一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103045990103045990B(45)授权公告日2014.07.23(21)申请号201210530358.6(22)申请日2012.12.11(73)专利权人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人傅万堂王博赵品付瑞东郑炀曾刘天洋(74)专利代理机构石家庄一诚知识产权事务所13116代理人崔凤英(51)Int.Cl.C23C8/24(2006.01)审查员原霞权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图3页附图3页(54)发明名称一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置(57)摘要本发明公开一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置，涉及钢表面化学热处理装置，由炉胆、炉壳、充放气系统、抽真空系统、循环水系统、流量监测系统、压力监测装置、废气收集系统、测温装置等构成，该装置的炉盖上装有与NH3瓶及N2瓶连接的充气管道，NH3瓶及N2瓶中的N2、NH3或两者能同时通入炉胆反应室，炉壳下端装有与Ar瓶连接的充气管道，工作时炉壳内充入氩气。该装置降低了对炉胆材料的耐压要求，也降低了炉胆发生高温蠕变的几率，氮化炉整体使用寿命更长，可实现钢表面以N2、NH3、N2+NH3以及NH3+H2为介质在0.01~2.0MPa压力及20~1200℃温度条件下的高温单段或多段氮化。CN103045990BCN103459BCN103045990B权利要求书1/1页1.一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置，主体结构包括炉盖、炉胆和炉壳，炉盖与炉胆相连，炉胆与炉壳相连，其特征在于，炉盖（13）装有与NH3瓶（1）及N2瓶（2）连接的充气管道（7），所述充气管道延伸至炉胆反应室（17），所述炉胆反应室被发热炉管（19）嵌套，所述发热炉管底部由陶瓷底座（20）支撑，测温装置经所述陶瓷底座及发热炉管底部中心孔引入，炉胆（14）上端设有真空泵（6）及排气管道（9），炉胆排气端接有流量监测计（4），炉胆上下法兰盘之间设有循环水套（32），炉壳（21）下端装有与Ar瓶（3）连接的充气管道（8），所述炉壳上端装有与废气收集系统（5）连接的排气管道（10），所述炉胆及炉壳排气端分别设有压力测量装置。2.根据权利要求1所述的氮化装置，其特征在于：所述炉胆（14）由上炉胆和炉胆反应室（17）组成，所述炉胆反应室顶部设有保温盖（18）。3.根据权利要求1所述的氮化装置，其特征在于：所述炉盖（13）通过炉胆上法兰盘通孔（34）与炉胆（14）相连接，炉胆上法兰盘（15）内圈设有保证炉胆密封性的塑胶垫圈（33）。4.根据权利要求1或2或3所述的氮化装置，其特征在于：所述炉胆（14）嵌套在炉壳（21）内，炉胆与炉壳的装配依靠炉胆下法兰盘（16）和炉壳顶部法兰盘（22）的连接，两法兰间放置聚四氟乙烯垫圈，通过高强螺栓（35）连接。5.根据权利要求1或2或3所述的氮化装置，其特征在于：所述炉壳（21）内壁放置保温砖隔层（25），其余空间由炉壳保温棉（26）填充。6.根据权利要求1或2或3所述的氮化装置，其特征在于：所述发热炉管（19）管身缠绕216Nb炉丝，炉丝两端通过铜螺栓分别连接火线和零线，两电源线均套有绝缘套，在偏离炉胆且不接触炉壳内壁的条件下穿过保温棉，并经由炉壳底部法兰接线柱引出。7.根据权利要求1或2或3所述的氮化装置，其特征在于，所述的测温装置由铂铑热电偶、陶瓷套管及控温仪表组成，电偶测温点靠近炉胆反应室底部，电偶引线（29）经由炉壳底部法兰接线柱引出。8.根据权利要求1或2或3所述的氮化装置，其特征在于：压力测量装置包括炉胆及炉壳所连接压力表，炉胆连接压力表选取NH3用压力表，炉壳连接压力表选取Ar压力表。2CN103045990B说明书1/3页一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置技术领域[0001]本发明涉及一种钢表面化学热处理装置，尤其是涉及一种增压高温氮化装置。背景技术[0002]目前，大多数氮化装置只能在常压和相对较低的温度条件下实现零件的氮化，通常消耗相当长的时间，氮化效率低且浪费资源。采用增压氮化方法可提高氮势并加快氮化速率，但提高压力对炉胆材料要求苛刻。高温增压环境下氮化，极易造成炉胆材料的蠕变，导致炉胆变形甚至开裂，从而大幅度降低氮化装置的整体寿命，影响氮化质量甚至造成危险。尽管采用某些特殊材料制备氮化装置可以实现加压氮化，但必将导致设备成本的升高，并且不能从根本上避免炉胆的高温蠕变及设备的加速损耗。发明内容[0003]本发明旨在克服上述现有技术的不足，提供一种基于双压平衡系统控制的增压高温氮化装置。[0004]本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置，主体结构包括炉盖、炉胆和炉