本實(shí)用新型屬于熱處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種真空滲碳爐。

背景技術(shù)：

滲碳是將鋼件加熱至奧氏體狀態(tài)下，于富碳介質(zhì)中長時(shí)間保溫，使碳原子滲入表層，增加鋼件表層的碳含量的過程。真空滲碳爐是對(duì)金屬工件進(jìn)行各種熱處理工藝的工業(yè)爐，其要求較嚴(yán)格地控制爐溫和爐內(nèi)氣氛組分。目前，熱處理行業(yè)市場上的真空滲碳爐的爐內(nèi)氣氛通常是根據(jù)滲碳溫度、被滲工件原始碳濃度、滲碳后表面碳濃度、擴(kuò)散后表面碳濃度、最終表面碳濃度、滲碳層深度以及各類材質(zhì)的表面吸碳量計(jì)算出執(zhí)行滲碳工藝所需要的滲碳時(shí)間和擴(kuò)散時(shí)間。這種方法是建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的“飽和值調(diào)整法”，即在滲碳期使奧氏體固溶碳并飽和；在擴(kuò)散期使固溶了的碳向內(nèi)部擴(kuò)散達(dá)到目標(biāo)要求值。上述過程計(jì)算非常繁瑣，裝載量的變化或工件表面積的變化，都會(huì)影響滲層的深度和熱處理質(zhì)量，也就是說每爐工件參數(shù)有變化，就需要重新計(jì)算滲碳時(shí)間、擴(kuò)散時(shí)間，采用不同的滲碳工藝，無法對(duì)爐內(nèi)的氣氛及爐溫進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)也影響了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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，提供一種處理效率高、工件處理質(zhì)量好、可實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)氣氛及溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)、降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度的真空滲碳爐。

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：

一種真空滲碳爐，包括爐體和爐蓋，所述爐蓋蓋合在所述爐體的開口處，所述爐蓋上安裝有攪拌電機(jī)，所述攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)軸穿過爐蓋伸入所述爐體的內(nèi)腔中，攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)軸伸入爐體內(nèi)腔中的一端安裝有攪拌葉片，所述爐體的上方設(shè)有拉動(dòng)所述爐蓋上升或下降以打開或蓋合所述爐體的爐蓋升降機(jī)構(gòu)，爐體的外側(cè)壁上安裝有與所述爐蓋升降機(jī)構(gòu)連接并驅(qū)動(dòng)所述爐蓋升降機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述爐體的側(cè)面連接一滲碳?xì)怏w進(jìn)氣管，所述爐體內(nèi)設(shè)有加熱元件和熱電偶，爐體的內(nèi)腔與一真空泵連通，所述爐體內(nèi)安裝有實(shí)時(shí)檢測(cè)爐體內(nèi)氣體組分的氣氛監(jiān)測(cè)裝置，所述滲碳?xì)怏w進(jìn)氣管上安裝有流量計(jì)和管道閥門，所述爐體的側(cè)壁上還安裝有一控制單元，所述熱電偶、氣氛監(jiān)測(cè)裝置和流量計(jì)均與所述控制單元的輸入端電連接，所述加熱元件、真空泵和管道閥門均與所述控制單元的輸出端電連接。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

優(yōu)選的，所述熱電偶包括沿所述爐體的內(nèi)壁由上至下依次設(shè)置的第一熱電偶、第二熱電偶和第三熱電偶，所述第一熱電偶、第二熱電偶和第三熱電偶設(shè)于爐體的同一側(cè)，并且等間距設(shè)置。

優(yōu)選的，所述加熱元件為沿所述爐體的內(nèi)壁環(huán)向設(shè)置的多根加熱棒。

更優(yōu)選的，多根所述加熱棒呈多圈布置，多圈加熱棒沿所述爐體的內(nèi)壁由上至下等間距設(shè)置，相鄰圈的加熱棒之間間隔10-20cm，一圈加熱棒中加熱棒的數(shù)量為6-18根。

優(yōu)選的，所述氣氛監(jiān)測(cè)裝置為多個(gè)沿所述爐體的內(nèi)壁環(huán)向設(shè)置的氣氛測(cè)量探頭。

優(yōu)選的，所述爐蓋升降機(jī)構(gòu)包括中空的柱體，所述柱體內(nèi)安裝有拉升氣缸，所述柱體的上端安裝有中空的吊架，所述吊架內(nèi)安裝有鏈輪，所述鏈輪通過吊鏈與所述爐蓋連接，吊鏈的另一端與所述拉升氣缸的活塞桿連接，通過拉升氣缸的活塞桿的伸縮帶動(dòng)吊鏈運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述爐蓋上升或下降。

更優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定安裝于所述爐體的外側(cè)壁上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述柱體的底部固定連接。

優(yōu)選的，所述控制單元為PLC控制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：通過在爐體內(nèi)設(shè)置氣氛監(jiān)測(cè)裝置，在滲碳?xì)怏w進(jìn)氣管上安裝流量計(jì)和管道閥門，將熱電偶、氣氛監(jiān)測(cè)裝置和流量計(jì)與控制單元的輸入端連接，加熱元件、真空泵和管道閥門與控制單元的輸出端連接，熱電偶和氣氛監(jiān)測(cè)裝置分別實(shí)時(shí)檢測(cè)爐內(nèi)的溫度和氣氛組成，并將爐內(nèi)溫度和氣氛信息發(fā)送至控制單元，控制單元控制加熱元件和管道閥門工作對(duì)爐內(nèi)溫度和氣氛進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)爐內(nèi)溫度和氣氛的自動(dòng)調(diào)節(jié)，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

附圖說明

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。

圖1為本實(shí)用新型真空滲碳爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中爐蓋打開后的示意圖。

圖例說明：

1、爐體；2、爐蓋；3、攪拌電機(jī)；4、攪拌葉片；5、爐蓋升降機(jī)構(gòu)；6、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；7、滲碳?xì)怏w進(jìn)氣管；8、加熱元件；9、熱電偶；10、真空泵；11、氣氛監(jiān)測(cè)裝置；12、流量計(jì)；13、管道閥門；14、控制單元；51、柱體；52、拉升氣缸；53、吊架；54、吊鏈；61、旋轉(zhuǎn)電機(jī)；62、轉(zhuǎn)軸；91、第一熱電偶；92、第二熱電偶；93、第三熱電偶。

具體實(shí)施方式

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。

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。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(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

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型的真空滲碳爐包括爐體1和爐蓋2。爐蓋2蓋合在爐體1的開口處，爐蓋2上安裝有攪拌電機(jī)3，攪拌電機(jī)3的轉(zhuǎn)軸穿過爐蓋2伸入爐體1的內(nèi)腔中，攪拌電機(jī)3的轉(zhuǎn)軸伸入爐體1內(nèi)腔中的一端安裝有攪拌葉片4。通過攪拌電機(jī)3帶動(dòng)攪拌葉片4旋轉(zhuǎn)，可使?fàn)t內(nèi)溫度及氣氛更加均勻，有利于提高滲碳層的均勻性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。在爐體1的上方設(shè)有拉動(dòng)爐蓋2上升或下降以打開或蓋合爐體1的爐蓋升降機(jī)構(gòu)5。使用時(shí)，通過該爐蓋升降機(jī)構(gòu)5將爐蓋2升起即可打開爐體1的開口，將待加工的工件放置在爐體1的內(nèi)腔中，然后再通過爐蓋升降機(jī)構(gòu)5將爐蓋2降下，使?fàn)t蓋2蓋合在爐體1的開口處，并通過螺栓將爐蓋2與爐體1連接固定，即可開始進(jìn)行滲碳處理。在爐體1的外側(cè)壁上安裝有與該爐蓋升降機(jī)構(gòu)5連接并驅(qū)動(dòng)爐蓋升降機(jī)構(gòu)5轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6。當(dāng)通過爐蓋升降機(jī)構(gòu)5將爐蓋2升起后，通過該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6將爐蓋升降機(jī)構(gòu)5連通爐蓋一起轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，避免將工件放入爐內(nèi)時(shí)爐蓋2對(duì)工件造成阻擋。爐體1的側(cè)面連接一滲碳?xì)怏w進(jìn)氣管7，工作時(shí)，通過該滲碳?xì)怏w進(jìn)氣管7向爐體1內(nèi)通入滲碳?xì)怏w。爐體1內(nèi)設(shè)置有加熱元件8和熱電偶9，通過加熱元件8對(duì)爐體1內(nèi)進(jìn)行加熱使其達(dá)到預(yù)定溫度，并通過熱電偶9實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)溫度。爐體1的內(nèi)腔與一真空泵10連通，可對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行抽真空操作。爐體1內(nèi)安裝有實(shí)時(shí)檢測(cè)爐體1內(nèi)氣體組分的氣氛監(jiān)測(cè)裝置11，滲碳?xì)怏w進(jìn)氣管7上安裝有流量計(jì)12和管道閥門13，爐體1的側(cè)壁上還安裝有一控制單元14，熱電偶9、氣氛監(jiān)測(cè)裝置11和流量計(jì)12均與控制單元14的輸入端電連接，加熱元件8、真空泵10和管道閥門13均與控制單元14的輸出端電連接。該控制單元14優(yōu)選為PLC控制器。通過在爐體1內(nèi)設(shè)置氣氛監(jiān)測(cè)裝置11，在滲碳?xì)怏w進(jìn)氣管7上安裝流量計(jì)12和管道閥門13，熱電偶9和氣氛監(jiān)測(cè)裝置11分別實(shí)時(shí)檢測(cè)爐內(nèi)的溫度和氣氛組成，生成爐內(nèi)溫度信號(hào)和氣氛組成信號(hào)，并將該爐內(nèi)溫度信號(hào)和氣氛組成信號(hào)發(fā)送至控制單元14，控制單元14根據(jù)收到的爐內(nèi)溫度信號(hào)和氣氛組成信號(hào)控制加熱元件8和管道閥門13工作，對(duì)爐內(nèi)溫度和氣氛進(jìn)行調(diào)節(jié)，流量計(jì)12檢測(cè)通入爐內(nèi)的滲碳?xì)怏w量。在通入滲碳?xì)怏w前，控制單元14控制真空泵10對(duì)爐內(nèi)抽真空。如此，實(shí)現(xiàn)了對(duì)爐內(nèi)溫度和氣氛的自動(dòng)調(diào)節(jié)，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

該真空滲碳爐中，熱電偶9包括沿爐體1的內(nèi)壁由上至下依次設(shè)置的第一熱電偶91、第二熱電偶92和第三熱電偶93，該第一熱電偶91、第二熱電偶92和第三熱電偶93設(shè)于爐體1的同一側(cè)，并且彼此之間等間距設(shè)置。如此，可準(zhǔn)確地檢測(cè)爐內(nèi)溫度。加熱元件8為沿爐體1的內(nèi)壁環(huán)向設(shè)置的多根加熱棒。多根加熱棒呈多圈布置，多圈加熱棒沿爐體1的內(nèi)壁由上至下等間距設(shè)置，相鄰圈的加熱棒之間間隔10-20cm，一圈加熱棒中加熱棒的數(shù)量為6-18根。采用這樣的設(shè)置可使加熱更加均勻，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。氣氛監(jiān)測(cè)裝置11為多個(gè)沿爐體1的內(nèi)壁環(huán)向設(shè)置的氣氛測(cè)量探頭，該氣氛測(cè)量探頭可采用市售產(chǎn)品。

本實(shí)施例中，爐蓋升降機(jī)構(gòu)5包括中空的柱體51，柱體51內(nèi)安裝有拉升氣缸52，柱體51的上端安裝有中空的吊架53，吊架53內(nèi)安裝有鏈輪，鏈輪通過吊鏈54與爐蓋2連接，吊鏈54的另一端與拉升氣缸52的活塞桿連接。通過拉升氣缸52的活塞桿的伸縮帶動(dòng)吊鏈54運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)爐蓋2上升或下降，該爐蓋升降機(jī)構(gòu)5結(jié)構(gòu)簡單、操作穩(wěn)定可靠。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6包括固定安裝于爐體1的外側(cè)壁上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)61，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)61的轉(zhuǎn)軸62與柱體51的底部固定連接。通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)61即可驅(qū)動(dòng)柱體51轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使?fàn)t蓋2轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，操作方便、可靠。

以汽車零部件齒輪為例，分別用本實(shí)用新型的真空滲碳爐和現(xiàn)有的氣體滲碳爐進(jìn)行滲碳操作，并對(duì)滲碳后的齒輪進(jìn)行對(duì)比。作為對(duì)比的現(xiàn)有氣體滲碳爐采用滴注式氣體滲碳爐(NK-1000)。工件齒輪的材質(zhì)為：SCM420(合金鋼)；外徑：200mm；模數(shù)：2.5；齒數(shù)：65。分別采用如下的滲碳工藝：

回火溫度均為160℃，回火時(shí)間均為90min。采用上述兩種不同滲碳工藝的滲碳特性對(duì)比如表1所示。

表1本實(shí)用新型真空滲碳與現(xiàn)有的氣體滲碳的特性對(duì)比

由表1可知，采用本實(shí)用新型的真空滲碳爐處理后的汽車齒輪滲碳層更加均勻，并且大大縮短了滲碳時(shí)間和所用的綜合處理時(shí)間，因此，處理效率更高，生產(chǎn)成本更低。

另外，通過觀察滲碳后齒輪的切面組織發(fā)現(xiàn)，采用本實(shí)用新型的真空滲碳爐處理的齒輪沒有出現(xiàn)晶界氧化、異常滲碳層現(xiàn)象，沒有出現(xiàn)一次滲碳體，并且僅僅觀察到纖細(xì)的馬氏體及少量的殘留奧氏體，說明采用本實(shí)用新型的真空滲碳爐處理后的產(chǎn)品質(zhì)量可靠。而采用現(xiàn)有的氣體滲碳時(shí)齒輪的切面出現(xiàn)晶界氧化現(xiàn)象，并出現(xiàn)異常滲碳層。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。