的內(nèi)腔形成的單向風(fēng)道可以包括單向?qū)эL(fēng)筒7、熱交換器5的進(jìn)風(fēng)口以及供升/降 平臺(tái)3活動(dòng)的爐體內(nèi)腔空間。所述風(fēng)機(jī)4可以由變頻式風(fēng)機(jī)構(gòu)成；所述熱交換器5可以由 水冷式結(jié)構(gòu)熱交換器構(gòu)成。所述溫度檢測(cè)器5可以由二個(gè)測(cè)溫?zé)犭娪鐦?gòu)成；該測(cè)溫?zé)犭娪?或溫度傳感器的信號(hào)輸出端外接控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)輸入端所述爐體1為一種底裝立式 多用爐。所述保溫層3可以由纖維氈保溫套構(gòu)成。由控制處理裝置連接風(fēng)機(jī)和換熱器組成冷卻系統(tǒng)，由控制處理裝置連接升/降平 臺(tái)6構(gòu)成快速升/降工件支撐系統(tǒng)；由控制處理裝置和爐體1構(gòu)成惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的工作原理是滲碳工件進(jìn)入緩冷系統(tǒng)之前，緩冷裝置通過(guò)通氮清掃， 保持裝置內(nèi)無(wú)污染和氧化氣氛，滲碳工件放置在快速升/降平臺(tái)6，并快速裝入該緩冷裝置 內(nèi)，通過(guò)氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)滲碳工件的無(wú)氮化脫碳的可控冷卻。所述緩冷裝 置通過(guò)預(yù)先通氮吹掃，由于裝置的密封性很好、使?jié)B碳工件始終在純氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下冷 卻，保證滲碳工件緩冷過(guò)程中不氧化脫碳?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)控制風(fēng)機(jī)4來(lái)調(diào)整風(fēng)機(jī)進(jìn)/回風(fēng) 的速度、控制熱交換器5的流量來(lái)改變冷卻氮?dú)獾睦鋮s效果，達(dá)到調(diào)整工件冷速的目的。滲 碳工件可以通過(guò)升/降平臺(tái)6升降、可以通過(guò)工件進(jìn)/出口 10裝卸。利用裝置內(nèi)設(shè)有的熱電偶，測(cè)試內(nèi)部溫度，作為計(jì)算和調(diào)整冷卻速度的依據(jù)。通過(guò)調(diào)整風(fēng)機(jī)速度和通過(guò)熱交換的流量來(lái)改變冷卻氮?dú)獾睦鋮s效果，來(lái)達(dá)到調(diào)整工件冷速的目 的。通過(guò)預(yù)先通氮吹掃裝置良好密封、冷卻中純氮?dú)獗Ｗo(hù)，保證滲碳工件緩冷過(guò)程中不氧化 脫碳。本實(shí)用新型構(gòu)成在線精確可控多功能底裝料滲碳緩冷裝置。具體實(shí)施例2 圖1和圖2構(gòu)成本實(shí)用新型的金屬熱處理可控緩冷智能在線監(jiān)控系統(tǒng)。參照?qǐng)D2，金屬熱處理可控緩冷智能在線監(jiān)控系統(tǒng)，是在圖1公開(kāi)的金屬熱處理可控緩冷裝置的基礎(chǔ)上連接一工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，主要包括與前述風(fēng)機(jī)4、熱交換器5和 升降機(jī)構(gòu)6的控制輸入信號(hào)端連接的溫度控制模塊，該溫度控制模塊的信號(hào)輸出端分別連 接風(fēng)機(jī)4、熱交換器5和升降機(jī)構(gòu)6的控制輸入信號(hào)端，該溫度控制模塊的反饋信號(hào)輸入端 連接溫度檢測(cè)器8的信號(hào)輸出端，該溫度控制模塊的控制信號(hào)輸入端連接工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 的一個(gè)信號(hào)輸出端。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)還連接有壓力控制模塊、流量控制模塊、氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)模塊；所述 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制輸I/O端口分別與溫度控制模塊、壓力控制模塊、流量控制模塊的 信號(hào)輸入/輸出端連接；所述溫度控制模塊的控制輸出端與緩冷裝置的信號(hào)輸入端連接， 溫度控制模塊的反饋信號(hào)輸入端與測(cè)溫?zé)犭娕嫉男盘?hào)輸出端連接；所述壓力控制模塊的控 制輸出端通過(guò)一穩(wěn)壓閥連接緩冷裝置的爐體內(nèi)腔；所述流量控制模塊的控制輸出端分別與 流量計(jì)和氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接、其反饋信號(hào)輸入端與氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛系統(tǒng)的 反饋信號(hào)輸出端連接，所述氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛系統(tǒng)的信號(hào)輸出端與流量計(jì)的信號(hào)輸入端連接。參照?qǐng)D1，本實(shí)施例所述的金屬熱處理可控緩冷裝置與具體實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求金屬熱處理可控緩冷裝置，其特征是包括爐體(1)和風(fēng)機(jī)(4)，爐體(1)的內(nèi)腔設(shè)有升/降平臺(tái)(6)、熱交換器(5)和溫度檢測(cè)器(8)；爐體(1)的上側(cè)壁設(shè)有工件進(jìn)/出口(10)，在工件進(jìn)/出口(10)處設(shè)有密封蓋(2)；風(fēng)機(jī)位于爐體(1)外、其出風(fēng)口(41)從側(cè)下部連通爐體(1)的內(nèi)腔、其回風(fēng)口(42)從側(cè)上部連通熱交換器的出風(fēng)口(51)，在爐體(1)的內(nèi)腔、風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口(41)與熱交換器(5)的進(jìn)風(fēng)口之間形成單向風(fēng)道，升/降平臺(tái)(6)位于所述單向風(fēng)道中；爐體(1)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有保溫層(3)；所述風(fēng)機(jī)(4)、熱交換器(5)和升降機(jī)構(gòu)(6)分別設(shè)有控制輸入信號(hào)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熱處理可控緩冷裝置，其特征是在風(fēng)機(jī)(4)的出風(fēng)口 (41)與爐體(1)內(nèi)腔的連接處設(shè)有一個(gè)導(dǎo)風(fēng)筒(7)，在爐體(1)的內(nèi)腔形成的單向風(fēng)道包 括單向?qū)эL(fēng)筒(7)、熱交換器(5)的進(jìn)風(fēng)口以及供升/降平臺(tái)(3)活動(dòng)的爐體內(nèi)腔空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬熱處理可控緩冷裝置，其特征是所述風(fēng)機(jī)(4)由 變頻式風(fēng)機(jī)構(gòu)成；所述熱交換器(5)由水冷式結(jié)構(gòu)熱交換器構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬熱處理可控緩冷裝置，其特征是所述溫度檢測(cè)器 (8)由至少二個(gè)測(cè)溫?zé)犭娪缁驕囟葌鞲衅鳂?gòu)成；該測(cè)溫?zé)犭娪缁驕囟葌鞲衅鞯男盘?hào)輸出端 外接控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬熱處理可控緩冷裝置，其特征是所述爐體(1)為 底裝立式多用爐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬熱處理可控緩冷裝置，其特征是所述保溫層(3)由 纖維氈保溫套構(gòu)成。
7.金屬熱處理可控緩冷智能在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是包括與前述風(fēng)機(jī)(4)、熱交換器 (5)和升降機(jī)構(gòu)(6)的控制輸入信號(hào)端連接的溫度控制模塊，該溫度控制模塊的信號(hào)輸出 端分別連接風(fēng)機(jī)(4)、熱交換器(5)和升降機(jī)構(gòu)(6)的控制輸入信號(hào)端，該溫度控制模塊的 反饋信號(hào)輸入端連接溫度檢測(cè)器(8)的信號(hào)輸出端，該溫度控制模塊的控制信號(hào)輸入端連 接工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的一個(gè)信號(hào)輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬熱處理可控緩冷智能在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是工業(yè)控 制計(jì)算機(jī)還連接有壓力控制模塊、流量控制模塊、氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)模塊；1)所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制輸I/O端口分別與溫度控制模塊、壓力控制模塊、流量 控制模塊的信號(hào)輸入/輸出端連接；2)所述溫度控制模塊的控制輸出端與緩冷裝置的信號(hào)輸入端連接，溫度控制模塊的反 饋信號(hào)輸入端與測(cè)溫?zé)犭娕嫉男盘?hào)輸出端連接；3)所述壓力控制模塊的控制輸出端通過(guò)一穩(wěn)壓閥連接緩冷裝置的爐體內(nèi)腔；4)所述流量控制模塊的控制輸出端分別與流量計(jì)和氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛系統(tǒng)的信號(hào)輸入端 連接、其反饋信號(hào)輸入端與氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛系統(tǒng)的反饋信號(hào)輸出端連接，所述氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛 系統(tǒng)的信號(hào)輸出端與流量計(jì)的信號(hào)輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及金屬熱處理可控緩冷裝置及智能在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是包括爐體(1)和風(fēng)機(jī)(4)，爐體(1)的內(nèi)腔設(shè)有升/降平臺(tái)(6)、熱交換器(5)和溫度檢測(cè)器(8)；爐體(1)的上側(cè)壁設(shè)有工件進(jìn)/出口(10)，風(fēng)機(jī)位于爐體(1)外、其出風(fēng)口(41)連通爐體(1)的內(nèi)腔、其回風(fēng)口(42)連通熱交換器的出風(fēng)口(51)，在爐體(1)的內(nèi)腔、風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口(41)與熱交換器(5)的進(jìn)風(fēng)口之間形成單向風(fēng)道，升/降平臺(tái)(6)位于所述單向風(fēng)道中；所述風(fēng)機(jī)(4)、熱交換器(5)和升降機(jī)構(gòu)(6)分別設(shè)有控制輸入信號(hào)端。本實(shí)用新型保證滲碳件緩冷時(shí)不產(chǎn)生氧化脫碳，實(shí)現(xiàn)可控氣氛滲碳自動(dòng)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C21D11/00GK201587962SQ20092026269
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者梁航, 王桂茂, 蘇宇輝, 董小虹, 陳志強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣東世創(chuàng)金屬科技有限公司