退火炉中氧含量的控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种退火炉中氧含量的控制系统，包括：与退火炉相连、用于向所述退火炉充入赶氧用的低压氮气的低压氮气充入装置；与退火炉相连、用于在退火炉的炉内压力低于一预设压力阈值时向所述退火炉充入赶氧用的高压氮气的高压氮气充入装置；与退火炉相连、用于向退火炉充入供耗氧反应的甲醇的甲醇充入装置。相较于现有技术，本实用新型退火炉中氧含量的控制系统，通过对退火炉进行赶氧和耗氧处理，消除退火炉内的氧气或将退火炉内的氧含量控制在可控的范围内，可避免汽车零部件与空气中的氧气产生反应而使得汽车零部件的表面出现氧化，确保了汽车零部件的美观、其表面质量可靠稳定以及合格率高。
【专利说明】退火炉中氧含量的控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械加工领域，特别是涉及一种退火炉中氧含量的控制系统。
【背景技术】
[0002]十几年来，随着我国汽车工业的迅速发展，围绕高品质、节能、环保的各种先进的热处理技术在汽车零部件生产中得到广泛应用。热处理是汽车产品获得所要求的强度、韧化性能，实现更安全、更可靠的重要技术手段，同时热处理质量是产品实现可靠性、耐久性、安全性的重要保证。尤其是对汽车零部件表面热处理质量而言，将会直接影响到汽车工业国产化的进程，也直接关系到汽车操控的稳定性和安全性。
[0003]一般，汽车零部件表面热处理技术多为渗碳热处理工艺，其主要是使汽车零部件通过氮化或软氮化处理后获得良好的抗疲劳性能和耐磨性，保证汽车零部件使用性能的可靠性。常见地，采用渗碳淬火强化的热处理汽车零部件有:汽车驱动桥的差速器齿轮、变速器轴齿类汽车零部件、转向器轴齿件、发动机活塞销以及刹车盘汽车零部件等。
[0004]在现有技术中，对于汽车零部件的退火处理，一般是在相应的退火炉中进行的。易知，在现有技术中，由于是在将汽车零部件置于退火炉中进行退火处理，而退火炉中可能存在氧气，这样，退火处理中的所述汽车零部件就很可能会与空气中的氧气产生反应而使得所述汽车零部件的表面出现氧化，影响所述汽车零部件的美观(例如颜色不均匀)及其表面质量(例如氮化层不均匀)。
实用新型内容
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种退火炉中氧含量的控制系统，以解决现有技术中针对汽车零部件的退火工艺存在因退火炉中存在的氧含量较高而使得汽车零部件与空气中的氧气产生反应以致所述汽车零部件的表面出现氧化等问题。
[0006]为解决上述问题及其他问题，本实用新型提供一种退火炉中氧含量的控制系统，包括:与退火炉相连、用于向所述退火炉充入赶氧用的低压氮气的低压氮气充入装置；与所述退火炉相连、用于在所述退火炉的炉内压力低于一预设压力阈值时向所述退火炉充入赶氧用的高压氮气的高压氮气充入装置；与所述退火炉相连、用于向所述退火炉充入供耗氧反应的甲醇的甲醇充入装置。
[0007]可选地，所述退火炉中氧含量的控制系统还包括供检测所述退火炉的炉内压力以作为所述低压氮气充入装置进行低压氮气充气或所述高压氮气充入装置进行高压氮气充气的依据的压力表。
[0008]可选地，所述低压氮气充入装置包括:低压氮气充气泵、低压氮气控制阀、以及位于所述退火炉和所述低压氮气充气泵之间的低压氮气充气管。
[0009]可选地，所述低压氮气充入装置中的低压氮气的气压为1.8bar至2.2bar，Ibar为l05Pa。[0010]可选地，所述高压氮气充入装置包括:高压氮气充气泵、高压氮气控制阀、以及位于所述退火炉和所述高压氮气充气泵之间的高压氮气充气管。
[0011]可选地，所述高压氮气充入装置中的高压氮气的气压为5.5bar至7bar，Ibar为IO5Pa0
[0012]可选地，所述退火炉中氧含量的控制系统还包括与所述退火炉相连、供对所述退火炉内氧含量进行分析以作为所述甲醇充入装置进行甲醇充气的依据的甲醇分析仪。
[0013]可选地，所述退火炉中氧含量的控制系统还包括与所述甲醇分析仪连接、用于将所述甲醇分析仪分析出的所述退火炉内的氧含量予以显示的显示器。
[0014]可选地，所述甲醇充入装置包括:甲醇充气泵、甲醇控制阀、以及位于所述退火炉和所述甲醇充气泵之间甲醇充气管。
[0015]可选地，所述甲醇充入装置中甲醇的流量为O至0.3升/小时。[0016]本实用新型的退火炉中氧含量的控制系统包括与退火炉相连的低压氮气充入装置、高压氮气充入装置、以及甲醇充入装置，通过低压氮气充入装置充入低压氮气或通过高压氮气充入装置充入高压氮气使得充入的低压氮气或高压氮气将退火炉内的氧气赶出退火炉，再通过甲醇充入装置向退火炉充入甲醇以使得充入的甲醇与退火炉内遗留的氧气进行耗氧反应，消除退火炉内的氧气或将退火炉内的氧含量控制在可控的范围内，从而可尽量避免所述汽车零部件与退火炉内空气中的氧气产生反应而使得所述汽车零部件的表面出现氧化，确保了所述汽车零部件的美观(例如，颜色均匀一致)、其表面质量可靠稳定(例如，氮化处理或软氮化处理后形成的氮碳化合物层均匀、质量稳定)以及合格率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型退火炉中氧含量的控制系统在一个实施方式中的结构框图。
[0018]元件标号说明
[0019]11低压氮气充入装置
[0020]111低压氮气充气泵
[0021]113低压氮气控制阀
[0022]115低压氮气充气管
[0023]13高压氮气充入装置
[0024]131高压氮气充气泵
[0025]133高压氮气控制阀
[0026]135高压氮气充气管
[0027]15压力表
[0028]17甲醇充入装置
[0029]171甲醇充气泵
[0030]173甲醇控制阀
[0031]175甲醇充气管
[0032]18显示器
[0033]19甲醇分析仪
[0034]2退火炉【具体实施方式】
[0035]本实用新型的目的在于提供一种退火炉中氧含量的控制系统，以解决针对汽车零部件的退火工艺的现有技术存在汽车零部件(例如汽车刹车盘)在退火炉内进行退火处理时与退火炉内空气中的氧气产生反应而使得所述汽车零部件的表面出现氧化等问题。
[0036]请参阅图1，显示为本实用新型退火炉中氧含量的控制系统在一个实施方式中的系统框图。如图1所示，本实用新型退火炉中氧含量的控制系统应用于退火炉2，用于通过消除退火炉2中的氧气来实现退火炉中氧含量的控制，具体包括:低压氮气充入装置11、高压氮气充入装置13、压力表15、甲醇充入装置17、以及甲醇分析仪19。
[0037]以下对上述各个组成部分进行详细描述。
[0038]低压氮气充入装置11与退火炉2相连、用于向退火炉2充入赶氧用的低压氮气。在本实施例中，低压氮气充入装置11进一步包括:低压氮气充气泵111、低压氮气控制阀113、以及位于退火炉2和低压氮气充气泵111之间的低压氮气充气管115。
[0039]高压氮气充入装置13与退火炉2相连、用于在退火炉2的炉内压力低于一预设压力阈值时向退火炉充入赶氧用的高压氮气。在本实施例中，高压氮气充入装置13包括:高压氮气充气泵131、高压氮气控制阀133、以及位于退火炉2和高压氮气充气泵131之间的高压氮气充气管135。
[0040]压力表15与退火炉2相连，用于检测退火炉2的炉内压力。在本实施例中，压力表15对退火炉2进行压力检测而得到的炉内压力会作为低压氮气充入装置11进行低压氮气充气或高压氮气充入装置13进行高压氮气充气的依据。具体地:首先，通过手动方式或自动方式打开低压氮气充入装置11中的低压氮气控制阀113 (低压氮气控制阀113可进行开关控制及相应的流量控制)使得低压氮气充入装置11中的低压氮气充气泵111通过低压氮气充气管115向退火炉2充入低压氮气，以进行赶氧或降低氧含量；接着，当压力表15检测到退火炉2的炉内压力低于一预设压力阈值(所述预设的压力阈值可根据退火炉2的形状、容积等或者生产工艺要求而定)时，就通过手动方式或自动方式打开高压氮气充入装置13中的高压氮气控制阀133 (高压氮气控制阀133可进行开关控制及相应的流量控制)使得高压氮气充入装置13中的高压氮气充气泵131通过高压氮气充气管135向退火炉2充入高压氮气，以进行赶氧或降低氧含量。由此可见，借助压力表15可以实时检测到退火炉2的炉内压力，可避免因炉内压力的问题而产生空气(氧气)倒灌入退火炉2内的情形。在实际应用中，低压氮气充入装置11中的低压氮气的气压为1.8bar (巴)至2.2bar (巴)，lbar(巴)为IO5Pa (帕斯卡)，优选地，为2bar (巴)；高压氮气充入装置13中的高压氮气的气压为5.5bar (巴)至7bar (巴)，lbar (巴)为IO5Pa (帕斯卡)，优选地，为6bar (巴)。
[0041]甲醇充入装置17与退火炉2相连、用于向退火炉2充入供耗氧反应的甲醇。在本实施例中，甲醇充入装置17进一步包括:甲醇充气泵171、甲醇控制阀173、以及位于退火炉2和甲醇充气泵171之间甲醇充气管175。
[0042]甲醇分析仪19与退火炉2相连，用于对退火炉2内的氧含量进行分析。在本实施例中，甲醇分析仪19对退火炉2内的氧含量进行分析所得的氧含量结果会作为甲醇充入装置17进行甲醇充气的依据。具体地:当甲醇分析仪19对退火炉2内的氧含量进行分析后发现退火炉2内的氧含量还比较高的时候(例如高于某一预设氧含量阈值)，就通过手动方式或自动方式打开甲醇充气泵171中的甲醇控制阀173 (甲醇控制阀173可进行开关控制及相应的流量控制)，使得甲醇充入装置17中的甲醇充气泵171通过甲醇充气管175向退火炉2充入甲醇，甲醇充入装置17中的甲醇的充入流量基本为O至0.3升/小时(L/h)，如此，即可令充入的所述甲醇与退火炉2内遗留的氧气进行耗氧反应。具体地:甲醇分解为一氧化碳、碳、以及水，分解的一氧化碳与氧气反应生成二氧化氮，碳与氧气反应生成二氧化氮(CH3OH——>C0+C+H20 ；C0+02——>C02, C+02——>C02)，或者甲醇分解为一氧化碳和氢气，分解的一氧化碳与氧气反应生成二氧化氮，氢气与氧气反应生成水(CH3OH—XXHH2 ；
C0+02->C02,H2+02->C02),经过甲醇在退火炉2内的耗氧反应,可完全消除退火炉2内
遗留的氧气或将退火炉内的氧含量控制在可控的范围内，确保了后续汽车零部件在退火炉内进行退火的效果，提高了退火质量。
[0043]当然，在本实施例中，如果甲醇分析仪19自身不具有显示分析得到的含氧量结果的话，进一步地，本实用新型的退火炉中氧含量的控制系统还可包括与甲醇分析仪19连接、用于将甲醇分析仪19分析出的退火炉2内的氧含量予以显示的显示器18。
[0044]综上所述，本实用新型的退火炉中氧含量的控制系统包括与退火炉相连的低压氮气充入装置、高压氮气充入装置、以及甲醇充入装置，通过低压氮气充入装置充入低压氮气或通过高压氮气充入装置充入高压氮气使得充入的低压氮气或高压氮气将退火炉内的氧气赶出退火炉，再通过甲醇充入装置向退火炉充入甲醇以使得充入的甲醇与退火炉内遗留的氧气进行耗氧反应，消除退火炉内的氧气或将退火炉内的氧含量控制在可控的范围内，从而可尽量避免所述汽车零部件与退火炉内空气中的氧气产生反应而使得所述汽车零部件的表面出现氧化，确保了所述汽车零部件的美观(例如，颜色均匀一致)、其表面质量可靠稳定(例如，氮化处理或软氮化处理后形成的氮碳化合物层均匀、质量稳定)以及合格率高。
【权利要求】
1.一种退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，包括: 与退火炉相连、用于向所述退火炉充入赶氧用的低压氮气的低压氮气充入装置； 与所述退火炉相连、用于在所述退火炉的炉内压力低于一预设压力阈值时向所述退火炉充入赶氧用的高压氮气的高压氮气充入装置； 与所述退火炉相连、用于向所述退火炉充入供耗氧反应的甲醇的甲醇充入装置。
2.根据权利要求1所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，还包括供检测所述退火炉的炉内压力以作为所述低压氮气充入装置进行低压氮气充气或所述高压氮气充入装置进行高压氮气充气的依据的压力表。
3.根据权利要求1或2所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，所述低压氮气充入装置包括:低压氮气充气泵、低压氮气控制阀、以及位于所述退火炉和所述低压氮气充气泵之间的低压氮气充气管。
4.根据权利要求3所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，所述低压氮气充入装置中的低压氮气的气压为1.8bar至2.2bar, Ibar为105Pa。
5.根据权利要求1或2所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，所述高压氮气充入装置包括:高压氮气充气泵、高压氮气控制阀、以及位于所述退火炉和所述高压氮气充气泵之间的高压氮气充气管。
6.根据权利要求5所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，所述高压氮气充入装置中的高压氮气的气压为5.5bar至7bar, Ibar为105Pa。
7.根据权利要求2所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，还包括与所述退火炉相连、供对所述退火炉内氧含量进行分析以作为所述甲醇充入装置进行甲醇充气的依据的甲醇分析仪。
8.根据权利要求7所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，还包括与所述甲醇分析仪连接、用于将所述甲醇分析仪分析出的所述退火炉内的氧含量予以显示的显示器。
9.根据权利要求7所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，所述甲醇充入装置包括:甲醇充气泵、甲醇控制阀、以及位于所述退火炉和所述甲醇充气泵之间甲醇充气管。
10.根据权利要求9所述的退火炉中氧含量的控制系统，其特征在于，所述甲醇充入装置中甲醇的流量为O至0.3升/小时。
【文档编号】C21D9/00GK203741377SQ201420119888
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月15日 优先权日:2014年3月15日
【发明者】肖伟祥, 顾晓文, 赵剑 申请人:通富热处理(昆山)有限公司