[发明专利]一种在水下实施热处理的装置及方法

权利要求书

1.一种在水下实施热处理的装置，其特征在于：包括下端敞口的热处理腔（14）、第一气体通路（11）、第二气体通路（13）、高温密封环（3）、环状金属板（4）、液压模块（5）、加热模块（9）、柱塞（16），所述热处理腔（14）的顶部开设有两个通孔，分别为第一通孔、第二通孔，所述第一气体通路（11）通过第一连接器（10）安装在第一通孔上，所述第二气体通路（13）通过第二连接器（12）安装在第二通孔上，所述液压模块（5）固定安装在热处理腔（14）上，所述环状金属板（4）安装在热处理腔（14）的外表面上，且所述环状金属板（4）沿热处理腔（14）滑动连接；所述柱塞（16）一端与液压模块（5）驱动端连接，另一端与环状金属板（4）连接，所述高温密封环（3）安装在环状金属板（4）的下表面上；当液压模块（5）处于第一极限位置时，所述高温密封环（3）位于热处理腔（14）的敞口上方；当液压模块（5）处于第二极限位置时，所述高温密封环（3）的下端伸出到热处理腔（14）的敞口下方，此时高温密封环（3）内表面与热处理腔（14）外表面紧贴在一起；所述热处理腔（14）内部设置有压力传感模块（15）、温度测量反馈模块（6）、氧气监测模块（17），所述加热模块（9）设置于热处理腔（14）内表面。

2.根据权利要求1所述在水下实施热处理的装置，其特征在于：所述热处理腔（14）包括高温合金外罩（8）、耐热保温内胆层（7），所述耐热保温内胆层（7）设置于高温合金外罩（8）内表面。

3.一种采用权利要求1所述在水下实施热处理的装置的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用牵引机构将热处理腔（14）放入水中，在热处理腔（14）下水的过程中，通过第一气体通路（11）、第二气体通路（13）向热处理腔（14）内部一直充空气，通过空气气流将热处理腔（14）内部热处理区域的水排开；

步骤2、牵引机构将热处理腔（14）移动到待热处理件的指定修复位置后，液压模块（5）启动，驱动柱塞（16）将环状金属板（4）向下移动，进而控制高温密封环（3）与待热处理件表面的压紧程度，以及控制高温密封环（3）与热处理腔（14）表面的压紧程度，完成待热处理件表面的密封工作；

步骤3、对于铁基材料的水下热处理，在热处理腔（14）的第一气体通路（11）输入第一保护气氛，利用第一保护气氛将空气和水汽通过第二气体通路（13）排出；读取氧气监测模块（17）的读数，氧气含量低于100~150 ppm时，关闭第二气体通路（13）的阀门；利用压力传感模块（15）读取热处理腔（14）内的数据，压力达到0.1~0.15 MPa时，停止输入第一保护气氛，关闭第一气体通路（11）的阀门；当压力传感模块（15）监测到压力降低时，打开第一气体通路（11），继续注入第一保护气氛，直至达到满足要求的压力；第一保护气氛输入完成后，启动加热模块（9）进行加热，根据钢材的热处理要求，加热到指定温度，并保温，然后根据要求进行冷却；进行缓冷时，利用加热模块（9）进行冷却过程中的控温；进行炉冷时，关闭加热模块（9），让热处理腔（14）内部自然冷却；进行空冷时，关闭加热模块（9），打开第一气体通路（11）和第二气体通路（13），在第一气体通路（11）内通入空气，空气由第二气体通路（13）排出；进行淬火时，液压模块（5）往回运动，柱塞（16）收回，将高温密封环（3）抬起，使得高温密封环（3）分别与待热处理件表面、热处理腔（14）表面分离，然后将热处理腔（14）抬起，不再进行密封防护，让水淹没待热处理件表面，进行淬火；

对于有色金属进行水下热处理时，关闭第一气体通路（11），打开第二气体通路（13），开启真空系统进行抽真空，将热处理腔（14）内真空度抽至低于1×10^-3Pa，然后关闭第二气体通路（13），打开第一气体通路（11）输入第二保护气氛；利用压力传感模块（15）读取热处理腔（14）内的数据，压力达到0.1~0.15 MPa时，停止输入第二保护气氛，关闭第一气体通路（11）的阀门；打开加热模块（9）进行加热，根据有色金属的热处理要求，加热到指定温度，并保温，然后根据要求进行冷却；

步骤4、水下热处理完成后，利用空压机通过第一气体通路（11）和第二气体通路（13）将空气输入到热处理腔（14）中，液压模块（5）通过柱塞（16）实现环状金属板（4）的向上移动，然后利用牵引机构将热处理腔（14）牵引出水面。