针对热处理炉的主体进行创新设计

摘要: 随着社会科学的进步，人们对材料的要求越来越高，保温式活性屏离子热处理炉的结构设计是为了对炉体了材料和保温材料的改进设计选择，经过计算炉体的壁厚和保温材料层的厚度以及热处理炉的零部件加冷却功能系统的设计来达到保温效果。这套设备具有活性屏等离子渗氮炉还有离子热处理炉的双重优点，能够实现环保、节能、多功能化的生产。关键词: 热处理炉; 活性屏; 炉体结构;

1. 保温式多功能离子热处理装置

二十世纪后半期离子氮化的技术的广泛应用，世界各地基本上都是采用水冷式壁炉结构的离子氮化炉，虽然这种结构相对来说比较简单，但是这当中也存在许多问题难以解决，比如说大部分的热量随冷水流失，带来能源的巨大浪费和水资源的巨大浪费，还有就是炉内温度结构梯度很大从而对工件的温度测量带来巨大困难。除此之外，我们刚刚所说的这种路结构同样不适合离子氧化、离子渗硫和等离子等那些离子热处理的新技术。

二十世纪末，国内外陆续出现一种新的炉体结构，这是一种外辅助形式的炉体结构，炉外电阻的加热炉温度决定了工件的温度。但是这种结构炉也有缺憾，它的结构相对比较复杂，加热的效率也不是很高，但是这种炉结构可以进行多功能的离子的热处理。在2002 我们国家的青岛科技大学就成功研制出了保温式多功能离子热处理装置，引起国内重视，还获得国家的专利大奖。

保温式活性屏离子热炉体结构的特点主要有以下几点:(l) 保温式活性屏离子热炉内空间的温度很高: 保温材料填充炉壁后, 极大的提升了保温式活性屏离子热炉内的空间的温度, 这不仅有利于实现大大小小的工件的混合装配，也实现了炉内温度的均匀性。这样我们可以利用空间温度的一些方法去测量和调节工件的温度，解决难以解决的诸如氮化离子测温难的问题。(2 ) 保温式活性屏离子热炉炉体的结构相对比较简单和合理: 保温式炉没有在里面安装隔热屏, 和尺寸一样样式的水炉相比较，这种炉子能够增加三分之一的空间，而且炉壁避免了水的腐蚀，炉壁温度在工作时也相比较低很多，这增加了炉体的使用寿命。(3) 保温式活性屏离子热炉节能效果好:保温式炉工作时让工件的温度上升很快，这大大节省了能量，提升了能效。经过多次试验测试和其他的水冷式的炉体比较，相同量的功效，用水仅一般的五分之一，用电只有一般的二分之一，节能省水效果明显。

(4 ) 保温式活性屏离子热炉具有多种功能: 这种炉体结构在生产中完全可以根据各种离子的热处理来满足工艺的要求。其中，我们已经完成了对这套装置的配套，离子渗硫、离子氮化、离子软氮化加氧化、离子软氮化等这些热处理的离子工艺试验。

2. 保温式活性屏离子热处理炉构成

这种热处理炉的最主要部分是由保温式热处理炉体、液压升降系统、冷却系统和其它一些系统组成。这套设备在工作时最高温度是650 e , 而它的真空极限度却小于1 Pa。 2 .1 离子热处理炉主体结构设计之炉壳材料的选择及外形的确定

这套设备在工作时最高温度是650 e ，但是因为离子热处理炉要在此温度下长期的工作，所以在外形上我们根据要求选取离子渗氮时的最高温度在650 e 以下, 考虑到炉体在该温度下长期工作的需要, 采用了奥氏体不锈钢，因为奥氏体这种不锈钢它有很好的耐蚀性质、并且可焊性好、冷加工性强、气密性也很不错、还具有较好的高温强度性等等众多优点。我们采用的炉体是钟罩形的立体式的原因是容易制造而且高承受能力。

2. 2 炉体尺寸的确定及壁厚的计算

这套装置主要采用反应室的保温结构，保温材料在外壁覆盖。在通过保温处理后的反应室,

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