[发明专利]特大型多功能天然气节能零件热处理炉及其热处理工艺

权利要求书

1.一种特大型多功能天然气节能零件热处理炉，其特征在于：包括：依次横向连接的进料模块、渗透模块、冷却模块、清洗模块、回火模块和出料模块，各模块均设置有传送装置且相邻模块间设置有移门（1），所述冷却模块和所述清洗模块均包括容纳层（2）、功能层（3）和用于下降零件至所述功能层（3）及托起零件至所述容纳层（2）的升降装置（4），所述容纳层（2）和所述功能层（3）长宽高均相等，所述容纳层（2）与所述进料模块、渗透模块、回火模块和出料模块等高且水平连接；

各模块具有以下功能：

进料模块：用于零件的存储、清洁和干燥，干燥完成后传送至渗透模块；

渗透模块：为抗渗保温模块，支持对零件进行调质、渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗钨、渗硼、钨硼共渗和渗金属，根据不同材质的零件选择不同渗剂及加热温度，渗透完成后传送至冷却模块；

冷却模块：用于零件的快速冷却降温，冷却介质为冷却油或空气或液氮，冷却后零件的硬度、耐腐蚀性及耐磨性得到提高，冷却后将零件传送至清洗模块；所述冷却模块设置有用于保证冷却介质温度恒定的内循环冷却装置和用于搅拌冷却介质使零件冷却均匀的搅拌装置；

清洗模块：用于洗去零件上的冷却介质及杂质，清洗介质为水，清洗完成后传送至回火模块；

回火模块：包括用于零件的一次加热的第一回火模块（7）及用于零件的二次加热的第二回火模块（8），回火后使零件的硬度、耐磨性及耐疲劳性得到大幅度提高，完成后传送至出料模块；

出料模块：用于零件的存储、清洁、干燥和抛光，获得成品。

2.根据权利要求1所述的特大型多功能天然气节能零件热处理炉，其特征在于：所述渗透模块设置有用于调节进气量的第一调节阀（5）和第二调节阀（6）、若干加热元件、用于密封移门（1）的密封装置、用于保证渗剂气氛对流的吹气装置、用于控制渗剂浓度的监控装置和排气阀。

3.根据权利要求2所述的特大型多功能天然气节能零件热处理炉，其特征在于：所述加热元件的加热源为天然气，加热元件上下两层均匀排布，所述密封装置为天然气气动密封门，天然气作封门气，所述监控装置为氧探头、碳控仪和氮控仪。

4.一种特大型多功能天然气节能零件热处理炉的渗碳热处理工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：

41）进料：对待处理零件进行清洁和干燥，干燥完成后传送至渗透模块；

42）渗碳：该步骤包括升温、强排、强渗、扩散、降温和等温步骤；升温4h达900~940℃后保温，排气50~70min后进行强渗，强渗速度为0.30~0.34mm/h，强渗时间为7.5~8.75h，渗碳剂为丙烷和甲烷，渗透模块内确保碳气氛对流并使用氧探头和碳控仪有效控制碳浓度，强渗完成后扩散2.8~3.3h，扩散完成后降温至860~900℃，保温至少1h，获得渗碳层厚度达2.4~2.8mm的零件，保温完成后送至冷却模块；

43）依次进行冷却、清洗、回火和出料工艺，该渗碳热处理工艺在控制炉内压力及渗剂的选择上提高了渗碳速度，比常规井式炉渗碳的速度提高30%以上。

5.一种特大型多功能天然气节能零件热处理炉的渗氮热处理工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：

51）进料：对待处理零件进行清洁和干燥，干燥完成后传送至渗透模块；

52）渗氮：该步骤包括升温，强排，渗氮和扩散步骤；升温3h达580~650℃后保温，排气50~70min后进行渗氮，渗氮速度为0.01mm/h，渗氮时间为60h，渗氮剂为氨气，渗透模块内确保氮气氛对流并使用氧探头和氮控仪有效控制氮浓度，渗氮完成后扩散2h，扩散完成后送至冷却模块；

53）依次进行冷却、清洗、回火和出料工艺，冷却时采用冷却油冷却或液氮冷却，冷却至180~230℃，该渗氮热处理工艺在控制炉内压力及渗剂的选择上提高了渗氮速度，减少了渗氮时间，比常规井式炉渗碳的速度提高30%以上。