專利名稱：一種分子共振化學(xué)熱處理爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)熱處理領(lǐng)域，尤其涉及化學(xué)熱處理爐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
將金屬或合金工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲 入工件的表面，從而改變表面層的化學(xué)成分、組織和性能。這種熱處理工藝稱 為化學(xué)熱處理。為了實現(xiàn)該工藝，因此需要該工藝所需的設(shè)備一化學(xué)熱處理爐， 如氣體滲氮爐、氮一碳共滲爐、碳一氮共滲爐、滲碳爐、滲金屬爐等。并且這 類爐大多可一爐多用。至今，國內(nèi)外所用化學(xué)熱處理爐主要由滲罐、加熱組件 (電熱絲)、爐體(包括爐殼、保溫層、耐火磚層)等構(gòu)成。這種傳統(tǒng)化學(xué)熱處
理爐的主要缺點是能耗大，如爐子最高溫度為70(TC，爐堂尺寸為小950X 1220mm 的爐子，所需功率約為75KW。另一缺點是升溫速度慢，如上述75KW滲氮爐，空 爐升溫要達到滲氮溫度(55(TC)最少需3小時。爐子重，如該爐約5噸，在能源 緊缺的今天，需要大大節(jié)約能源。為克服當今化學(xué)熱處理爐存在耗電大、升溫 速度慢和爐子重的缺點，本發(fā)明提供了一種分子共振化學(xué)熱處理爐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的化學(xué)熱處理爐所存在的耗電大、升溫速度慢 和設(shè)備較重的缺點，提供一種高效、節(jié)電能、重量輕的分子共振化學(xué)熱處理爐。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)本分子共振化學(xué)熱處理爐包括爐殼、 保溫層、滲罐(爐膽)、防護柵、承載環(huán)(臺)、分子共振加熱器、滲劑提供裝 置(滴注器或通氣管)、熱電偶、爐蓋等，所述滲劑提供裝置一端位于滲罐內(nèi)，
另一端位于爐蓋上方，所述熱電偶穿過爐殼和保溫層并伸入到滲罐處。所述爐
殼外設(shè)有爐殼支柱；所述分子共振加熱器置于滲罐內(nèi)，為了防止工件碰撞加熱
器，于其外設(shè)防護柵。所述滲罐外用硅酸鋁纖維充填作保溫層。所述分子共振 化學(xué)熱處理爐，所述爐殼的頂端與爐蓋下方之間設(shè)有承受所處理工件的重量的
承載環(huán)，所述承載環(huán)由爐殼各爐殼支柱支撐；
所述分子共振加熱器包括電熱絲、發(fā)波體、透波體。電熱絲表面有耐高溫 絕緣膜，繞成螺管形或花瓣形，電熱絲置于發(fā)波體中。所述發(fā)波體包括乳白石 英管或涂有發(fā)波材料的絕緣管。發(fā)波體外套以透波體。所述透波體為透明石英 管。該分子共振加熱器置于滲罐內(nèi)，為防止處理工件對其碰撞，于其外設(shè)防護 柵。為使爐子保溫及減輕爐子重量，于滲罐外，填滿硅酸鋁纖維作保溫層，工 件通過承載環(huán)與外殼支柱聯(lián)接來承重(若為臥式爐，則以爐底承重)。化學(xué)熱處 理時，若用有機液體分解作滲劑，則通過滴注器滴入。若用氣體作滲劑，則用 管通入。若用固體作滲劑，則另用滲箱，再置于滲罐中。爐子溫度通過熱電偶 與控制柜聯(lián)接進行測溫與控制。
從圖2可見，分子共振化學(xué)熱處理爐的加熱組件為分子共振加熱器4。該加 熱器置于滲罐5內(nèi)，以輻射及傳導(dǎo)形式加熱爐氣及工件。加熱器外設(shè)防護柵6， 以防工件碰撞加熱器。滲罐5用耐熱鋼(視使用溫度高低，可用不銹鋼或碳素鋼 或低合金鋼)制造。滲罐外，用硅酸鋁纖維7充填作保溫層。工件以承載環(huán)承重， 該承載環(huán)由爐殼支柱支撐。這種分子共振化學(xué)熱處理爐具有如下優(yōu)點(1)節(jié)電 顯著。如前述傳統(tǒng)滲氮爐，最高使用溫度為700°C，爐膛有效尺寸為4)950X 1220mm，爐子功率為75KW。而本發(fā)明的分子共振滲氮爐為24KW,為傳統(tǒng)爐 子的1/3，即節(jié)電達70%; (2)升溫速度快。如上述cl)950X 1220mm、 75KW的
爐子，空爐升溫達550'C需3小時。而本發(fā)明的爐膛尺寸為4)992X1270mm、 24KW的爐子，空爐升溫到55(TC，只需20分鐘。小200X250mm ， 5KW的傳 統(tǒng)爐子升溫到650。C，需1.5小時，而本發(fā)明的4)200X250mm ， 1.5KW的分子 共振化學(xué)熱處理爐僅需15分鐘；(3)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；(4)輻射波對化 學(xué)熱處理時的反應(yīng)起加速作用，加速滲層形成速度；(5)設(shè)備輕，如前述小950 X 1220mm、 75KW的傳統(tǒng)設(shè)備為5500Kg，而本發(fā)明的4>992X 1270mm、 24KW 設(shè)備只有650Kg。


圖l為傳統(tǒng)化學(xué)熱處理爐結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1馬達；2滲劑提供裝置； 3爐蓋；4滲罐；5加熱體；6耐火磚；7保溫層；8爐殼；9熱電偶；10排 氣孔。
圖2為本發(fā)明的分子共振化學(xué)熱處理爐的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，l滲劑提供裝 置；2爐蓋；3承載環(huán)；4分子共振加熱器；5滲罐；6防護柵；7硅酸鋁纖維；
8爐殼；9熱電偶。
圖3為分子共振氣體氮化爐結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1爐蓋；2熱電偶孔；3 冷卻水口； 4分子共振加熱器；5滲罐；6防護柵；7爐殼；8爐殼支柱； 9爐底磚；10爐腳；11氨氣進口； 12保溫層；13廢氣進口； 14安全帶；15 壓環(huán)；16承載環(huán)；17爐蓋扣；18密封圈爐。
具體實施例方式
圖3為本發(fā)明具體實施方式
的分子共振氣體氮化爐結(jié)構(gòu)圖。下面結(jié)合該圖 對本發(fā)明實施方式進行詳細說明。從圖3可見，l為爐蓋，其上設(shè)有熱電偶孔， 供插入熱電偶測溫和控溫。3為冷卻水口，其位于與爐蓋接觸的密封圈18下方
與承載環(huán)16上方之間，通過該水口，通入冷卻水，以便保護與爐蓋接觸的密封
圈18的密封效果。4為分子共振加熱器，置于滲罐5內(nèi)，以輻射及傳導(dǎo)方式直 接加熱爐氣及工件。6為防護柵，位于分子共振加熱器4外，保護加熱器免受工 件撞擊。7為爐殼，其外設(shè)有爐殼支柱8，以加強爐殼強度及支撐承載環(huán)16，以 便承受工件的重量。IO為爐腳，便于爐子的移動。ll為滲氮用的氨氣進口，其 位于爐底處，從此口通入氨氣，氨氣在滲罐內(nèi)分解，產(chǎn)生活性氮原子，滲入工 件形成氮化層。滲罐5外填充有保溫層12，保溫層用硅酸鋁纖維制成，質(zhì)輕、 保溫性能好，大大減少熱量損失及爐子重量。13為滲罐內(nèi)的廢氣排出口。 14為 安全帶，其作用為保證分子共振加熱器輸電接頭與外界隔離，以防觸電危險。 15為壓環(huán)，位于保溫層上方，其作用為壓緊硅酸鋁纖維保溫層。16為承載環(huán)， 承受工件重量。17為爐蓋扣，作用為扣緊爐蓋，壓緊密封圈18，以防滲罐漏氣。 如上所述，便可較好地實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種分子共振化學(xué)熱處理爐，包括滲劑提供裝置、爐蓋、加熱組件、滲罐、保溫層、爐殼和熱電偶，所述滲劑提供裝置一端位于滲罐內(nèi)，另一端位于爐蓋上方，所述熱電偶穿過爐殼和保溫層并伸入到滲罐處，其特征在于所述加熱組件為分子共振加熱器；所述爐殼外設(shè)有爐殼支柱；所述爐殼的頂端與爐蓋下方之間設(shè)有承受所處理工件的重量的承載環(huán)，所述承載環(huán)由各爐殼支柱支撐；所述分子共振加熱器置于滲罐內(nèi)，分子共振加熱器外設(shè)有防護柵；所述滲罐外設(shè)有用硅酸鋁纖維充填的保溫層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分子共振化學(xué)熱處理爐，屬于化學(xué)熱處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的分子共振化學(xué)熱處理爐主要包括滲劑提供裝置、爐蓋、承載環(huán)、分子共振加熱器、滲罐、防護柵、硅酸鋁纖維保溫層、爐殼和熱電偶。所述分子共振加熱器置于化學(xué)熱處理爐滲罐內(nèi)，滲罐外填充硅酸鋁纖維作為保溫層。分子共振加熱器作為化學(xué)熱處理爐的加熱組件，及改變爐的結(jié)構(gòu)，使本發(fā)明的分子共振化學(xué)熱處理爐與相同爐膛尺寸的傳統(tǒng)爐相比，具有能耗少、節(jié)電多、升溫速度快和設(shè)備輕的優(yōu)點。
文檔編號C23C8/00GK101100736SQ200710029638
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者蒙繼龍 申請人:華南理工大學(xué)