氮氧化炉

技术领域

本发明涉及氮氧化设备领域，具体地涉及一种氮氧化炉。

背景技术

模具在长时间使用的过程中常常会有表面失效的情况发生，导致表面失效的原因例如磨损、腐蚀或热熔损等。为了尽量避免表面失效的情况，目前，人们通常采用在模具生产时预先在模具表面进行渗氮处理的方法，经过渗氮处理后的模具表面可以有效的避免模具表面失效的情况发生。因为对模具表面进行渗氮处理后，模具表面会形成渗氮层，渗氮层提高了模具表面的硬度，同时也增强了模具的抗腐蚀和耐磨损性能。

目前，对模具进行渗氮处理时通常需要采用氮化炉作为设备，但目前大多数的氮化炉设备均是采用井式结构，井式结构的氮化炉设备体积较大，设置时需要占用很大空间，且其操作难度高、进出炉效率低、维修不易。

随着模具表面处理工艺的发展，为进一步增强模具表面的性能，人们通常在模具表面进行渗氮处理的同时进行氧化处理，氧化处理的主要目的是为了在模具表面形成四氧化三铁，以提高模具表面的抗粘铝性能和热熔损性能等。因此，目前很多氮化炉设备中还同时具备氧化的功能，形成氮氧化炉，氧化通常是采用过热蒸汽作为气源，但过热蒸汽产生水蒸汽的过程中需要额外使用加热装置，导致危险系数高，能源消耗大。且加热过程通常为间接加热，又导致了在氮氧化炉中的模具工件在渗氮过程中降温速度慢，影响了渗氮效果。

为避免上述不足，有的氮氧化炉通过增加风机，使用风机吹扫氨气对模具工件进行降温，但采用风机吹扫氨气的方法气体消耗大、耗时长，有的氮氧化炉采用在氮氧化炉的炉体外部增加单独的冷却风机，但是模具工件冷却到一定温度后，通过冷却风机很难使得模具工件继续降温，无法达到模具工件的需求标准。

现有的氮氧化炉均存在上述不足。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种氮氧化炉。

本发明的氮氧化炉，包括炉体，所述炉体包括外壳、内壳及导风筒，所述外壳上设置有炉门，所述内壳设置在所述外壳内，所述导风筒设置在所述内壳内，所述内壳内设置有料框支架，所述料框支架伸入到所述导风筒内，所述外壳内设置有加热管，所述内壳内设置有蒸汽蒸发管，所述导风筒外侧设置有风机，通过所述风机使得水蒸气进入到所述导风筒内。

优选的，所述外壳上设置有循环风机，所述循环风机与所述风机联动。

优选的，所述导风筒上设置有导流筒，所述风机设置在所述导流筒内。

优选的，所述外壳外侧设置有冷却风机，所述冷却风机上设置有输气管，所述输气管伸入到所述外壳内以向所述内壳的外壁鼓入冷空气。

优选的，包括快冷装置，所述快冷装置内设置有水气热交换器，所述快冷装置包括出气管道和进气管道，所述出气管道与所述进气管道独立，所述出气管道伸入到所述导风筒内，所述出气管道用以吸入热气，所述进气管道伸入到所述内壳内，所述进气管道用以输入冷气。

优选的，吸入热气与输入冷气同时进行。

优选的，包括氨气管道，所述氨气管道伸入到所述导风筒内。

优选的，所述外壳内设置有支撑柱，所述导风筒通过所述支撑柱固定在所述内壳中。

优选的，所述加热管与所述蒸汽蒸发管均为盘管。

优选的，还包括蒸汽控制器。

通过上述技术方案，采用本发明的氮氧化炉，有益效果在于：

1、可以在氮氧化炉中同时实现渗氮、预氧化、后氧化、氮气保护气氛下回火、退火，真正实现了一炉多用。

2、通过蒸汽蒸发管释放的水蒸汽对模具工件进行氧化处理的过程中，水蒸汽的加热热源为所述内壳升温所用的所述加热管，这样水蒸气的加热无需再配置额外的加热装置，能够降低能源的消耗。

3、氮氧化炉采用所述冷却风机和所述快冷装置冷却模具工件，所述冷却风机能够在高温下对所述内壳快速降温，所述快冷装置能够将所述炉体内的保护气氛(热气)冷却后返回所述炉体中，以实现对炉体内渗氮氧化处理后的模具工件的强制冷却，也同时提高模具工件的冷却速度，且能够达到模具工件的需求标准。

4、氮氧化炉采用卧式布局，节省空间，便于操作，可有效提高工件进出炉效率。

附图说明

图1是本发明的氮氧化炉的一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1、炉体 11、外壳

111、炉门 112、加热管

12、内壳 121、料框支架 122、蒸汽蒸发管

13、导风筒 131、风机 132、导流筒

2、冷却风机 21、输气管 3、循环风机

4、快冷装置 41、出气管道 42、进气管道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、内、外”通常是指参考附图所示的上、内、外。

本发明提供一种的氮氧化炉，请参考图1所示，包括炉体1，所述炉体包括外壳11、内壳12及导风筒13，所述外壳11上设置有炉门111，所述内壳12设置在所述外壳11内，所述导风筒13设置在所述内壳12内，优选的，在所述内壳12与所述导风筒13之间可以留有一定的空间，便于氮氧化炉在使用时所述炉体1内的炉气循环，以提高炉温均匀性。优选的，所述外壳11内可以设置有支撑柱，所述导风筒13通过所述支撑柱固定在所述内壳12中，更进一步地说，所述支撑柱焊接在所述外壳11内。所述内壳12内设置有料框支架121，所述料框支架121伸入到所述导风筒13内，模具工件放置在所述料框支架121上，所述外壳11内设置有加热管112，所述加热管112的数量可以根据渗氮处理的实际需要设置，优选的，所述加热管112为盘管，可以采用不锈钢铆钉固定在所述外壳11上。所述内壳12内设置有蒸汽蒸发管122，更进一步地说，所述蒸汽蒸发管122可以为盘管。所述导风筒13外侧设置有风机131，通过所述风机131使得水蒸气进入到所述导风筒13内。

通过本发明的氮氧化炉，可以实现一炉多用。在使用本发明进行氮氧化处理时，首先打开所述炉门111，用工具如叉车将盛有模具工件的料框放置在所述料框支架121上，之后关闭所述炉门111，优选的，对所述内壳12内存在的气体进行抽真空处理至所述内壳12内的气压小于100Pa，抽真空可以采用现有技术中可以实现抽真空效果的装置实现，如采用真空泵装置。抽真空完成后，打开所述加热管112，通过所述加热管112加热所述内壳12的内部，当所述内壳12内部的温度加热至模具表面所需的渗氮温度时，向所述导风筒13内通入氨气，进行渗氮处理，当渗氮处理阶段完成后进入氧化处理阶段。首先，对所述内壳12内的气体进行抽真空处理至所述内壳12内的气压小于100Pa，将已经预热的水蒸汽输送到所述蒸汽蒸发管122中，水蒸汽通过所述蒸汽蒸发管122释放到所述内壳12内，通过所述风机131将水蒸气输送到所述导风筒13内的模具工件上，通过控制所述风机131的转速能够使过热水蒸汽均匀的分布在模具工件上以对模具工件表面进行氧化处理。在通过蒸汽蒸发管122释放的水蒸汽对模具工件进行氧化处理的过程中，水蒸汽的加热热源为所述内壳12升温所用的所述加热管112，这样水蒸气的加热无需再配置额外的加热装置，能够降低能源的消耗。

更进一步地说，所述外壳11上可以设置有循环风机3，所述循环风机3与所述风机131联动。其中，优选的，所述循环风机3设置在所述炉体1的后部，通过轴与所述风机131连接。通过控制所述循环风机3，能够带动所述风机131，以保证氮氧化炉在使用过程中所述炉体1内的气氛与温度均匀性。

优选的，所述导风筒13上还可以设置有导流筒132，所述风机131设置在所述导流筒132内。通过所述导流筒132能够起到引导气流的作用，和所述风机131一起在使用过程中保证所述炉体1内气氛均匀。

另外，完成氧化阶段后，可以打开所述冷却风机2以对所述内壳12进行快速降温。所述外壳11外侧设置有冷却风机2，所述冷却风机2上设置有输气管21，所述输气管21伸入到所述外壳11内以向所述内壳12的外壁鼓入冷空气以冷却所述内壳12而间接冷却所述导风筒13内的模具工件。

更进一步地说，本发明还包括快冷装置4，所述快冷装置4内可以设置有水气热交换器，所述水气热交换器可以采用现有技术中的水气热交换器，所述快冷装置4包括出气管道41和进气管道42，所述出气管道41与所述进气管道42相互独立，所述出气管道41伸入到所述导风筒13内，所述出气管41道用以吸入热气，所述进气管道42伸入到所述内壳12内，所述进气管道42用以输入冷气。当温度降低后，优选的，在温度低于200℃时，打开所述快冷装置4，所述快冷装置4通过所述出气管道41将所述内壳12内的热气吸入到水气热交换器内进行冷却处理，吸入过程中可以采用现有技术的装置如真空密封风机，热气经过冷却后通过所述进气管道42返回所述内壳12内，以实现对渗氮氧化处理后的模具工件的强制冷却，并可以提高模具工件的冷却速度。优选的，可以提前输入一定时间的冷气，使得吸入热气的过程与输入冷气的过程同时进行。亦可以同时打开所述冷却风机2和所述快冷装置4。当模具工件的温度降至80℃以下后，可以向所述炉体1内通入空气，以平衡氮氧化炉内与炉外的压力，压力平衡后，打开所述炉门11取出冷却后工件。

优选的，还可以包括氨气管道，在渗氮处理阶段，所述氨气管道伸入到所述导风筒内。氨气通过所述氨气管道通入到所述导风筒13中。

另外，优选的，还可以包括蒸汽控制器。在氧化处理阶段，通过蒸汽控制器能够控制过热水蒸汽均匀的分布在模具工件上。

通过本发明，氮氧化炉采用所述冷却风机2和所述快冷装置4冷却模具工件，所述冷却风机2能够在高温下对所述内壳12快速降温，所述快冷装置4能够将所述炉体1内的保护气氛(热气)冷却后返回所述炉体1中，以实现对炉体内渗氮氧化处理后的模具工件的强制冷却，也同时提高模具工件的冷却速度，且能够达到模具工件的需求标准。

综上所述，本发明的氮氧化炉，除了具有以上有益效果外，还采用了卧式布局，节省空间，便于操作，可有效提高工件进出炉效率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。