1.一种18Ni350马氏体时效钢的热处理方法,其特征是,
支撑台上设有平面直角坐标系xoy,各个压力传感器均为长方形,控制器中存储有平面直角坐标系xoy下的每个压力传感器的4个角的坐标,支撑台上表面中心位置的坐标,载物台上表面中心位置的坐标和位移传感器的初始位置的坐标;初始状态下,电磁铁位于支撑台右侧;18Ni350马氏体时效钢的工件的形状为矩形;
热处理方法包括如下步骤:固溶处理,低温固溶处理,时效处理和低温时效处理;
固溶处理:将工件通过送料口放入加热室的支撑台上,关闭送料口密封盖;
步骤1‑1,通过控制器控制第一真空泵工作,抽出的气体通过气体纯化机构之后存入储‑2
气瓶中,观察第一温度压力传感器检测的气压数据,当气压达到8×10 Pa后,控制第一真空泵停止工作;
步骤1‑2,控制器控制各个加热元件以7℃/min‑9℃/min的升温速率加热,观察第一温度压力传感器检测的温度数据,使加热室内的温度维持在800℃‑840℃,保温50分钟‑70分钟后,控制各个加热元件停止加热;
各个压力传感器检测工件的压力信号,控制器获得工件的4个角处的坐标,根据4个角处的坐标计算得到工件中心位置的坐标;
步骤1‑3,工作人员通过控制器控制第一炉门电机工作,第一炉门电机通过第一齿轮带动加热室炉门向下移动,使第一开口打开;控制器控制第二炉门电机工作,第二炉门电机通过第二齿轮带动冷却室炉门向下移动,第二开口打开;
步骤1‑4,控制器控制样品移动机构将工件从加热室取出,放到冷却室的载物台上;
步骤1‑5,工作人员通过控制器控制第一炉门电机工作,第一炉门电机通过第一齿轮带动加热室炉门向上移动,使第一开口关闭;控制器控制第二炉门电机工作,第二炉门电机通过第二齿轮带动冷却室炉门向上移动,第二开口关闭;
步骤1‑6,控制器控制第二真空泵对冷却室抽真空,抽出的气体通过气体纯化机构后存入储气瓶中;去除冷却室中的杂质气体,防止工件在冷却过程中发生氧化和腐蚀;
步骤1‑7,控制第二电磁阀和第三电磁阀打开,控制抽气泵工作,将储气瓶中的气体抽入冷却室,观察第二温度压力传感器检测的气压数据,使气压达到0.5MPa后,控制第二电磁阀和第三电磁阀关闭,抽气泵停止工作;观察第二温度压力传感器检测的温度数据,当冷却室内的温度降低到室温,固溶处理结束;
低温固溶处理:重复步骤1‑3,控制器控制样品移动机构将工件从冷却室取出,放到加热室的支撑台上,重复步骤1‑5;
重复步骤1‑1至步骤1‑6;其中,1‑2中,加热室的温度维持在750℃‑780℃,保温50分钟‑
70分钟;
控制器控制第一电磁阀门打开,使第一抽水泵工作,第一抽水泵将水箱中的冷却水抽入冷却室中,当冷却水的水面高于工件上表面时,控制第一电磁阀门关闭,第一抽水泵停止工作;
控制器控制第二电磁阀门和第三电磁阀门打开,水净化处理器、第二抽水泵和第三换热器工作,使冷却水通过水净化处理器净化,过滤出来的杂质存储在杂质储存器中,第三换热器将水温降至室温,冷却水回到水槽中,低温固溶处理结束;
时效处理:重复步骤1‑3,控制器控制样品移动机构将工件从冷却室取出,放到加热室的支撑台上,重复步骤1‑5;
重复步骤1‑1至1‑2;其中,1‑2中,使加热室内的温度维持在480‑510℃,保温170分钟‑
190分钟,控制各个加热元件停止加热;
重复步骤1‑3,控制器控制样品移动机构将工件从加热室取出,放在冷却室的载物台上;重复步骤1‑5至步骤1‑7,时效处理结束;
低温时效处理:重复步骤1‑3,控制器控制样品移动机构将工件从冷却室取出,放到加热室的支撑台上,重复步骤1‑5;
重复步骤1‑1至1‑2;其中,1‑2中,使加热室内的温度维持在400℃‑450℃,保温170分钟‑190分钟,控制各个加热元件停止加热;
重复步骤1‑3,控制器控制样品移动机构将工件从加热室取出,放到冷却室的载物台上,重复步骤1‑5至步骤1‑7,低温时效处理结束,打开出料口密封盖,将工件从出料口取出。
2.根据权利要求1所述的18Ni350马氏体时效钢的热处理方法,其特征是,控制器控制样品移动机构将工件从加热室取出,放到冷却室的载物台上包括如下步骤:控制器根据位移传感器当前所处位置的坐标,和工件中心位置的坐标,计算出推杆需要伸长的距离H1;
控制气弹簧支撑杆带动推杆伸长H1,电磁铁移动至加热室的工件上表面的中心位置;
控制器使电磁铁通电,电磁铁将工件吸牢;
控制气弹簧支撑杆带动推杆缩回H1,控制转动电机带动水平旋转臂、水平工作杆顺时针旋转180°,使电磁铁位于载物台左侧;
控制器根据位移传感器当前所处位置的坐标,和载物台上表面中心位置的坐标,计算推杆需要伸长的距离H2;
控制气弹簧支撑杆带动推杆伸长H2,电磁铁移动至冷却室的载物台上表面的中心位置;控制器使电磁铁断电,工件落在载物台上;
控制气弹簧支撑杆带动推杆缩回H2。
3.根据权利要求2所述的18Ni350马氏体时效钢的热处理方法,其特征是,控制器控制样品移动机构将工件从冷却室取出,放到加热室的支撑台上包括如下步骤:控制器控制气弹簧支撑杆带动推杆伸长H2,电磁铁移动至冷却室的载物台上表面的中心位置;控制器使电磁铁通电,工件被吸附在电磁铁上;
控制气弹簧支撑杆带动推杆缩回H2,控制转动电机带动水平旋转臂、水平工作杆顺时针旋转180°;
控制气弹簧支撑杆带动推杆伸长H1,电磁铁移动至加热室的支撑台上表面的中心位置;控制器使电磁铁断电,电磁铁将工件放到支撑台上;控制气弹簧支撑杆带动推杆缩回H1。
4.根据权利要求2所述的18Ni350马氏体时效钢的热处理方法,其特征是,气体纯化机构的工作过程:抽出的气体依次经过吸收器、第一换热器、吸附过滤器、压缩机和第二换热器;气体经过吸收器中的铜丝网时,铜丝网使空气中的氧气发生氧化反应变成氧化铜,将空气中的氧气去除;第一换热器降低了气体的温度,吸附过滤器除去气体中的水蒸气,压缩机增加气体的压力,第二换热器再次降低气体的温度,纯化后的气体储存在储气瓶中。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的18Ni350马氏体时效钢的热处理方法,其特征是,各个压力传感器检测工件的压力信号,控制器获得工件的4个角处的坐标,根据4个角处的坐标计算得到工件中心位置的坐标包括如下步骤:工件落在呈矩阵排列的各个压力传感器上,控制器将所有检测到压力信号的压力传感器中的,左上角的压力传感器的左上角的坐标作为工件左上角的坐标,右上角的压力传感器的右上角的坐标作为工件右上角的坐标,左下角的压力传感器的左下角的坐标作为工件左下角的坐标,右下角的压力传感器的右下角的坐标作为工件右下角的坐标;过工件对角的坐标做对角线,将两条对角线的交点的坐标作为工件中心位置的坐标。
6.一种用于权利要求1所述的18Ni350马氏体时效钢的热处理方法的热处理装置,其特征是,包括设于炉体中的加热室(1),冷却室(2),样品移动机构,气体纯化机构和水冷机构;
加热室位于冷却室左侧,加热室左部设有送料口(11),送料口上设有送料口密封盖(111);
加热室的室壁上设有若干个加热元件(12),加热室中设有第一温度压力传感器(13),加热室中设有支撑台(14),加热室右部设有第一开口,第一开口上设有加热室电动炉门;冷却室左部设有第二开口,第二开口上设有冷却室电动炉门,冷却室中设有第二温度压力传感器(22),冷却室中设有载物台(23),冷却室右部设有出料口(24),出料口上设有出料口密封盖(241);支撑台上表面上设有若干个呈矩阵排列的压力传感器(141);还包括与加热室连通的第一真空泵(16),与冷却室连通的第二真空泵(25)和抽气泵(26);第一真空泵和第二真空泵的出气口均与气体纯化机构的进气端连接,气体纯化机构的储气瓶(47)与抽气泵的进气口连接,抽气泵的出气口与冷却室连通;水冷机构与冷却室连接,样品台和载物台上表面所处位置的高度相同;
样品移动机构位于加热室和冷却室之间,所述样品移动机构包括设于炉体内的转动电机(31),与转动电机的转轴连接的水平旋转臂(32),与水平旋转臂的自由端垂直连接的水平工作杆(33),设于水平工作杆中的气弹簧支撑杆(34),与气弹簧支撑杆连接并伸出水平工作杆左端之外的推杆(35),与推杆左端连接的电磁铁(36),设于电磁铁上的位移传感器(37);
第一温度压力传感器、第二温度压力传感器、各个压力传感器、加热室电动炉门、冷却室电动炉门、各个加热元件、第一真空泵、第二真空泵、抽气泵、气体纯化机构、水冷机构、转动电机、气弹簧支撑杆、电磁铁和位移传感器均与控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的热处理装置,其特征是,所述加热室电动炉门包括与炉体固定连接的第一炉门电机,与第一炉门电机的转轴连接的第一齿轮(152)和条形的加热室炉门(153);加热室炉门面向第一齿轮的右表面上设有上下排列的第一轮齿,第一轮齿与第一齿轮啮合,加热室下部设有加热炉门支撑板(154),加热炉门支撑板的右侧面与加热室炉门的左侧面滑动连接,第一开口的边缘上设有第一密封圈(155);第一炉门电机与控制器电连接;
冷却室电动炉门包括与炉体固定连接的第二炉门电机,与第二炉门电机的转轴连接的第二齿轮(212)和条形的冷却室炉门(213);冷却室炉门面向第二齿轮的左表面上设有上下排列的第二轮齿,第二轮齿与第二齿轮啮合,冷却室下部设有冷却炉门支撑板(214),冷却炉门支撑板的左侧面与冷却室炉门的右侧面滑动连接,第二开口的边缘上设有第二密封圈(215);第二炉门电机与控制器电连接。
8.根据权利要求7所述的热处理装置,其特征是,气体纯化机构还包括通过导气管依次连接的吸收器(41),第一换热器(42),吸附过滤器(43),压缩机(44)和第二换热器(45);第二换热器和储气瓶通过第一导气管(401)连接,第一导气管上设有第一电磁阀(46);吸收器分别与第一真空泵和第二真空泵的出气口连接,储气瓶通过第二导气管(402)与抽气泵连接,第二导气管上设有第二电磁阀(49),抽气泵通过第三导气管(403)与冷却室连接,第三导气管上设有第三电磁阀(48);吸收器、第一换热器、压缩机、第二换热器、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与控制器电连接。
9.根据权利要求8所述的热处理装置,其特征是,水冷机构包括水箱(51),与水箱连接的进水管(52)和出水管(53);进水管上设有第一抽水泵(521)和第一电磁阀门(522);按照距离冷却室由近至远的顺序,出水管上依次设有第二电磁阀门(531)、水净化处理器(532)、第二抽水泵(533)、第三换热器(534)和第三电磁阀门(535);第一抽水泵、第一电磁阀门、第二电磁阀门、水净化处理器、第二抽水泵、第三换热器和第三电磁阀门均与控制器电连接。
10.根据权利要求6或7或8或9所述的热处理装置,其特征是,水平旋转臂和水平工作杆之间设有固定肋板(301),推杆右端设有圆形挡板(302),推杆和设于水平工作杆中的轴孔(303)的外周壁之间设有若干个间隔排列的滚珠(304),轴孔中设有可穿过气弹簧支撑杆的导向块(305)。