一种多元共渗热处理生产线及方法

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，具体为一种多元共渗热处理生产线及方法。

背景技术

热处理行业涉及到氨基气氛的设备或生产线全部都是箱式或推杆式设备或生产线，但这类设备或生产线实现不了诸如公路灯杆、通讯塔杆等大型、超大型物件的热处理。同时目前低温热处理通常采取氮化、软氮化、碳化等方法，这些方法不仅渗入元素单一、渗透时间长、渗层较浅，综合性差，而且容易导致处理件防腐性、耐磨性以及硬度不佳，为此，市面有公开技术提出一种多元气体共渗强化系统及其工艺，属于工件热处理技术领域，解决了传统热处理环保性差、渗透效果不佳、渗层单一的问题，包括顺序连接的进料单元、换气单元、升温预渗单元、多元气体共渗强化单元、冷却保护单元以及出料单元。本发明通过各单元的配合，代替传统酸防腐工艺，提高环保性，利用换气单元，避免空气参与，提高多原子渗透的充分性，升温预渗单元结合微波辐射，改变灯杆表面组织结构，加快后续氮元素、硫元素以及铬元素的渗入速度和深度，多元气体共渗强化处理时，先采用氨气气氛渗氮处理，再采用促渗球B释放气态碳硫铬络合物，实现渗碳、渗硫以及渗铬共渗处理，令渗层组织复合多元化，提高灯杆件表面硬度；

上述公开技术在实际应用中仍然存在较大的弊端，其依次分布的多个单元使得生产线长度非常长，特别是应用于公路灯杆、通讯塔杆等大型、超大型物件的热处理时，很难有厂房可以满足安装要求，另外，其多个单元之间相互连接，前后工序温度影响大，特别是共渗强化单元与冷却保护单元之间，对于设备的整体保温隔热要求非常高，为了解决以上缺陷，有必要开发一种新的多元共渗热处理生产线及方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多元共渗热处理生产线及方法，解决了现有技术中多元气体共渗强化系统占地面积大、各单元之间温度影响大的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多元共渗热处理生产线，包括地台、进料架、出料架、两组第一箱体以及两组第二箱体，所述进料架、出料架均通过滚轮移动，两组所述第一箱体分别通过一组第一支架支撑且按前后顺序依次分布，两组所述第二箱体分别通过一组第二支架支撑且按前后顺序分布，两组所述第二箱体均位于地台上方，所述地台位于两组第一箱体右侧，两组所述第一箱体内侧下壁、两组第二箱体内侧下壁、进料架上壁以及出料架上壁均设置有动力输送辊，所述第一箱体、第二箱体、进料架以及出料架均通过动力输送辊传输工件，两组所述第一箱体中的靠前侧一组、两组第二箱体中的靠前侧一组内部均设置有升温结构、微波装置、真空系统、氨气输入装置、渗碳气体输入装置以及气态碳硫铬络合物提供装置，两组所述第一箱体中的靠后侧一组、两组第二箱体中的靠后侧一组内部设置有真空系统、风冷装置以及氮气输入装置，所述地台上壁设置有供两组第二箱体前后平移的前后平移结构，所述平移结构上方滑动连接有底板，所述底板与第二支架之间设置有用于供第二箱体左右平移的左右平移结构，所述地台与底板之间设置有用于驱动第二箱体前后平移的第一驱动结构，所述底板与第二支架之间设置有用于驱动第二箱体左右平移的第二驱动结构，两组所述第一箱体右端均固定连接有锥套，两组所述第二箱体左端均固定连接有用于同锥套匹配使用的锥头，两组所述第一箱体上壁且靠近锥套的一端、两组第二箱体上壁且靠近锥头的一端均固定连接有门套，所述门套中设置有用于封闭第一箱体、第二箱体内部的封闭结构，所述锥套与第二箱体相对的一端设置有用于确认前后位置是否对齐的位置确认结构。

优选的，所述前后平移结构包括两组第一滑轨、多组第一滑块，两组所述第一滑轨均固定连接在地台上壁且分别靠近地台左右两侧，两组所述第一滑轨长度方向与地台前后方向平行，多组所述第一滑块分别滑动连接在两组第一滑轨上壁，所述底板固定连接在多组第一滑块上壁，所述底板通过多组第一滑块、第一滑轨与地台滑动连接。

优选的，所述第一驱动结构包括电机、固定条以及齿条，所述固定条固定连接在地台上壁且位于地台左右居中位置，所述齿条固定连接在固定条右壁且靠近上壁位置，所述电机固定连接在底板上壁，所述电机伸出轴贯穿底板内壁并伸出至底板下方，所述电机伸出轴位于底板下方的端部固定连接有齿轮，所述齿轮圆周外壁与齿条相互啮合。

优选的，所述左右平移结构包括两组第二滑轨、第二滑块，两组所述第二滑轨均固定连接在第二支架内侧壁且靠近下端位置，两组所述第二滑轨分别靠近第二支架前壁及后壁，两组所述第二滑块分别滑动连接在两组第二滑轨相对的一侧，两组所述第二滑块下壁均与底板上壁固定连接，所述第二支架通过第二滑块、第二滑轨与底板滑动连接。

优选的，所述第二驱动结构包括第二电动伸缩杆、推板，所述推板固定连接在第二支架内侧壁且位于靠近左壁位置，所述第二电动伸缩杆通过两组固定座固定连接在底板上壁，所述第二电动伸缩杆伸出轴端部与推板右壁固定连接。

优选的，所述封闭结构包括两组第一电动伸缩杆、封闭门，所述封闭门滑动连接在门套内侧壁，两组所述第一电动伸缩杆呈前后分布依次固定连接在门套上壁，两组所述第一电动伸缩杆伸出轴端部均贯穿门套上壁并均伸入至门套内部，两组所述第一电动伸缩杆伸出轴伸入至门套内部的一端均与封闭门上端固定连接。

优选的，所述位置确认结构为位置传感器，所述位置传感器由发射端、接收端组成，所述发射端固定连接在第二箱体朝向第一箱体的一端且位于前后居中位置，所述发射端靠近第二箱体上壁位置，所述接收端固定连接在锥套朝向第二箱体的一端且位于前后居中位置，所述接收端靠近锥套上壁位置，所述发射端、接收端水平高度一致。

优选的，所述锥套右壁设置有凹陷于该侧的锥孔，所述锥孔内侧壁尺寸与锥头外形尺寸吻合。

上述的一种多元共渗热处理生产线的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：

S1、送料，待加工工件预处理后放置在送料架上，前侧一组第二箱体上的封闭门通过第一电动伸缩杆伸出轴缩回带动提起，工件通过动力输送辊从送料机架输送到第一组第二箱体内部，封闭门关闭，第一组第二箱体内部升温结构开始升温，同时真空系统启动，将第一组第二箱体内部空气抽走，避免空气参与处理，待第一组第二箱体内部温度加热到预定值后，启动渗碳气体输入装置输入渗碳气体，并启动微波装置在加热环境下对工件表面进行微波渗碳；

S2、微波渗碳完成后，通过电机旋转带动第一组第二箱体沿着第一滑轨向后移动到与第一组第一箱体对齐，通过位置传感器确认前后位置，对齐后，第二电动伸缩杆带动第二支架、第二箱体朝向第一箱体移动，并通过锥头、锥孔对接，对接完成后启动第一组第一箱体中的升温结构，温度上升到预定值后，第一组第二箱体、第一箱体均启动氨气气输入装置输入氨气，处于对接状态的第一箱体、第二箱体上的封闭门同时打开，通过动力输送辊将工件从第二箱体输送到第一箱体内部，输送完成后两组封闭门再次关闭，第二箱体通过第二电动伸缩杆伸出轴缩回带动右移，脱离与第一箱体的对齐状态，并通过电机反向旋转，回到初始位置，第一箱体中封闭门闭合后，启动微波装置加热微波，然后启动气态碳硫铬络合物提供装置提供气态碳硫铬络合物，使工件表面形成混合渗层；

S3、混合渗层完成后，第二组第二箱体通过电机以及第二电动伸缩杆带动与第一组第一箱体对接，对接后，第一箱体、第二箱体中真空系统启动，将第一箱体中抽成真空，同时启动第二箱体中的氮气输入装置，向第二箱体中输入氮气，再打开第一箱体、第二箱体中的封闭门，通过动力输送辊将工件从对接状态的第一箱体中输送到第二箱体中，输送完成后关闭两组封闭门，并通过电机、第二电动伸缩杆带动第二组第二箱体与第一组第一箱体分离，启动第二箱体中的风冷装置，对工件进行初步降温；

S4、降温出料，当第二组第二箱体中温度下降到一定范围后，通过通过电机、第二电动伸缩杆带动第二组第二箱体与第二组第一箱体对接，通过动力输送辊将工件传输到第二组第一箱体内部，通过风冷装置进行最终降温，温度降低后，通过出料架承接工件出料。

(三)有益效果

本发明提供了一种多元共渗热处理生产线及方法。具备以下有益效果：

1、相比现有技术，该多元共渗热处理生产线及方法，通过两组第一箱体、第二箱体将多元共渗热处理中微波渗碳、混合渗层、冷却保护、降温各个工序分开进行，各单元之间呈纵二横二分布，可大大减少设备占地总长度，特别适合与大型物件的热处理。

2、相比现有技术，该多元共渗热处理生产线及方法，通过两组第一箱体、第二箱体将多元共渗热处理中微波渗碳、混合渗层、冷却保护、降温各个工序分开进行，各单元之间温度影响小，使用效果好，同时大大减少了能耗。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大图；

图3为本发明图1中B处的局部放大图；

图4为本发明第一箱体、门套、第一电动伸缩杆以及封闭门连接结构局部剖视图；

图5为本发明第二箱体、锥头内部结构局部剖视图；

图6为本发明底板、电机连接结构局部示意图。

其中，1、地台；2、第一支架；3、第一箱体；4、第二支架；5、第二箱体；6、锥头；7、锥套；8、锥孔；9、接收端；10、门套；11、第一电动伸缩杆；12、固定座；13、第二电动伸缩杆；14、第一滑轨；15、第一滑块；16、底板；17、第二滑轨；18、第二滑块；19、电机；20、固定条；21、齿条；22、封闭门；23、发射端；24、齿轮；25、推板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1到图6所示，本发明实施例提供一种多元共渗热处理生产线，包括地台1、进料架、出料架、两组第一箱体3以及两组第二箱体5，进料架、出料架均通过滚轮移动，两组第一箱体3分别通过一组第一支架2支撑且按前后顺序依次分布，两组第二箱体5分别通过一组第二支架4支撑且按前后顺序分布，两组第二箱体5均位于地台1上方，地台1位于两组第一箱体3右侧，两组第一箱体3内侧下壁、两组第二箱体5内侧下壁、进料架上壁以及出料架上壁均设置有动力输送辊，第一箱体3、第二箱体5、进料架以及出料架均通过动力输送辊传输工件，两组第一箱体3中的靠前侧一组、两组第二箱体5中的靠前侧一组内部均设置有升温结构、微波装置、真空系统、氨气输入装置、渗碳气体输入装置以及气态碳硫铬络合物提供装置，两组第一箱体3中的靠后侧一组、两组第二箱体5中的靠后侧一组内部设置有真空系统、风冷装置以及氮气输入装置，地台1上壁设置有供两组第二箱体5前后平移的前后平移结构，前后平移结构包括两组第一滑轨14、多组第一滑块15，两组第一滑轨14均固定连接在地台1上壁且分别靠近地台1左右两侧，两组第一滑轨14长度方向与地台1前后方向平行，多组第一滑块15分别滑动连接在两组第一滑轨14上壁，底板16固定连接在多组第一滑块15上壁，底板16通过多组第一滑块15、第一滑轨14与地台1滑动连接，底板16能够通过第一滑块15、第一滑轨14沿着地台1上表面前后移动，从而使得两组第二箱体5能够分别与两组第一箱体3对齐；

平移结构上方滑动连接有底板16，底板16与第二支架4之间设置有用于供第二箱体5左右平移的左右平移结构，左右平移结构包括两组第二滑轨17、第二滑块18，两组第二滑轨17均固定连接在第二支架4内侧壁且靠近下端位置，两组第二滑轨17分别靠近第二支架4前壁及后壁，两组第二滑块18分别滑动连接在两组第二滑轨17相对的一侧，两组第二滑块18下壁均与底板16上壁固定连接，第二支架4通过第二滑块18、第二滑轨17与底板16滑动连接，通过第二滑块18、第二滑轨17，使得第二支架4能够在底板16上左右移动，当第二箱体5与第一箱体3左右对齐时，第二箱体5通过第二支架4左右移动，即可实现与第一箱体3的对接、分离动作；

地台1与底板16之间设置有用于驱动第二箱体5前后平移的第一驱动结构，第一驱动结构包括电机19、固定条20以及齿条21，固定条20固定连接在地台1上壁且位于地台1左右居中位置，齿条21固定连接在固定条20右壁且靠近上壁位置，电机19固定连接在底板16上壁，电机19伸出轴贯穿底板16内壁并伸出至底板16下方，电机19伸出轴位于底板16下方的端部固定连接有齿轮24，齿轮24圆周外壁与齿条21相互啮合，通过电机19的正向、反向旋转，可以通过齿轮24及与之啮合的齿条21，带动底板16顺着齿条21长度方向前后移动；

底板16与第二支架4之间设置有用于驱动第二箱体5左右平移的第二驱动结构，第二驱动结构包括第二电动伸缩杆13、推板25，推板25固定连接在第二支架4内侧壁且位于靠近左壁位置，第二电动伸缩杆13通过两组固定座12固定连接在底板16上壁，第二电动伸缩杆13伸出轴端部与推板25右壁固定连接，第二电动伸缩杆13伸出轴伸出及缩回可带动第二支架4向左、向右移动；

两组第一箱体3右端均固定连接有锥套7，两组第二箱体5左端均固定连接有用于同锥套7匹配使用的锥头6，锥套7右壁设置有凹陷于该侧的锥孔8，锥孔8内侧壁尺寸与锥头6外形尺寸吻合，第一箱体3、第二箱体5对接时，电机19处于断电自由状态，通过锥头6插入锥孔8进行前后位置对齐找正；

两组第一箱体3上壁且靠近锥套7的一端、两组第二箱体5上壁且靠近锥头6的一端均固定连接有门套10，门套10中设置有用于封闭第一箱体3、第二箱体5内部的封闭结构，封闭结构包括两组第一电动伸缩杆11、封闭门22，封闭门22滑动连接在门套10内侧壁，两组第一电动伸缩杆11呈前后分布依次固定连接在门套10上壁，两组第一电动伸缩杆11伸出轴端部均贯穿门套10上壁并均伸入至门套10内部，两组第一电动伸缩杆11伸出轴伸入至门套10内部的一端均与封闭门22上端固定连接，多组封闭门22分别用于封闭第一箱体3以及第二箱体5内部，封闭后各自内部均处于独立的状态，互不干扰，也可以避免热处理过程中气体逸出；

锥套7与第二箱体5相对的一端设置有用于确认前后位置是否对齐的位置确认结构，位置确认结构为位置传感器，位置传感器由发射端23、接收端9组成，发射端23固定连接在第二箱体5朝向第一箱体3的一端且位于前后居中位置，发射端23靠近第二箱体5上壁位置，接收端9固定连接在锥套7朝向第二箱体5的一端且位于前后居中位置，接收端9靠近锥套7上壁位置，发射端23、接收端9水平高度一致，位置传感器用于控制电机19，当发射端23信号被接收端9收到时，即标识移动到了既定位置，即可停止电机19。

一种多元共渗热处理生产线的生产方法，生产方法包括如下步骤：

S1、送料，待加工工件预处理后放置在送料架上，前侧一组第二箱体5上的封闭门22通过第一电动伸缩杆11伸出轴缩回带动提起，工件通过动力输送辊从送料机架输送到第一组第二箱体5内部，封闭门22关闭，第一组第二箱体5内部升温结构开始升温，同时真空系统启动，将第一组第二箱体5内部空气抽走，避免空气参与处理，待第一组第二箱体5内部温度加热到预定值后，启动渗碳气体输入装置输入渗碳气体，并启动微波装置在加热环境下对工件表面进行微波渗碳；

S2、微波渗碳完成后，通过电机19旋转带动第一组第二箱体5沿着第一滑轨14向后移动到与第一组第一箱体3对齐，通过位置传感器确认前后位置，对齐后，第二电动伸缩杆13带动第二支架4、第二箱体5朝向第一箱体3移动，并通过锥头6、锥孔8对接，对接完成后启动第一组第一箱体3中的升温结构，温度上升到预定值后，第一组第二箱体5、第一箱体3均启动氨气气输入装置输入氨气，处于对接状态的第一箱体3、第二箱体5上的封闭门22同时打开，通过动力输送辊将工件从第二箱体5输送到第一箱体3内部，输送完成后两组封闭门22再次关闭，第二箱体5通过第二电动伸缩杆13伸出轴缩回带动右移，脱离与第一箱体3的对齐状态，并通过电机19反向旋转，回到初始位置，第一箱体3中封闭门22闭合后，启动微波装置加热微波，然后启动气态碳硫铬络合物提供装置提供气态碳硫铬络合物，使工件表面形成混合渗层；

S3、混合渗层完成后，第二组第二箱体5通过电机19以及第二电动伸缩杆13带动与第一组第一箱体3对接，对接后，第一箱体3、第二箱体5中真空系统启动，将第一箱体3中抽成真空，同时启动第二箱体5中的氮气输入装置，向第二箱体5中输入氮气，再打开第一箱体3、第二箱体5中的封闭门22，通过动力输送辊将工件从对接状态的第一箱体3中输送到第二箱体5中，输送完成后关闭两组封闭门22，并通过电机19、第二电动伸缩杆13带动第二组第二箱体5与第一组第一箱体3分离，启动第二箱体5中的风冷装置，对工件进行初步降温；

S4、降温出料，当第二组第二箱体5中温度下降到一定范围后，通过通过电机19、第二电动伸缩杆13带动第二组第二箱体5与第二组第一箱体3对接，通过动力输送辊将工件传输到第二组第一箱体3内部，通过风冷装置进行最终降温，温度降低后，通过出料架承接工件出料。

工作原理：通过电机19的正向、反向旋转，可以通过齿轮24及与之啮合的齿条21，带动底板16顺着齿条21长度方向前后移动，底板16能够通过第一滑块15、第一滑轨14沿着地台1上表面前后移动，从而使得两组第二箱体5能够分别与两组第一箱体3对齐，第二电动伸缩杆13伸出轴伸出及缩回可带动第二支架4向左、向右移动，通过第二滑块18、第二滑轨17，使得第二支架4能够在底板16上左右移动，当第二箱体5与第一箱体3左右对齐时，第二箱体5通过第二支架4左右移动，即可实现与第一箱体3的对接、分离动作，锥孔8内侧壁尺寸与锥头6外形尺寸吻合，第一箱体3、第二箱体5对接时，电机19处于断电自由状态，通过锥头6插入锥孔8进行前后位置对齐找正，多组封闭门22分别用于封闭第一箱体3以及第二箱体5内部，封闭后各自内部均处于独立的状态，互不干扰，也可以避免热处理过程中气体逸出，位置传感器用于控制电机19，当发射端23信号被接收端9收到时，即标识移动到了既定位置，即可停止电机19。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。