阅读说明：本技术 一种铸铁制品专用的气体氮碳氧qpq多元复合共渗炉 (Special gas nitrogen carbon oxygen QPQ multi-component composite co-permeation furnace for cast iron products ) 是由 顾海军 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铸铁制品专用的气体氮碳氧QPQ多元复合共渗炉,包括滴灌组件、升降组件、共渗炉和炉外桶；所述炉外桶中心设置在与共渗炉相匹配的加热腔,所述共渗炉设置在加热腔中,所述滴灌组件设置的端部与共渗炉连接；所述升降组件与共渗炉的炉盖连接；所述滴灌组件包括溶剂桶、液体流量计、第一支撑架、第二支撑架和多头针式滴入器；所述溶剂桶设置在第一支撑架上,所述溶剂桶与液体流量剂通过管道进行连通,所述液体流量计设置在第二支撑架上；所述溶剂桶的溶液出口位置设置有第一开关,所述液体流量计的出口位置设置有第二开关；本发明通过本装置对共渗炉进行操作时,更加的精准,并且更加的安全和高效；既保证了工艺要求,有节省了时间。(The invention discloses a special gas nitrogen carbon oxygen QPQ multi-component composite co-permeation furnace for cast iron products, which comprises a drip irrigation assembly, a lifting assembly, a co-permeation furnace and an outer furnace barrel, wherein the drip irrigation assembly is arranged on the outer furnace barrel; the center of the outer barrel of the furnace is arranged in a heating cavity matched with the co-infiltration furnace, the co-infiltration furnace is arranged in the heating cavity, and the end part of the drip irrigation assembly is connected with the co-infiltration furnace; the lifting assembly is connected with a furnace cover of the co-infiltration furnace; the drip irrigation assembly comprises a solvent barrel, a liquid flowmeter, a first support frame, a second support frame and a multi-head needle type drip device; the solvent barrel is arranged on the first support frame, the solvent barrel is communicated with the liquid flow agent through a pipeline, and the liquid flow meter is arranged on the second support frame; a first switch is arranged at the position of a solution outlet of the solvent barrel, and a second switch is arranged at the position of an outlet of the liquid flowmeter; when the device is used for operating the co-permeation furnace, the operation is more accurate, safer and more efficient; not only ensures the process requirement, but also saves the time.)

一种铸铁制品专用的气体氮碳氧QPQ多元复合共渗炉

技术领域

本发明涉及工件表面处理加工技术领域，尤其是一种铸铁制品专用的气体氮碳氧QPQ多元复合共渗炉。

背景技术

QPQ(Quench－Polish－Quench，淬火－抛光－淬火)技术的实质是低温盐浴渗氮+盐浴氧化或低温盐浴氮碳共渗+盐浴氧化，它是一种金属零件表面改性技术，具有高抗蚀、高耐磨、微变形的优点。经QPQ技术处理的工件表面为Fe3O4氧化膜，其抗蚀性远高于镀铬、镀镍等表面防护技术的水平，中碳钢经QPQ处理后在很多领域可以代替不锈钢。同时，QPQ工艺可以代替发黑、磷化和镀镍等传统防腐蚀工艺。目前，QPQ技术所具有的高抗蚀性引起了有关行业，尤其是石油、化工等腐蚀问题较为严重的行业的极大关注。

在现有技术目前气体氮化，大多是采用普通的电阻炉，滴剂、通氨等渗氮方式，难于实现氮碳氧多元复合共渗，无法保证镀层均匀，镀层的厚度无法掌控和控制，并且开关炉锁紧保压方式大多采用人工操作，很难掌握炉盖的平衡与压力均衡。

发明内容

本发明目的在于：针对上述问题，提供一种铸铁制品专用的气体氮碳氧QPQ多元复合共渗炉，解决了现有技术中难于实现氮碳氧多元复合共渗，无法保证镀层均匀，镀层的厚度无法掌控和控制，并且开关炉锁紧保压方式大多采用人工操作，很难掌握炉盖的平衡与压力均衡的问题。

本方案是这样进行实现的：

一种铸铁制品专用的气体氮碳氧QPQ多元复合共渗炉：包括滴灌组件、升降组件、共渗炉和炉外桶；所述炉外桶中心设置在与共渗炉相匹配的加热腔，所述共渗炉设置在加热腔中，所述滴灌组件设置的端部与共渗炉连接；所述升降组件与共渗炉的炉盖连接。

作为优选的，所述滴灌组件包括溶剂桶、液体流量计、第一支撑架、第二支撑架和多头针式滴入器；所述溶剂桶设置在第一支撑架上，所述溶剂桶与液体流量剂通过管道进行连通，所述液体流量计设置在第二支撑架上；所述溶剂桶的溶液出口位置设置有第一开关，所述液体流量计的出口位置设置有第二开关。

作为优选的，所述液体流量计包括流量管、透气组件和刻度条；所述溶剂桶与流量管进行连通，所述流量管设置的数量与溶剂桶设置的数量相匹配，所述透气组件设置在流量管的顶部位置。

作为优选的，所述多头针式滴入器包括第一混料器、第二混料器、主管道、观测窗、滴灌头和辅助支撑杆；所述第一混料器和第二混料器对称设置在主管道的顶部位置，所述观测窗设置在主管道的侧壁上，所述辅助支撑杆设置在主管道的侧壁上，所述滴灌头设置在主管道的底部位置，滴灌头与炉盖连通；所述第一混料器和第二混料器的底端通过3通管与主管道进行汇流，所述第一混料器和第二混料器上设置有第三开关。

作为优选的，所述第一混料器和第二混料器设置相同，所述第一混料器包括接入管、混料腔、透明盘、搅拌器；所述接入管对称设置在混料腔上，通过接入管与流量管进行连通，所述搅拌器设置在混料腔中，所述透明盘设置在混料腔上。

作为优选的，所述溶剂桶、液体流量计和多头针式滴入器的水平高度位置依次降低，所述第一支撑架的高度位置高于第二支撑架。

作为优选的，所述升降组件包括液压站、液压同步分配阀和千斤顶；所述液压站和液压同步分配阀设置在共渗炉外侧位置，所述千斤顶设置在炉外桶顶部环面上，所述千斤顶在炉外桶顶部环面上均匀设置多个；所述炉盖上设置有炉盖压板，炉盖压板与炉盖固定连接，所述炉盖压板上设置连接通孔，所述炉外桶顶部环面上设有与千斤顶个数和位置相配的连接螺杆，所述连接螺杆垂直于炉外桶设置，连接螺杆底端与炉外桶固定连接；

作为优选的，所述连接螺杆设置个数不少于炉盖压板的个数，连接螺杆穿过连接通孔设置，并采用螺母进行连接，所述千斤顶底端与炉外桶顶部环面固定连接，千斤顶的输出面与炉盖压板的地面接触；所述液压站与液压同步分配阀连接，所述液压同步分配阀分别与每个千斤顶进行连接。

本方案提供一种铸铁制品专用的气体氮碳氧QPQ多元复合共渗炉的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在各个溶剂桶分别加入氮源A基液、氮源B基液、碳源、氧源；开启各个溶剂桶的第一开关，将各个药剂输送到其所对应的流量管中；

步骤二，根据需要开启第二开关，通过流量管上的刻度精确将所需要混合反应的药剂输送到混料腔中，开启搅拌器，在透明盖中观测搅拌后药剂反应程度，待反应完成；通过千斤顶将炉盖举升，将工件预先放置，并盖盒炉盖通过连接螺杆上的螺帽进行锁紧，开启加热腔，将共渗炉预热到530℃～580℃；

步骤三，开启第三开关，将第一混料器和/或第二混料器中药剂在主管道中汇集，滴入炉盖中的工件上，通过泄气组件，控制滴入速率，此时滴入的药剂在高温下发生气化，通过气化后的药剂与工件表面进行充分接触，使反应更加均匀，通过控制滴入药剂的速率，来确定氧化层的厚度。

在步骤一中，所述药剂为乙醇、氧化稀土溶液、三乙醇胺和柠檬酸；在步骤二中，先开启氮源A基液、氮源B基液所在流量管的第二开关，将氮源A基液、氮源B基液在混料腔中进行混合，生成氮源，然后开启第三开关，将氮源滴入到工件上，在工件表面形成为氮化物，然后对工件进行氧化处理。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明通过本装置一方面在对共渗炉进行操作时，更加的精准，并且更加的安全和高效；既保证了工艺要求，有节省了时间，减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率，另一方面，通过本装置的多个开关和器件的组合，分期分批的实施滴入的方式，使氮碳氧滴剂，分层次的进行多元共渗，使镀层均匀，厚度便于掌控。

2.本发明将溶剂桶、液体流量计和多头针式滴入器的高度位置设置不同，可以使药剂依靠自身势能差自动进行流动，不需要额外的泵组进行驱动，降低整体的成本，使本装置的结构更加简单。

3.本发明在使用时，通过控制液压同步分配阀，使千斤顶同步举升，将炉盖进行抬举，放入工件，然后进行泄压，使千斤顶下降，依靠路边自身的重力使炉盖与其下端部的炉桶进行关闭，此时，通过连接螺杆上的螺母将炉盖与炉桶进行紧固锁死，保证整体共渗炉的密闭性；通过液压分配阀使压力均匀分配到千斤顶中，使每个千斤顶输出压力均衡，可以更加稳定、高效、安全的对炉盖进行抬起。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图；

图2是本发明中液体流量计的结构图；

图3是本发明中炉盖压板与千斤顶在顶撑时的结构图；

图4是本发明中多头针式滴入器的结构图；

图中标记：1、滴灌组件；2、升降组件；3、共渗炉；4、炉外桶；5、加热腔；101、溶剂桶；102、液体流量计；103、第一支撑架；104、第二支撑架；105、多头针式滴入器；106、第一开关；1021、流量管；1022、透气组件；1023、刻度条；1024、第二开关；1051、第一混料器；1052、第二混料器；1053、主管道；1054、观测窗；1055、滴灌头；1056、辅助支撑杆；1057、第三开关；1058、接入管；1059、混料腔；1060、透明盘；1061、搅拌器；201、液压站；202、液压同步分配阀；203、千斤顶；204、连接螺杆；205、螺母；301、炉盖；302、炉桶；303、密封环；304、泄气装置；305、炉盖压板；501、加热条；502、保温层。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。

实施例1

如图1～4所示，一种铸铁制品专用的气体氮碳氧QPQ多元复合共渗炉，包括滴灌组件1、升降组件2、共渗炉3和炉外桶4；所述炉外桶4中心设置在与共渗炉3相匹配的加热腔5，所述共渗炉3设置在加热腔5中，所述滴灌组件1设置的端部与共渗炉3连接，滴灌组件1将药剂滴入到共渗炉3中，使药剂与工件表面发生反应形成致密的化合层；所述升降组件2与共渗炉3的炉盖301连接，通过升降组件2可以将共渗炉3的炉盖301平稳均衡的抬起或下降，使共渗炉3内压力均衡，保压稳定，在对共渗炉3进行操作时，更加的精准，并且更加的安全和高效；既保证了工艺要求，有节省了时间，减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。

所述滴灌组件1包括溶剂桶101、液体流量计102、第一支撑架103、第二支撑架104和多头针式滴入器105；所述溶剂桶101设置在第一支撑架103上，所述溶剂桶101在第一支撑架103上设置多个，所述溶剂桶101与液体流量剂通过管道进行连通，所述液体流量计102设置在第二支撑架104上；

所述溶剂桶101的溶液出口位置设置有第一开关106，所述液体流量计102的出口位置设置有第二开关1024，通过第一开关106可以控制溶剂桶101中加入到液体流量计102中的药剂的剂量，通过第二开关1024可以控制药剂加入到多头针式滴入器105精确值；

所述液体流量计102包括流量管1021、透气组件1022和刻度条1023；所述溶剂桶101与流量管1021进行连通，所述流量管1021设置的数量与溶剂桶101设置的数量相匹配，所述透气组件1022设置在流量管1021的顶部位置，通过透气组件1022使流量管1021内的压力与外界大气压均衡，使药剂从溶剂桶101中能更快的进入到流量管1021中，所述刻度条1023设置在流量管1021的侧壁上，所述流量管1021为玻璃管，通过刻度条1023可以精确观测药剂的剂量，方便后期对药剂进行配制；使配置药剂时更加精确。

所述多头针式滴入器105的底部与炉盖301进行连通，通过多头针式滴入器105将配制好且混合均匀的药剂滴入到共渗炉3内；所述多头针式滴入器105包括第一混料器1051、第二混料器1052、主管道1053、观测窗1054、滴灌头1055和辅助支撑杆1056；所述第一混料器1051和第二混料器1052对称设置在主管道1053的顶部位置，所述观测窗1054设置在主管道1053的侧壁上，所述辅助支撑杆1056设置在主管道1053的侧壁上，所述滴灌头1055设置在主管道1053的底部位置，滴灌头1055与炉盖301连通；

所述第一混料器1051和第二混料器1052的底端通过3通管与主管道1053进行汇流，所述第一混料器1051和第二混料器1052上设置有第三开关1057，通过第三开关1057控制混料器的开启或关闭，所述观测窗1054设置第一混料器1051和第二混料器1052汇流处与主管道1053连接处，通过观测窗1054可以观测主管道1053内混合药剂的液面高度情况，方便人员进行观察，主管道1053通过辅助支撑杆1056进行支撑。

所述第一混料器1051和第二混料器1052设置相同，所述第一混料器1051包括接入管1058、混料腔1059、透明盘1060、搅拌器1061；所述接入管1058对称设置在混料腔1059上，通过接入管1058与流量管1021进行连通，所述搅拌器1061设置在混料腔1059中，搅拌器1061将不同的药剂在混料腔1059中进行搅拌，所述透明盘1060设置在混料腔1059上，通过透明盘1060可以观测到混料腔1059内药剂的混合情况。

所述搅拌器1061可以为电机配合搅拌叶进行对混合药剂搅拌，也可以为其他类别的手动搅拌装置，只要是能对药剂进行搅拌的的装置均属于本方案所要求保护的范围。

所述溶剂桶101、液体流量计102和多头针式滴入器105的水平高度位置依次降低，所述第一支撑架103的高度位置高于第二支撑架104；将溶剂桶101、液体流量计102和多头针式滴入器105的高度位置设置不同，可以使药剂依靠自身势能差自动进行流动，不需要额外的泵组进行驱动，降低整体的成本，使本装置的结构更加简单。

所述升降组件2包括液压站201、液压同步分配阀202和千斤顶203；所述液压站201和液压同步分配阀202设置在共渗炉3外侧位置，所述千斤顶203设置在炉外桶4顶部环面上，所述千斤顶203在炉外桶4顶部环面上均匀设置多个；所述炉盖301上设置有炉盖压板305，炉盖压板305与炉盖301固定连接，所述炉盖压板305上设置连接通孔，所述炉外桶4顶部环面上设有与千斤顶203个数和位置相配的连接螺杆204，所述连接螺杆204垂直于炉外桶4设置，连接螺杆204底端与炉外桶4固定连接；

所述连接螺杆204设置个数不少于炉盖压板305的个数，连接螺杆204穿过连接通孔设置，并采用螺帽进行连接，所述千斤顶203底端与炉外桶4顶部环面固定连接，千斤顶203的输出面与炉盖压板305的地面接触；

所述液压站201与液压同步分配阀202连接，所述液压同步分配阀202分别与每个千斤顶203进行连接，液压站201为整体提供动力源，通过液压分配阀使压力均匀分配到千斤顶203中，使每个千斤顶203输出压力均衡，可以更加稳定、高效、安全的对炉盖301进行抬起；

基于上述结构，在使用时，通过控制液压同步分配阀202，使千斤顶203同步举升，将炉盖301进行抬举，放入工件，然后进行泄压，使千斤顶203下降，依靠路边自身的重力使炉盖301与其下端部的炉桶302进行关闭，此时，通过连接螺杆204上的螺母205将炉盖301与炉桶302进行紧固锁死，保证整体共渗炉3的密闭性。

所述共渗炉3包括炉盖301、炉桶302、密封环303和泄气装置304；所述炉盖301设置在炉桶302上，所述密封环303设置在路边与炉桶302接触环面上，所述泄气装置304设置在炉盖301上，通过泄气装置304可以控制多头针式滴入器105滴入炉盖301中的速率。

所述加热腔5中设置有加热条501和保温层502，所述加热条501环形设置在加热腔5中，所述保温层502设置在加热条501与加热器之间的位置，通过加热条501对共渗炉3进行加热，通过保温层502减少热量的流失。

实施例2

本实施例提供一种铸铁制品专用的气体氮碳氧QPQ多元复合共渗炉3的控制方法：

步骤一，在各个溶剂桶101分别加入氮源A基液、氮源B基液、碳源、氧源；开启各个溶剂桶101的第一开关106，将各个药剂输送到其所对应的流量管1021中，精确控制输入药剂量；

步骤二，根据需要开启第二开关1024，通过流量管1021上的刻度精确将所需要混合反应的药剂输送到混料腔1059中，开启搅拌器1061，在透明盖中观测搅拌后药剂反应程度，待反应完成；此时通过千斤顶203将炉盖301举升，将工件预先放置，并盖盒炉盖301通过连接螺杆204上的螺帽进行锁紧，开启加热腔5，将共渗炉3预热到530℃～580℃。

步骤三，开启第三开关1057，将第一混料器1051和/或第二混料器1052中药剂在主管道1053中汇集，滴入炉盖301中的工件上，通过泄气组件，控制滴入速率，此时滴入的药剂在高温下发生气化，通过气化后的药剂与工件表面进行充分接触，使反应更加均匀，通过控制滴入药剂的速率，来确定氧化层的厚度。

在步骤一中，所述药剂为乙醇、氧化稀土溶液、三乙醇胺和柠檬酸。

在步骤二中，先开启氮源A基液、氮源B基液所在流量管1021的第二开关1024，将氮源A基液、氮源B基液在混料腔1059中进行混合，生成氮源，然后开启第三开关1057，将氮源滴入到工件上，在工件表面形成为氮化物，然后对工件进行氧化处理。

通过本装置和方法，一方面在对共渗炉3进行操作时，更加的精准，并且更加的安全和高效；既保证了工艺要求，有节省了时间，减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率，另一方面，通过本装置的多个开关和器件的组合，分期分批的实施滴入的方式，使氮碳氧滴剂，分层次的进行多元共渗，使镀层均匀，厚度便于掌控。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。