[0001]小型多用单室真空水淬炉
[0002]技术领域
[0003]本发明属于用于加热、淬火的真空热处理设备领域，具体涉及一种小型多用单室真空水淬炉。
[0004]背景技术
[0005]目前已有的真空淬火设备，一般分为单室高压气淬炉和双室油或水淬火炉。高压气淬炉不但系统复杂、昂贵且气冷速度也无法与水冷速度相比。而以液体为淬火介质的真空淬火设备，由于技术和淬火的特殊条件所限，都是双室真空淬火设备，即先在加热室内加热，加热保温结束后需淬火时再启动中间的隔热闸门通过机械传动将零件接出，再通过升降机构使零件落入油槽或水槽，从而达到真空淬火的目的。此类设备存在的问题是：
[0006]一、为了防止零件其在加热和淬火转移的过程中不会氧化，需要保持在真空状态下，因此它需要两套真空系统，以分别保持其加热室和冷却室的真空度，结构较复杂。
[0007]二、在技术上和用途上，双室真空淬火炉的淬火转移时间一般要超过十五秒，而对于很大一部分尺寸较小易变形的碳刚、低合金钢、铜合金及小件合金工具钢等零件真空水冷或油冷的目的是使零件以极快的转移速度和极快的冷却速度，使零件以(钢件而言)大于其临界冷却速度进行冷却以获得淬火马氏体组织或(以铜合金而言)得到足够多的过饱和的固容体以发挥合金最佳机械性能。因此对于小且薄的零件来说，双室真空淬火炉远远达不到淬火转移速度的要求。
[0008]三、双室真空淬火炉的系统多且复杂，水、电能耗都很大，不但维护保养投入多、成本高，而且故障率也较高。
[0009]如北京机电研究所研制的WZSC系列双室真空水淬炉，虽然淬火工件转移时间可以≤15秒，但对于小而薄的零件达不到淬火效果，且加热和冷却仍采用两套独立的真空系统，体积庞大，结构较复杂、造价高。
[0010]发明内容
[0011]为了克服已有技术中真空淬火设备的淬火工件转移速度较慢、设备复杂、体积庞大的不足，本发明提供一种能缩短淬火转移时间、结构简单、体积小的小型多用单室真空水淬炉。它能使真空状态下加热后的淬火工件转移时间缩短为一秒钟。
[0012]本发明是这样实现的，本发明的一种小型多用单室真空水淬炉，包括炉体、炉体的主要支撑炉体支架以及配套的装有水槽的小车，特点是，炉体含有电炉丝、保温材料层、隔热材料层、水冷套、热电偶、拉料丝，炉体支架含有前支撑架和后支撑架；炉体的一端端口密封，另一端口设有炉门和炉门挂勾，炉门一端套挂在炉门挂勾上；炉体的密封端口设有热偶接口和密封螺丝，装有热电偶的热偶套管通过热偶接口固定设置在炉体的炉腔内，热电偶的另一端外接控温仪表，以使炉体内达到所需控制的温度。用于隔热的挡板穿过热偶套管设置在炉腔内，通过密封螺丝设置有可以往返拉动的拉料丝；靠近密封端口的炉体上还设置有抽真空口；炉体的中央部位套装有耐热瓦，两端设置有由水冷管连接的水冷套，水冷套通冷却水后可隔绝热量，不使热量向炉体两端传递。耐热瓦层面上由里向外依次设置有电炉丝、隔热材料层和保温材料层，保温材料层外为炉体外壳。炉体外壳的中央部位设置有与炉体支架匹配的转向轴，炉体通过转向轴与炉体支架连接；与炉体支架的前支撑架连接的转向轴上还连接有转向轮；配套的装有水槽的小车设置在炉体的下方，并且位于炉体支架的前支撑架与后支撑架之间。
[0013]挡板与炉腔内径之间有一定空隙，便于炉腔内抽真空。拉料丝的一段在炉内，另一端在炉外，作用是将装有工件的料筐拉入炉内的加热区及控制淬火时工件的下落速度。
[0014]抽真空口外接真空泵，使炉腔内达到一定的真空度以使炉腔内工件加热时不被氧化。
[0015]电路丝绕制在耐热瓦层面上，两端外接温控系统，实现对炉体的加热。隔热材料层和保温材料层设置在电路丝的上面，再在外面安装炉体外壳以保证炉内温度迅速上升而不使散热太快。炉体的炉门挂钩是为炉体转动九十度炉门没入淬火液中淬火后，炉门能自动打开但不会掉入淬火液的水槽中而设置。
[0016]本发明的小型多用单室真空水淬炉还可对工件进行真空退火、回火和时效处理。
[0017]本发明的小型多用单室真空水淬炉的工作过程是：当零件加热并且保温结束后，通过转向轮将炉体转动九十度，使炉体的炉门没入设在炉体下方水槽中的水面(或液面)以下，通过对炉体的抽真空口充入惰性气体，使炉腔内由负压转为正压后炉门自动打开，此时完全松开密封螺丝，装有零件的料筐就以极快的速度(一秒钟内)从炉腔加热区内落入配套小车的水中(或油中)而达到淬火的目的。
[0018]本发明的小型多用单室真空水淬炉，只需设置单室真空炉即可达到工件迅速从炉腔内加热区落入液体中的目的，工件淬火转移时间极少，解决了真空热处理领域中的真空淬火快速转移的难题。本发明的小型多用单室真空水淬炉使工件在淬火后保持了合金光洁的原始表面及最佳的机械性能。本发明的结构简单、功率小、造价低、易于操作。
[0019]下面结合附图对本发明的小型多用单室真空水淬炉进行进一步描述。
[0020]附图说明
[0021]图1为本发明的小型多用单室真空水淬炉实施例的主视结构示意图
[0022]图2为本发明的小型多用单室真空水淬炉实施例的剖面结构示意图
[0023]图3为本发明的小型多用单室真空水淬炉实施例中当炉体旋转九十度时将炉门没入水槽内淬火的状态示意图
[0024]图中，1.料筐2.挡板3.密封螺丝4.拉料丝5.热偶接口6.抽真空口7.水冷套8.热电偶9.水冷管10.保温材料层11.隔热材料层12.外壳13.电炉丝14.炉腔15.炉门挂钩16炉门17.炉体18.耐火瓦19.前支撑架20.转向轮转向轴(21、31)22.水面23.水槽24.小车29.后支撑架
[0025]图中，本发明的小型多用单室真空水淬炉，包括炉体17、炉体支架以及配套的装有水槽23的小车24。
[0026]炉体17含有电炉丝13、保温材料层10、隔热材料层11、水冷套7、热电偶8、拉料丝4，炉体支架包括前支撑架19和后支撑架29。炉体17为一空心圆柱体，炉体17的左端口密封，右端口设有炉门16和炉门挂勾15。炉体17的左密封端口设有热偶接口5和密封螺丝3，装有热电偶8的热偶套管通过热偶接口5固定在炉体17内，热电偶8的另一端外接控温仪表，以使炉体17内达到所需控制的温度。用于隔热的挡板2穿过热偶套管设置在炉腔14内，挡板2与炉腔14内径之间有一定空隙。通过密封螺丝3设置有可以往返拉动的拉料丝4，拉料丝4的一端在炉外，另一端在炉腔14内，其作用是装有工件的料筐1拉入炉腔14内的加热区位置以及控制淬水时工作的下落速度。靠近左端口的炉体17上还设置有抽真空口6，抽真空口6外接真空泵使炉腔14内达到一定的真空度以使炉内工件加热时不被氧化。
[0027]炉体17右端口的炉门16一端套挂在炉门挂勾15上。
[0028]炉体17的两端设置有由水冷管9连接的水冷套7，水冷套7通冷却水后可隔绝热量，不使热量向炉体17两端传递。
[0029]炉体17的中央部位套装有耐热瓦18，电炉丝13绕制在耐热瓦18层面上，两端外接控温系统，电路丝13的外层依次设有隔热材料层11和保温材料层10及炉体的外壳12。
[0030]炉体的外壳12的中央部位设置有与炉体支架匹配的转向轴(21、31)。
[0031]炉体支架为炉体17的主要支撑，炉体支架的前后支撑架(19、29)上设置有与炉体17匹配的转向轴中心孔，炉体支架转向轴中心孔与炉体17的转向轴(21、31)连接，并支撑炉体17。与前支撑架19连接的转向轴21上还连接有转向轮20，转向轴21的一端固定在炉体外壳上，另一端与转向轮20的中心孔配合连接，通过控制转向轮20的转动来控制炉体17在前、后支撑架(19、29)之间的转动。
[0032]配套的装有水槽23的小车24设在炉体17的下方，且位于前支撑架19与后支撑架29之间，小车24的位置可调节移动，使炉体17转向90度后炉门16刚好没入小车24的水槽23内。
[0033]本发明的小型多用单室真空水淬炉的总功率为5KW。
[0034]本发明的小型多用单室真空水淬炉的具体制作过程如下：
[0035]将耐热瓦18套在已加工好的设置有水冷套7、抽真空接口6、热偶接口5、密封螺丝3、挡板2的炉体17的中央部位，抽真空接口6外接真空泵，从热偶接口5插入热电偶8，热电偶8的另一端外接控温仪表，在耐热瓦18的层面上绕上电炉丝13，且留出两端头外接控温系统，依次用隔热材料11、保温材料10进行细密包裹绑扎后，扣上外壳12，连接水冷管9，然后将加工好的料筐1通过拉料丝4置于炉腔14的中央部位，炉门挂钩15安装在炉体右面炉门口已加工好的螺孔上，再将炉门16挂在炉门挂钩15上。将组装和连接好的炉体17通过固定在炉体外壳12中部位置上的转向轴(21、31)置于炉体17的前支撑架19和后支撑架29上，再将转向轮20连接在转向轴21上，最后再将装有水槽23的小车24设置在炉体下方合适位置，使炉体17转动90°后炉门口刚好没入水槽23中的水面22以下。
[0036]本发明的小型多用单室真空水淬炉的具体工作过程如下：
[0037]当零件加热并且保温结束后，转动固定在炉体外壳12的中心部位的转向轮20，将炉体17向右转向九十度，使炉门16没入水槽23中的水面22以下，通过抽真空口6充入惰性气体，使炉腔14内由负压转为正压后炉门16自动打开，此时完全松开密封螺丝3，则装有零件的料筐1会以极快的速度(一秒钟内)从炉腔14中的加热区内落入小车24内水槽23的水中而达到淬火的目的。
[0038]将不同的淬火材料使用本发明的小型多用单室真空水淬炉进行淬火处理情况如表1。
[0039]表1不同淬火材料淬火情况对照表
[0040]本发明中的配套小车的水槽内，可根据淬火工件的要求，分别加入水、油或其它淬火液。
