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立式真空油淬炉概述

式真空油淬炉概述

立式真空油淬炉典型的立式真空油淬炉(表 1)要么使用安装在可移动门架顶部的加热室,以便将负载移入和移出炉子,并在单独的油箱中进行油淬火,要么采用主炉室位于固定并由隔离阀与装载前厅/油骤冷罐隔开。

熔炉操作

作为前一种布置的一个例子,在装载期间,龙门将加热室移到一边,并将新的装载物放置在淬火升降机上。在此之前,将淬火油转移到储罐以避免在进入真空室之前与负载接触。升降机将负载降低到空的淬火槽中,加热室移回淬火槽上方的位置,然后降低并密封到淬火槽法兰。接下来,加热室内的真空密封门和炉床门打开,升降机将负载提升到加热室内。当升降机退回淬火槽时,炉床门关闭以支撑负载,密封门关闭以隔离加热室。加载顺序完成后,在抽真空、升温并稳定在硬化温度后,腔室会回填氮气,以平衡腔室和油淬槽之间的压力。然后炉门打开,电梯上升以支撑负载,然后快速下降(10 秒内)进入淬火槽以完成该过程。另一个例子是立式真空油淬炉,能够在直径 1.8 m(72 英寸)、高 1.9 m(76 英寸)的腔室中运行 1,600 kg(3,500 磅)的工作负荷。零件垂直装载到支撑夹具上。将炉钟升至向上位置,露出炉台。将淬火槽与热区隔开的密封门关闭。负载放置在炉台上后,装载机收回炉外并降低钟罩。将炉子抽真空并开始处理。在加工过程中,炉腔被抽真空到大约 10-2 毫巴(7.5 x 10-3 托)的压力。油骤冷罐也被抽真空到大约 400 毫巴(300 托)的压力。当腔室排空达到预设压力时,开始加热负载,直到达到推荐的奥氏体化温度。选择加热斜率以最小化负载内的热梯度,而不会产生过多的循环时间。在加热过程中控制斜率是消除可能在热处理部件的加工过程中产生的应力的一个重要因素。在加热过程中,负载还会在 620°C (1150°F) 左右的中间温度下保持一小段时间,以进一步提高温度均匀性。在整个循环过程中保持温度均匀性对于防止热应力的积累和确保负载的所有部分都经历所需的微观结构转变以实现所需的机械性能至关重要。

真空油淬炉

负载在奥氏体化温度下浸泡足够长的时间后,即可开始油淬过程。该过程的第一步是将炉膛(用氮气)回填至 400 毫巴(300 托)或略低于大气压,以平衡炉子和油淬之间油淬罐中的压力。接下来,真空密封门打开,淬火升降机升至再次支撑负载重量的位置。然后负载杆缩回,升降机和负载迅速下降(在 10 秒内)进入淬火槽。负载下降到淬火槽后,加热元件的电源被关闭,密封门关闭。然后启动骤冷鼓风机以将加热室冷却至环境温度。淬火槽包含 35,000 升(9,300 加仑)的淬火油。电加热器和冷却器调节油温。仔细监测淬火油条件是零件变形控制的一个重要因素。在循环结束时,炉子用氮气回填至大气压,并将钟罩升至向上位置。密封门打开,电梯将负载从油中(低速)提升到向上位置。负载杆伸出,升降机降低炉床并将负载加载到负载杆上。然后电梯下降到密封门正下方的待机位置。密封门关闭,装载机移入,从炉台卸下零件。

真空油淬炉

管理失真

可以使用几种技术来控制热处理过程中的变形。在热处理之前对材料进行正火就是这样一种技术。对于在硬化处理(例如锻造和/或机加工)之前因制造操作而变得高应力的部件,可以使用单独的应力消除循环。然而,在大多数情况下,这些残余应力可以在硬化循环期间通过减慢加热速率和在一个或多个预热温度下引入保持来消除。在油中淬火热钢引起的热冲击几乎总是会导致一定程度的尺寸变形。这可以通过最小化最终硬化温度和淬火油浴温度之间的温差来减少。表面化学的精确控制允许在热处理之前在部件上留下最少或没有加工余量是这些炉的主要优点。真空硬化的挑战变成了抵消任何尺寸变化(热、相变或淬火),以便在所需的尺寸公差内生产热处理过的部件。夹具是管理失真的重要部分。例如,长部件通常悬挂在夹具上,以利用重力作为稳定影响。由于薄截面和厚截面之间的加热和冷却速率不同,包含截面厚度主要差异的组件特别容易变形。对于这些组件,有时会使用额外的库存余量或连接到较薄部分的散热器来提供更好的热平衡。油成分、温度和搅拌也会影响变形。一些油组合物旨在实现比其他油组合物更高的淬火速度。高速油优选用于硬化非常厚的部分并在具有较低淬透性的钢中获得最大强度。然而,它们也会在薄截面或具有高淬透性的钢中引起更大程度的变形。更冷、更高度搅拌的油也会产生更多的热冲击。通过使用内置于淬火槽的控制装置,在特定的硬化应用中仔细调节油温和搅拌。

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