本发明涉及一种真空油淬炉的淬火系统，尤其涉及一种冷却速度可调、淬火均匀性良好的高性能淬火系统。
背景技术：
淬火是将材料加热到临界温度ac3(亚共析钢)或ac1(过共析钢)以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到ms以下(或ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变，是常规热处理工艺的一种。通过淬火能够大幅提高材料的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。真空淬火是无氧化加热的清洁热处理工艺，常用淬火介质有矿物油、惰性气体等。真空油淬应用最为广泛。
但现有技术中，对于淬透性稍差的航空、航天飞行器结构件，普通真空油淬保证淬透性和精度要求有一定难度；对于截面尺寸较大的工程车辆、特种车辆等的大型锻造模具，普通真空油淬会产生较大变形或开裂的现象。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种适用于真空油淬炉的高性能淬火系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
本发明的适用于真空油淬炉的高性能淬火系统，包括淬火油槽、带配重的提篮式升降机构、油循环泵、热交换器组件、喷油管组件、油加热器、测温装置、充气装置；
所述淬火油槽位于炉体下方并与炉体相联，设有淬火油管路进口、淬火油管路出口、油加热器接口、测温装置接口；
所述带配重的提篮式升降机构采用提篮式结构，包括驱动电机、传动装置、垂直导轨、淬火台、配重块，所述驱动电机安装于炉体侧面，所述传动装置的主体包括重型双排滚子链和链轮，所述垂直导轨固定在所述淬火油槽的底部，所述淬火台设有与所述垂直导轨相配合的导向轮，所述淬火台的四角与所述重型双排滚子链的一端相连，所述配重块与所述重型双排滚子链另一端相连；
所述油循环泵、热交换器组件和管路构成了淬火油外循环系统，所述油循环泵带有变频控制装置；
所述热交换器组件为管翅式换热器，一端与油循环泵相连，另一端与淬火油管路进口相连。
由上述发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的高性能的真空炉淬火系统，能实现对淬火冷却过程中多重要因素的综合控制和全面提升，将淬火能力提高到新的水平，拓宽了应用范围，使淬火工件组织性能及变形达到设计要求。
附图说明
图1和图2分别为本发明实施例提供的适用于真空油淬炉的高性能淬火系统的主视和侧视结构示意图。
图中：
1.淬火油槽、2.带配重的提篮式升降机构、3.油循环泵、4.热交换器组件、5.喷油管组件、6.油加热器、7.测温装置、8.充气装置。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的适用于真空油淬炉的高性能淬火系统，其较佳的具体实施方式是：
包括淬火油槽、带配重的提篮式升降机构、油循环泵、热交换器组件、喷油管组件、油加热器、测温装置、充气装置；
所述淬火油槽位于炉体下方并与炉体相联，设有淬火油管路进口、淬火油管路出口、油加热器接口、测温装置接口；
所述带配重的提篮式升降机构采用提篮式结构，包括驱动电机、传动装置、垂直导轨、淬火台、配重块，所述驱动电机安装于炉体侧面，所述传动装置的主体包括重型双排滚子链和链轮，所述垂直导轨固定在所述淬火油槽的底部，所述淬火台设有与所述垂直导轨相配合的导向轮，所述淬火台的四角与所述重型双排滚子链的一端相连，所述配重块与所述重型双排滚子链另一端相连，所述淬火台的底部还设有导向柱；
所述油循环泵、热交换器组件和管路构成了淬火油外循环系统，所述油循环泵带有变频控制装置；
所述热交换器组件为管翅式换热器，一端与油循环泵相连，另一端与淬火油管路进口相连。
所述喷油管组件具有三路油管，分别布置在所述淬火油槽的底部和左右两侧，且围绕工件有效区域具有等距分布的多个喷嘴，其中左右两路喷嘴覆盖尺寸与料区纵截面尺寸相匹配，下方油路喷嘴覆盖尺寸与料区横截面尺寸相匹配。
所述三路油管分别设有手动流量调节阀。
所述热交换器组件连接有水冷系统，所述油循环泵的转速和热交换器组件中的冷却水流量根据测温装置的反馈信号进行调整。
所述的充气装置包括管路、减压阀及控制阀和储气罐。
本发明的适用于真空油淬炉的高性能淬火系统，采用淬火油外循环、带配重的提篮式升降结构，配置合理、结构新颖、冷却速度可调、淬火均匀性良好，切实解决了材料淬透性差、截面异形、大型重型等难淬零件快速入油、高速平衡油循环、可调分压破油蒸汽膜等关键技术，将淬火能力提高到新的水平，拓宽了应用范围，使淬火工件组织性能及变形达到设计要求。提升了可靠性、降低了成本，具有重要技术价值和市场应用前景。
本发明的原理是：
热工件转移到冷却室后，先充入惰性气体到设定压力，此时淬火油也需加热到设定温度。油循环泵开启，淬火油沿管路快速流向工件入油方向。升降机构将工件快速送入油中。淬火油从下、左右等方向涌向工件，与工件强力换热后。载热淬火油沿油槽液面，经热交换器回流到油循环泵入口，如此循环，完成油淬。
淬火系统的高性能是通过以下几方面综合集成而实现的：
1.淬火油外循环配置，冷却速度可调。油循环泵带有变频控制装置，可调整转速改变淬火油循环流动速度；热交换器的冷却水流量可调大小，改变水和淬火油的换热速度。由此，淬火系统的冷却速度可调，使淬火工件组织性能及变形达到设计要求。在结构上，手动蝶阀、密封圈等可保证淬火油外循环系统的密封可靠性。
2.带配重的提篮式升降结构，利于减小工件变形。提篮式升降台受力均匀平稳，适合于运载异形、大型、重型工件。配重可抵消工件重量，驱动力能大幅减小，冲击惯性减小，转移时间加快，从而达到减小工件变形的目的。
3.全覆盖且均匀分布的喷油管组件，提高淬火均匀性。喷油管组件布置及手动阀对管路流量的控制可充分考虑淬火工件的形状特点。做到淬火油对工件的强力全冲刷和重点区域区别对待，兼顾淬火性能和变形量，提高淬火均匀性。
4.油淬室充气装置，强化淬火能力。充入惰性气体到设定压力，破坏油蒸汽膜，提升换热效率，强化淬火能力。
本发明的具体部件有如下特点：
所述的淬火油槽，容积与淬火工件的形状和重量相匹配，保证具有足够的热容量。
所述的带配重的提篮式升降结构，采用链传动方式。提篮式升降台四角由双排滚子链拉拽，由导向柱和导向轮定位导向，受力均匀，运动平稳，适合于运载异形、大型、重型工件。配重可抵消工件重量，驱动力能大幅减小，冲击惯性减小，转移时间加快。型钢和标准件的使用提升了机构的可靠性、降低了成本。
所述油循环泵位于淬火油外循环系统中，带有变频控制装置。采用可耐180℃的油循环泵、手动蝶阀和密封圈，保证淬火油槽外送油管路的密封。油循环泵流量、功率配置灵活，结构紧凑，管路和法兰连接标准。
所述的热交换器组件置于油循环泵的进口一侧，由水盒及钢铝组合式翅片管组成、换热面积与换热能力相匹配，进出水管与循环水系统连接。
所述的淬火油槽内喷油管组件布置及手动阀对管路流量的控制可充分考虑淬火工件的形状特点。做到淬火油对工件的强力全冲刷和重点区域区别对待，兼顾淬火性能和变形量。
所述的油加热器功率要满足使淬火槽内油温升至130℃的要求，配以合适的油品，可有效抑制变形量。
所述的充气装置通过管路、减压阀及控制阀与储气罐连接，可向冷室快速充入惰性气体到设定压力，最高可达0.2mpa。可破坏油蒸汽膜，提升换热效率，强化淬火能力。
所述的测温装置，使油淬过程更贴合工件的冷却工艺需求。
具体实施例：
如图1、图2所示，适用于真空油淬炉的高性能淬火系统中料区位置装入工件后，热闸阀关闭，冷室充气阀8打开。先充入惰性气体到设定压力，此时淬火油也需加热6到设定温度。油循环泵3开启，淬火油沿管路5快速流向工件入油方向。带配重的提篮式升降台2将工件平稳快速送入油中。淬火油从下、左右等方向涌向工件，在料区中部交汇，形成紊流区，与工件充分接触，并快速流走，热交换强烈。载热淬火油沿油槽液面，经热交换器4回流到油循环泵入口，如此循环，完成油淬。淬火油槽1中配置有热电偶7，反馈信号可用于控制油槽水冷壁内及热交换器中的冷却水流量和循环泵转速，从而达到控制冷却速度的目的。
喷油管组件5在油槽内分为三路，分别从从下、左右等方向涌向工件。左右路喷嘴几何分布上对称均匀，覆盖尺寸与料区纵截面尺寸相匹配，下路喷嘴覆盖尺寸与料区横截面尺寸相匹配，从结构上保证将气流均匀送抵工件表面，均匀冷却提供保证。喷油管路上的手动阀可根据工件结构特点进行调整预设，兼顾淬火性能和变形量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
1.一种适用于真空油淬炉的高性能淬火系统，其特征在于，包括淬火油槽(1)、带配重的提篮式升降机构(2)、油循环泵(3)、热交换器组件(4)、喷油管组件(5)、油加热器(6)、测温装置(7)、充气装置(8)；
所述淬火油槽(1)位于炉体下方并与炉体相联，设有淬火油管路进口、淬火油管路出口、油加热器接口、测温装置接口；
所述带配重的提篮式升降机构(2)采用提篮式结构，包括驱动电机、传动装置、垂直导轨、淬火台、配重块，所述驱动电机安装于炉体侧面，所述传动装置的主体包括重型双排滚子链和链轮，所述垂直导轨固定在所述淬火油槽(1)的底部，所述淬火台设有与所述垂直导轨相配合的导向轮，所述淬火台的四角与所述重型双排滚子链的一端相连，所述配重块与所述重型双排滚子链另一端相连，所述淬火台的底部还设有导向柱；
所述油循环泵(3)、热交换器组件(4)和管路构成了淬火油外循环系统，所述油循环泵(3)带有变频控制装置；
所述热交换器组件(4)为管翅式换热器，一端与油循环泵相连，另一端与淬火油管路进口相连。
2.根据权利要求1所述的适用于真空油淬炉的高性能淬火系统，其特征在于，所述喷油管组件(5)具有三路油管，分别布置在所述淬火油槽(1)的底部和左右两侧，且围绕工件有效区域具有等距分布的多个喷嘴，其中左右两路喷嘴覆盖尺寸与料区纵截面尺寸相匹配，下方油路喷嘴覆盖尺寸与料区横截面尺寸相匹配。
3.根据权利要求2所述的适用于真空油淬炉的高性能淬火系统，其特征在于，所述三路油管分别设有手动流量调节阀。
4.根据权利要求1所述的适用于真空油淬炉的高性能淬火系统，其特征在于，所述热交换器组件(4)连接有水冷系统，所述油循环泵(3)的转速和热交换器组件(4)中的冷却水流量根据测温装置(7)的反馈信号进行调整。
5.根据权利要求1所述的适用于真空油淬炉的高性能淬火系统，其特征在于，所述的充气装置(8)包括管路、减压阀及控制阀和储气罐。
技术总结