一种用于销轴的光中氮化装置及其制造工艺的制作方法

1.本发明涉及销轴制造技术领域，尤其涉及一种用于销轴的光中氮化装置及其制造工艺。


背景技术：

2.传统的光中氮化工艺大多采用冷璧式真空炉体，通常采用双层结构、使用q235钢板焊接成型、两层钢板中间留有30-50毫米宽度夹层为通水层、生产过程中需连续通入冷却水(冷却水经过换热器后可循环使用)、用于冷却真空渗氮炉体保证密封件在低温下长期使用，该炉体具有结构简单，采用低碳钢板制作造价低廉维护保养简单等优点，已经广泛应用于金属零件的离子渗氮设备制造。传统真空炉体为冷壁炉结构、在使用过程中存在很多缺陷，主要表现是炉内温度场严重不均匀、在生产过程中真空炉体内部有效工作区内放置的金属零件、尤其上下部分和阴极盘的内外圈等部分温度会不均匀、零件装在炉内进行渗氮加工时的温度一般在520℃左右、但是炉内上下区域零件、零件的内外圈部分温差大，加工出来的零件会因为温度的偏差造成表面硬度和氮化层深度不均匀，随着技术的改进，例如专利申请号：cn201710776211.8解决了上述问题，但是该专利存在的问题：首先是吊装时吊装炉体不安全，容易存在安全隐患，其次是辅助加热的结构太复杂，制造成本太高，为了解决上述问题，我们提供了一种用于销轴的光中氮化装置及其制造工艺。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.解决现有的技术吊装时吊装炉体不安全，容易存在安全隐患，其次是辅助加热的结构太复杂，制造成本太高的问题，提供了一种用于销轴的光中氮化装置及其制造工艺。
5.(二)技术方案
6.一种用于销轴的光中氮化装置，包括有底座，底座上放置有炉筒体，炉筒体与底座相互接触处安装有密封垫，炉筒体内部放置有用于加工的销轴，炉筒体的顶部设置有用于给销轴预热的预热装置，底座上且位于炉筒体旁边设置有用于抬升炉筒体的抬升装置，炉筒体的侧壁上安装有若干抽气管、加气管，抽气管、加气管上安装有阀门。
7.作为优选的技术方案，预热装置包括竖直固定在炉筒体顶部的多根管道，管道与炉筒体相互连通，每个管道内部均竖直插套有辐射加热管，每个管道的顶部且与辐射加热管相互接触处固定有密封块，密封块内部开有矩形槽，矩形槽内部滑动设置有滑块，滑块的一端成型有第一斜面，辐射加热管贯穿密封块，且底部成型有第二斜面，第一斜面与第二斜面相互抵接，矩形槽内部设置有第一弹簧，第一弹簧的一端与矩形槽内壁固定连接、另一端与滑块的侧壁固定连接，辐射加热管的顶部设置有支架，支架与每根辐射加热管的上表面固定连接。
8.作为优选的技术方案，抬升装置包括固定在底座上的高架台，高架台上可上下滑动地设置有用于抬升炉筒体的抬升架，抬升架上竖直固定有若干个支撑柱，支撑柱上表面
与支架下表面固定连接，炉筒体的上部固定有第一托环，抬升架的上方且位于第一托环下方设置有第二托环，第二托环上竖直固定有若干个导柱，导柱与第一托环插套连接，且导柱的顶部固定有挡块，导柱上且位于第一托环、第二托环之间套设有第二弹簧。
9.作为优选的技术方案，高架台的一侧竖直固定有第一导杆、另一侧竖直固定有第二导杆，第一导杆与抬升架插套连接，第二导杆上设置有配重机构，配重机构包括与第二导杆插套连接的支座，支座上固定有圆柱，圆柱上套设有若干配重块，高架台的顶部固定有机架，机架上转动安装有转轴，转轴上固定有齿轮，齿轮上套设有链条，链条的一端与支座固定连接、另一端与抬升架固定连接，高架台的顶部安装有用于驱动转轴转动的电机。
10.作为优选的技术方案，高架台上还设置有用于防止炉筒体抬升时突然坠落的防坠装置，防坠装置包括一对倒齿条，两个倒齿条竖直固定在高架台朝向炉筒体的一侧，抬升架的两侧固定有安装架，安装架内部设置有倒齿块，倒齿条与倒齿块相互咬合，安装架朝向炉筒体的侧壁插套有连杆，连杆的一端与倒齿块插套连接、另一端固定有挡板，安装架的侧壁上固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆的输出轴与挡板固定连接，连杆上且位于倒齿块、安装架之间套设有第三弹簧。
11.一种销轴的光中氮化制造工艺，包括如下步骤：
12.步骤a、预热处理：在炉筒体内用辐射加热管对销轴进行预热处理；
13.步骤b、渗碳处理：在炉筒体中对销轴进行渗碳处理，渗碳介质为甲醇和煤油，加热温度895～925℃，保温时间35～45min；
14.步骤c、渗碳淬火：渗碳处理保温时间达到后，利用20～80℃的淬火油对工件进行快速淬火；
15.步骤d、渗碳回火：对完成渗碳淬火的销轴加热到170～190℃并保温170～190min进行低温回火；
16.步骤e、渗氮处理：在炉筒体中对销轴进行渗氮处理，渗氮介质为氨气，加热温度835～865℃，保温时间40～60min；
17.步骤f、渗氮淬火：渗氮处理保温时间达到后，利用20～80℃的淬火油对工件进行快速淬火；
18.步骤g、渗氮回火：对完成渗氮淬火的销轴加热到170～190℃并保温170～190min进行低温回火；
19.步骤h、深冷处理：在深冷箱中对销轴进行深冷处理，深冷温度-90～-70℃，保温时间90～120min；
20.步骤i、空气冷却：深冷处理保温时间达到后，将销轴置于空气中回复到室温；
21.步骤j、深冷回火：对回复到室温的销轴加热到170～190℃并保温170～190min进行低温回火。
22.作为优选的技术方案，步骤b中渗碳介质甲醇的用量为2.0～2.5ml/min，渗碳介质煤油的用量为3.0～3.5ml/min。
23.作为优选的技术方案，步骤e中渗氮介质氨气的用量为350～400l/h。
24.(三)有益效果
25.本发明的有益效果在于：
26.1、通过设置预热装置，有效防止炉内温度场严重不均匀，从而导致加工出来的零
件会因为温度的偏差造成表面硬度和氮化层深度不均匀。
27.2、密封块内部开有矩形槽，矩形槽内部滑动设置有滑块，矩形槽内部设置有第一弹簧，第一弹簧的一端与矩形槽内壁固定连接、另一端与滑块的侧壁固定连接，滑块在第一弹簧的作用下也进行复位，同时，滑块将管道进行密封，防止空气进入管道。
28.3、当抬升架向上运动时，由于连杆的一端与倒齿块插套连接、另一端固定有挡板，连杆上且位于倒齿块、安装架之间套设有第三弹簧，所以抬升架向上运动时，不受影响，当抬升架在向上运动的过程中突然下坠时，倒齿条即可与倒齿块相互咬合，防止抬升架继续下坠，当抬升架向下运动时，电动伸缩杆输出轴向外顶带动挡板向外侧运动，挡板向外侧运动带动连杆向外侧运动，从而带动倒齿块向外侧运动，从而使倒齿条与倒齿块解锁，此时抬升架即可向下运动。
29.4、本技术解决了现有的技术吊装时吊装炉体不安全，容易存在安全隐患，其次是辅助加热的结构太复杂，制造成本太高的问题。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明的结构示意图；
32.图2是图1a部的局部放大图；
33.图3是预热装置的内部结构示意图；
34.图4是防坠装置的内部结构示意图；
35.1-底座；2-炉筒体；3-密封垫；4-预热装置；5-抬升装置；6-防坠装置；401-管道；402-辐射加热管；403-滑块；404-第一弹簧；405-支架；406-密封块；501-高架台；502-抬升架；503-支撑柱；504-第一托环；505-第二托环；506-导柱；507-第二弹簧；508-第一导杆；509-电机；510-支座；511-圆柱；512-配重块；513-机架；601-倒齿条；602-安装架；603-倒齿块；604-连杆；605-挡板；606-电动伸缩杆；607-第三弹簧；
具体实施方式
36.结合附图对本发明一种用于销轴的光中氮化装置及其制造工艺，做进一步说明，下面结合实施例对本发明作进一步详述：
37.如附图1所示，一种用于销轴的光中氮化装置，包括有底座1，底座1上放置有炉筒体2，炉筒体2与底座1相互接触处安装有密封垫3，炉筒体2内部放置有用于加工的销轴，炉筒体2的顶部设置有用于给销轴预热的预热装置4，底座1上且位于炉筒体2旁边设置有用于抬升炉筒体2的抬升装置5，炉筒体2的侧壁上安装有若干抽气管、加气管，抽气管、加气管上安装有阀门。
38.如附图1、附图3所示，预热装置4包括竖直固定在炉筒体2顶部的多根管道401，管道401与炉筒体2相互连通，每个管道401内部均竖直插套有辐射加热管402，每个管道401的顶部且与辐射加热管402相互接触处固定有密封块406，密封块406内部开有矩形槽，矩形槽
内部滑动设置有滑块403，滑块403的一端成型有第一斜面，辐射加热管402贯穿密封块406，且底部成型有第二斜面，第一斜面与第二斜面相互抵接，矩形槽内部设置有第一弹簧404，第一弹簧404的一端与矩形槽内壁固定连接、另一端与滑块403的侧壁固定连接，辐射加热管402的顶部设置有支架405，支架405与每根辐射加热管402的上表面固定连接。
39.需要说明的是，支架405与每根辐射加热管402的上表面固定连接，预热时，带动支架405向下运动，从而带动辐射加热管402向下运动，辐射加热管402贯穿密封块406，且底部成型有第二斜面，滑块403的一端成型有第一斜面，第一斜面与第二斜面相互抵接，辐射加热管402向下运动带动滑块403向外侧滑动，从而使辐射加热管402向下插入炉筒体2内部，此时辐射加热管402开始工作，对炉筒体2内部进行预热处理，防止炉内温度场严重不均匀，从而导致加工出来的零件会因为温度的偏差造成表面硬度和氮化层深度不均匀，当预热完毕后，支架405向上运动，带动辐射加热管402复位，密封块406内部开有矩形槽，矩形槽内部滑动设置有滑块403，矩形槽内部设置有第一弹簧404，第一弹簧404的一端与矩形槽内壁固定连接、另一端与滑块403的侧壁固定连接，滑块403在第一弹簧404的作用下也进行复位，同时，滑块403将管道401进行密封，防止空气进入管道401。
40.如附图1、附图2所示，抬升装置5包括固定在底座1上的高架台501，高架台501上可上下滑动地设置有用于抬升炉筒体2的抬升架502，抬升架502上竖直固定有若干个支撑柱503，支撑柱503上表面与支架405下表面固定连接，炉筒体2的上部固定有第一托环504，抬升架502的上方且位于第一托环504下方设置有第二托环505，第二托环505上竖直固定有若干个导柱506，导柱506与第一托环504插套连接，且导柱506的顶部固定有挡块，导柱506上且位于第一托环504、第二托环505之间套设有第二弹簧507。
41.需要说明的是，抬升架502向上运动时带动第二托环505向上运动，第二托环505向上运动与第一托环504相互接触，第一托环504与炉筒体2的上部固定连接，第二托环505向上运动带动第一托环504向上运动，从而带动炉筒体2向上抬起，当炉筒体2需要向下运动时，只需使抬升架502向下运动，此时第一托环504、第二托环505、炉筒体2由于重力的作用，自行向下运动。
42.需要说明的是，通过设置第一托环504、第二托环505、导柱506、第二弹簧507，能够使炉筒体2向下运动接触底座1时，减缓炉筒体2与底座1之间的冲击力，从而保护炉筒体2和底座1。
43.进一步的，高架台501的一侧竖直固定有第一导杆508、另一侧竖直固定有第二导杆，第一导杆508与抬升架502插套连接，第二导杆上设置有配重机构，配重机构包括与第二导杆插套连接的支座510，支座510上固定有圆柱511，圆柱511上套设有若干配重块512，高架台501的顶部固定有机架513，机架513上转动安装有转轴，转轴上固定有齿轮，齿轮上套设有链条514，链条514的一端与支座510固定连接、另一端与抬升架502固定连接，高架台501的顶部安装有用于驱动转轴转动的电机509。
44.需要说明的是，电机509转动带动转轴转动，转轴转动齿轮转动，齿轮转动带动链条514转动，从而带动抬升架502向上/向下运动，抬升架502向上/向下运动可以带动炉筒体2、支架405向上/向下运动，另外通过设置若干配重块512，即可根据炉筒体2的重量来加减配重块512。
45.如附图1、附图4所示，高架台501上还设置有用于防止炉筒体2抬升时突然坠落的
防坠装置6，防坠装置6包括一对倒齿条601，两个倒齿条601竖直固定在高架台501朝向炉筒体2的一侧，抬升架502的两侧固定有安装架602，安装架602内部设置有倒齿块603，倒齿条601与倒齿块603相互咬合，安装架602朝向炉筒体2的侧壁插套有连杆604，连杆604的一端与倒齿块603插套连接、另一端固定有挡板605，安装架602的侧壁上固定有电动伸缩杆606，电动伸缩杆606的输出轴与挡板605固定连接，连杆604上且位于倒齿块603、安装架602之间套设有第三弹簧607。
46.需要说明的是，当抬升架502向上运动时，由于连杆604的一端与倒齿块603插套连接、另一端固定有挡板605，连杆604上且位于倒齿块603、安装架602之间套设有第三弹簧607，所以抬升架502向上运动时，不受影响，当抬升架502在向上运动的过程中突然下坠时，倒齿条601即可与倒齿块603相互咬合，防止抬升架502继续下坠，当抬升架502向下运动时，电动伸缩杆606输出轴向外顶带动挡板605向外侧运动，挡板605向外侧运动带动连杆604向外侧运动，从而带动倒齿块603向外侧运动，从而使倒齿条601与倒齿块603解锁，此时抬升架502即可向下运动。
47.一种销轴的光中氮化制造工艺，包括如下步骤：
48.步骤a、预热处理：在炉筒体2内用辐射加热管402对销轴进行预热处理；
49.步骤b、渗碳处理：在炉筒体2中对销轴进行渗碳处理，渗碳介质为甲醇和煤油，加热温度895～925℃，保温时间35～45min；
50.步骤c、渗碳淬火：渗碳处理保温时间达到后，利用20～80℃的淬火油对工件进行快速淬火；
51.步骤d、渗碳回火：对完成渗碳淬火的销轴加热到170～190℃并保温170～190min进行低温回火；
52.步骤e、渗氮处理：在炉筒体2中对销轴进行渗氮处理，渗氮介质为氨气，加热温度835～865℃，保温时间40～60min；
53.步骤f、渗氮淬火：渗氮处理保温时间达到后，利用20～80℃的淬火油对工件进行快速淬火；
54.步骤g、渗氮回火：对完成渗氮淬火的销轴加热到170～190℃并保温170～190min进行低温回火；
55.步骤h、深冷处理：在深冷箱中对销轴进行深冷处理，深冷温度-90～-70℃，保温时间90～120min；
56.步骤i、空气冷却：深冷处理保温时间达到后，将销轴置于空气中回复到室温；
57.步骤j、深冷回火：对回复到室温的销轴加热到170～190℃并保温170～190min进行低温回火。
58.进一步的，步骤b中渗碳介质甲醇的用量为2.0～2.5ml/min，渗碳介质煤油的用量为3.0～3.5ml/min。
59.进一步的，步骤e中渗氮介质氨气的用量为350～400l/h。
60.工作原理：工作时，电机509转动带动转轴转动，转轴转动齿轮转动，齿轮转动带动链条514转动，从而带动抬升架502向上/向下运动，抬升架502向上/向下运动可以带动炉筒体2、支架405向上/向下运动，另外通过设置若干配重块512，即可根据炉筒体2的重量来加减配重块512，支架405与每根辐射加热管402的上表面固定连接，预热时，带动支架405向下
运动，从而带动辐射加热管402向下运动，辐射加热管402贯穿密封块406，且底部成型有第二斜面，滑块403的一端成型有第一斜面，第一斜面与第二斜面相互抵接，辐射加热管402向下运动带动滑块403向外侧滑动，从而使辐射加热管402向下插入炉筒体2内部，此时辐射加热管402开始工作，对炉筒体2内部进行预热处理，防止炉内温度场严重不均匀，从而导致加工出来的零件会因为温度的偏差造成表面硬度和氮化层深度不均匀，当预热完毕后，支架405向上运动，带动辐射加热管402复位，密封块406内部开有矩形槽，矩形槽内部滑动设置有滑块403，矩形槽内部设置有第一弹簧404，第一弹簧404的一端与矩形槽内壁固定连接、另一端与滑块403的侧壁固定连接，滑块403在第一弹簧404的作用下也进行复位，同时，滑块403将管道401进行密封，防止空气进入管道401；抬升架502向上运动时带动第二托环505向上运动，第二托环505向上运动与第一托环504相互接触，第一托环504与炉筒体2的上部固定连接，第二托环505向上运动带动第一托环504向上运动，从而带动炉筒体2向上抬起，当炉筒体2需要向下运动时，只需使抬升架502向下运动，此时第一托环504、第二托环505、炉筒体2由于重力的作用，自行向下运动；当抬升架502向上运动时，由于连杆604的一端与倒齿块603插套连接、另一端固定有挡板605，连杆604上且位于倒齿块603、安装架602之间套设有第三弹簧607，所以抬升架502向上运动时，不受影响，当抬升架502在向上运动的过程中突然下坠时，倒齿条601即可与倒齿块603相互咬合，防止抬升架502继续下坠，当抬升架502向下运动时，电动伸缩杆606输出轴向外顶带动挡板605向外侧运动，挡板605向外侧运动带动连杆604向外侧运动，从而带动倒齿块603向外侧运动，从而使倒齿条601与倒齿块603解锁，此时抬升架502即可向下运动，本技术解决了现有的技术吊装时吊装炉体不安全，容易存在安全隐患，其次是辅助加热的结构太复杂，制造成本太高的问题。
61.上面的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。