一种管式炉等温热气淬火装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112813237A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202110009941.1(22)申请日2021.01.05(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人李根唐海燕刘华松张家泉何涛(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C21D1/62(2006.01)C21D1/613(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种管式炉等温热气淬火装置(57)摘要本发明涉及一种管式炉等温热气淬火装置，涉及金属热处理技术领域。装置由不锈钢法兰盘、底托、冷却室和冷却气道组成，其中不锈钢法兰盘上设有进气通道、出气通道，底托安装在不锈钢法兰盘上，冷却室通过支架固定在底托表面。冷却室内分为淬火区与换热区，冷却气体经冷却气道对淬火区内试样进行快速降温后，在换热区充分换热后以紊流的形式排入炉体中。本发明采用的气淬法全程无表面氧化风险，通过调节气体流量、气体温度，可以满足不同热处理实验工艺的需要。且本发明实验成本低，安全性较高，便于改装维护，可应用于不同型号/管径的管式炉，无需对设备进行额外改造，大大改善了实验效率与可操作性。CN112813237ACN112813237A权利要求书1/1页1.一种管式炉等温热气淬火装置，其特征在于：包括不锈钢法兰盘(1)、底托(2)、冷却室(3)与冷却气道(4)；所述不锈钢法兰盘(1)上设有用于连通炉管内外气体管路的进气通道(5)、出气通道(6)；所述底托固定在所述不锈钢法兰盘(1)上，所述冷却室(3)通过支架(7)固定在底托(2)表面。2.根据权利要求1所述的一种管式炉等温热气淬火装置，其特征在于：所述不锈钢法兰盘(1)的尺寸与管式炉炉管相适应，通过螺纹或卡勾连接固定在炉管上，加热过程中保持炉管内气密性良好。3.根据权利要求1所述的一种管式炉等温热气淬火装置，其特征在于：所述进气通道(5)在炉管外侧设有气体流量调节阀(8)，通过阀门与气体预热装置相连；所述出气通道(6)在炉管外侧同样设有气体流量调节阀(8)及真空阀(9)，通过分别与大气及真空泵相连。4.根据权利要求3所述的一种管式炉等温热气淬火装置，其特征在于：所述气体预热装置可为管式炉提供稳定的惰性冷却气氛，气体温度能够长期维持在25～600℃中的某一温度，全程温差不超过5℃。5.根据权利要求1所述的一种管式炉等温热气淬火装置，其特征在于：所述冷却气道(4)与所述进气通道(5)间为螺纹连接。6.根据权利要求1所述的一种管式炉等温热气淬火装置，其特征在于：所述冷却室(3)包括淬火区和换热区，其中换热区内设有格栅(10)；气淬时冷却气体经冷却气道(4)进入冷却室(3)后，先对淬火区中试样进行冷却，随后在换热区内经充分换热后以紊流的形式排至管式炉内。7.根据权利要求1所述的一种管式炉等温热气淬火装置，其特征在于：所述底托(2)材质为耐热石英或耐高温不锈钢，所述冷却室(3)、冷却气道(4)材质为耐高温不锈钢。2CN112813237A说明书1/3页一种管式炉等温热气淬火装置技术领域：[0001]本发明涉及金属热处理技术领域，尤其是一种管式炉等温热气淬火装置。背景技术：[0002]奥氏体等温淬火是一种将奥氏体化后的钢冷却至马氏体转变温度(MS)以上充分保温，待完成奥氏体等温转变后进一步缓冷至室温的分级淬火工艺。通常情况下，这一淬火工艺需采用盐浴方式进行，不仅要在淬火前对熔盐进行保温，造成额外设备负担，且环境污染极大。通过高温惰性气体取代盐浴进行冷却、淬火，具有清洁高效的技术特点，无疑成为更加理想的快速淬火工艺。[0003]中国专利CN210085508U公开了一种高压气淬盐浴等温淬火三室真空炉。该实用新型通过隔热门将炉体内部分为气淬室、加热室、盐浴室三个区域，热处理试样经水平传动系统可在三个区域内往返运动，实现高压气淬、等温淬火等不同热处理工艺。尽管该装备基本满足了等温淬火所需实验条件要求，气淬全程无氧化风险，但其构造复杂，气淬室与盐浴室功能部分重复，空间利用率低，尤其当热处理试样尺寸较小时，气淬所需气体流量大，产生额外经济、能源负担。[0004]管式炉由于其控温精度高，保温效果好，操作简单等优点，成为当前高校实验室主要的金属热处理设备。然而，若采用气淬方式进行冷却，沿气体喷头形成的气体射流可能造成炉管局部冷却速率过高，存在安全隐患。同时，当前绝大部分实验室管式炉设计时并未预留气淬进气通道，改装成本过高。此外，考虑到管式炉主要依靠辐射传热对试样进行升温，通过气淬法对试样进行冷却时，还需考虑耐材所能承受的最高冷却强度及管式炉内热辐射对试样冷却的影响。发明内容：[0