[实用新型]一种用于真空炉的超临界氮气淬火循环冷却系统

说明书

本实用新型提供了一种用于真空炉的超临界氮气淬火循环冷却系统，包括依次布置的加热室、转移室和淬火室，所述淬火室为耐压密封腔体，其内设置有风扇、换热器和布置于工件四周的喷嘴组件；所述喷嘴组件通过管道与设置于所述淬火室外的超临界罐连通，以及所述淬火室通过管道经冷凝室、液氮罐、调压/调温器连通所述超临界罐。本实用新型的超临界氮气淬火循环冷却系统，采用超临界氮气作为冷却剂，冷却速度快、冷却均匀、冷却速率可控，可用于钢铁材料和有色金属真空热处理淬火，解决了传统真空热处理淬火过程工件冷却速率不足和冷却不均匀的问题。

技术领域

本实用新型涉及热处理技术领域，尤其涉及一种用于真空炉的超临界氮气淬火循环冷却系统。

背景技术

真空热处理主要用于对材料热处理过程工件变形率有严格要求的产品，在工模具钢和铝合金T7处理中的到广泛的引用。但是，目前普遍应用的真空炉，依靠氮气内循环冷却，存在冷却速率不足、冷却不均匀、冷却速率不可控和生产效率低等问题。因此，如何提供一种冷却效率高和冷却速率可控的真空热处理炉冷却技术是本领域技术人员系带解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种冷却效率高和冷却速率可控的用于真空炉的超临界氮气淬火循环冷却系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供一种用于真空炉的超临界氮气淬火循环冷却系统，包括依次布置的加热室、转移室和淬火室，所述淬火室为耐压密封腔体，其内设置有风扇、换热器和布置于工件四周的喷嘴组件；所述喷嘴组件通过管道与设置于所述淬火室外的超临界罐连通，以及所述淬火室通过管道经冷凝室、液氮罐、调压/ 调温器连通所述超临界罐。

进一步地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，还包括分别与所述冷凝室、液氮罐、调压/调温器和超临界罐连接的高压气罐。

进一步地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，所述喷嘴组件由若干尺寸不同的喷头组成，且所述喷头的喷射方向和流速可调。

进一步地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，所述换热器布置于所述风扇和待淬火的所述工件之间。

进一步优选地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，所述换热器为水/气换热器。

进一步地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，还包括：

设置于所述淬火室内用于监测气体温度和所述工件表面温度的温度传感器；

设置于所述淬火室内用于监测气体压力的压力传感器；

设置于所述喷嘴组件上用于监测各喷头气体流速的流速传感器；以及

设置于所述喷嘴组件上用于调节各所述喷头的气体喷射大小的电磁调节阀。

进一步优选地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，还包括用于控制所述工件冷却速率的PID控制器，所述PID控制器分别与各所述温度传感器、压力传感器、流速传感器以及电磁调节阀电连接。

进一步地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，所述超临界罐内超临界氮气的压力≥3.4MPa，温度≥-146℃。

进一步地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，所述加热室与所述转移室之间以及所述转移室与淬火室之间设置有快开门。

进一步地，在所述的超临界氮气淬火循环冷却系统中，所述工件为工具钢、模具钢或铝合金。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)传热效率高，冷却速率快：采用进行喷射冷却，可以有效的破环工件表面的热边界层，提高冷却速率；