[发明专利]一种精密弹性合金淬火热处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料热处理技术领域，特别是一种精密弹性合金淬火热处理装置及方法。

背景技术

精密弹性合金，如我国的3J1、3J53和俄罗斯的36НХТЮ（ЭИ702）等，是一种沉淀强化的金属材料，主要用于精密弹性元件的制造，在塑性加工之前，通常要进行淬火软化，以获得良好的成型性能。在淬火的过程中首先需要避免高温加热时表面氧化的问题，其次要在加热结束时快速冷却，避免强化相γ^’析出，以获得塑性良好的、均匀的固溶组织。

目前3J1等材料的淬火工艺是真空保护加油冷淬火，淬火的过程是在真空油淬炉里实现的，通过在真空室里加热防止表面氧化，通过油冷实现快速冷却淬火。在真空室加热的过程中，热量传导以热辐射为主，因此需要较长的加热时间，零件受热不够均匀；冷却的过程包括零件从真空室转移到前室，再浸入到油液冷却这两个步骤，经历的时间一般不少于30秒钟，这段时间里，一部分γ^’相会从固溶体里析出，使材料的硬度升高，塑性加工性能变差，另外零件表面会受到一定程度的污染，这也是造成某些弹性元件在成型过程中发生破裂的主要原因。

发明内容

本发明提供一种精密弹性合金淬火热处理装置及方法，用以解决现有技术中精密弹性合金淬火工艺中加热不均匀、冷却时间长所造成的硬度不均匀、塑性差和表面污染的问题。

根据本发明的目的，本发明提供一种精密弹性合金淬火热处理装置，该装置包括：

加热单元，采用箱式炉或管式炉的加热部，为整个热处理过程加热；

高温合金气氛保护单元，包括抽屉式的高温合金外壳及活动设置在其内部的高温合金内胆，所述高温合金外壳及所述高温合金内胆进入所述加热部内部进行加热；

气氛控制单元，包括流量表和螺旋状预热盘管，其内通入的保护气体先经所述流量表、再经所述预热盘管预热后进入所述高温合金内胆中；

温度控制单元，包括温度控制装置、智能仪表和中间继电器，所述温度控制装置用于控制加热单元的温度范围，所述智能仪表用于显示高温合金气氛保护容器内的温度，并在设定的报警上限输出报警信号，同时可利用所述中间继电器切断所述加热部的回路；

运转单元，包括导轨、滑车、回转机构、壳体和炉门组件，所述滑车设置在所述导轨上，所述壳体通过所述回转机构连接在所述滑车上，并可随回转机构平移和转动，所述流量表和智能仪表设置在所述壳体上；所述炉门组件安装在所述回转机构上，所述炉门组件上固定有所述预热盘管及所述高温合金外壳；

流动水冷单元，包括流动水冷容器和流动水，设置在所述导轨下方用于工件淬火，所述流动水从所述流动水冷容器下部的进水口进入，并以螺旋的方式上升，使温度较高的水从所述流动水冷容器上部的出水口排出。

作为本发明的优选方式，所述加热部一侧开口，该侧下部设置有弹性挂钩。

作为本发明的优选方式，所述高温合金内胆下部设置有可与所述加热部中弹性挂钩相咬合的固定挂钩，以使所述高温合金外壳退出所述加热部时所述高温合金内胆可滑出所述高温合金外壳，并向下翻转。

作为本发明的优选方式，所述保护气体为惰性气体，包括但不仅限于氩气和氦气。

作为本发明的优选方式，所述温度控制装置采用智能模糊温度控制器或PID温度控制器。

作为本发明的优选方式，所述运转单元还包括定位销，用于对所述壳体进行角向定位。

作为本发明的优选方式，所述回转机构包括垂直于底面的回转轴，所述炉门组件和所述壳体安装在所述回转轴上。

本发明还提供一种精密弹性合金淬火热处理方法，其特征在于，该方法包括：

加热单元工作，使进入加热单元内部的高温合金外壳和预热盘管预热；

温度达到预定值时，放入精密弹性合金零件的高温合金内胆置于高温合金外壳内后进入加热单元内部再次加热，并通过气氛控制单元通入保护气体实现保护气氛下的加热；

温度控制单元维持高温合金内胆的温度在设定的固溶温度范围，保温一定时间；

保温结束后，通过运转单元将高温合金外壳及高温合金内胆从加热单元内部拉出，并使高温合金内胆从高温合金外壳中脱出并翻转，置于其中的弹性合金零件落入下方的流动水冷单元中实现淬火。

本发明采用上述技术方案，可达到如下有益效果：