本发明专利技术涉及一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置及方法，属于钽及钽合金化学热处理技术领域，包括支撑系统、隔热系统、气源系统和抽气系统；隔热系统分别与气源系统和抽气系统相连接；支撑系统包括真空渗碳炉、支撑架和工作台，真空渗碳炉和工作台之间通过隔热系统相连接；隔热系统为隔热层；气源系统和抽气系统均与隔热层相连接；支撑架放置在工作台上，工作台放置在导轨上。本发明专利技术的装置及方法提高了复杂空腔结构工件以及带盲孔工件不同部位渗碳层均匀性，特别是改善工件内腔由于气体流动不充分而造成渗层较层薄的现象，提高了渗碳后工件的使用性能及服役寿命。后工件的使用性能及服役寿命。后工件的使用性能及服役寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置及方法，具体涉及一种提高具有空腔或盲孔钽制工件渗碳层均匀性的装置及方法，属于钽及钽合金化学热处理
技术介绍
[0002]钽及钽合金制品具有优异的耐高温性能和抗热震性，可用做高温化学过程需要的各种器具，包括熔炼模具、坩埚、搅拌棒等。对于有腐蚀性或对钽浸润性能好的熔融态金属，在化学处理过程常会粘附在钽容器的表面，在高温长时间接触中侵蚀容器材料的晶界，并沿晶界渗入，导致容器变脆，出现裂纹，严重情况下，发生破裂，导致容器报废，同时对物料造成污染。
[0003]目前，已通过真空渗碳热处理，对钽制容器进行表面渗碳，在工件表面形成具有阻挡性能的碳化物表面层，可以降低与目标金属的浸润性，同时具有抗热震性能及抗液态金属的高温腐蚀，渗碳处理后的容器材料可以循环使用多个周期。
[0004]但在渗碳过程中发现，对于具有复杂空腔结构或盲孔工件，在真空渗碳过程中，由于真空渗碳炉内进气孔的分布不均，工件外壁对气体的阻挡，空腔内气体流动性差，常出现工件的外表面不同位置、内外表面渗碳层厚度不均匀的情况，降低了实际工况条件下的使用性能。
[0005]因此，提供一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置及方法，改善内部气体的流动性，并结合复杂工件的特殊位置摆放，来解决渗碳过程工件内外渗层不均匀的问题，就成为该
急需解决的技术难题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置，改善内部气体的流动性，并结合复杂工件的特殊位置摆放，来解决渗碳过程工件内外渗层不均匀的问题。
[0007]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案达到的：
[0008]一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置，包括：支撑系统、隔热系统、气源系统和抽气系统；隔热系统分别与气源系统和抽气系统相连接；支撑系统包括真空渗碳炉、支撑架和工作台，真空渗碳炉和工作台之间通过隔热系统相连接；隔热系统为隔热层；气源系统和抽气系统均与隔热层相连接；支撑架放置在工作台上，工作台放置在导轨上。
[0009]优选地，所述支撑架为三角带支撑架。
[0010]优选地，所述三角带支撑架的中部设有弧状凹槽，以起到固定工件的作用。
[0011]优选地，所述隔热层处于真空渗碳炉内部的最外层。
[0012]优选地，所述隔热层由多层(2-6层，进一步优选3层)石墨毡等隔热材料构成，起到保护外壳，隔绝内部热量的作用。
[0013]优选地，所述气源系统包括送气管道、分支进气管道和可拆卸式延伸进气管道。
[0014]优选地，所述气源系统包括上下左右四个送气管道。
[0015]优选地，所述气源系统包括上、左、右三个可拆卸式延伸进气管道。
[0016]优选地，所述可拆卸式延伸进气管道设置有若干个分支进气管道。
[0017]优选地，所述气源系统还包括独立送气管道，流量可单独控制。
[0018]优选地，所述分支进气管道为120个，均匀分布在隔热层四周，外部气体通过送气管道进入真空渗碳炉，又通过与120个分支进气管道相连接的喷嘴均匀的进入真空渗碳炉腔体内各个部位。
[0019]优选地，所述可拆卸式延伸进气管道直接伸入工件内部，且其端部分别设置多个喷嘴，气体可均匀喷出，而避免在一处碳浓度过高。
[0020]优选地，所述抽气系统为抽气管道，设置在隔热层的一侧，外部直接连通真空泵，抽气管道另一端与可拆卸式延伸进气管道相连接，内部靠近工件的内腔，通过增加气体的定向流动提高气体的流通性。
[0021]优选地，所述工作台为石墨材质，在工作台表面的不同位置设置若干等直径圆孔，使下部进气管道进入的气体通过圆孔进入到真空渗碳炉腔室及工件表面。
[0022]优选地，所述工作台有5-40个等直径的圆孔，进一步优选，有26个等直径的圆孔。
[0023]优选地，所述分支进气管道和可拆卸移动式延伸进气管道的口部均配有石墨塞。
[0024]优选地，所述可拆卸移动式延伸进气管道口部的上端部带有螺纹，通过螺纹与顶部相连接。
[0025]优选地，所述抽气管道的开口处设置隔热挡板，当不使用该抽气口时，用石墨塞封闭，减少通过抽气管道口的辐射传热。
[0026]优选地，所述抽气管道的外部直接连通真空泵口，可实现气体由抽气管道的定向抽出。
[0027]本专利技术的另一目的是提供一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的方法，改善内部气体的流动性，并结合复杂工件的特殊位置摆放，来解决渗碳过程工件内外渗层不均匀的情况。
[0028]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案达到的：
[0029]一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的方法，其步骤如下：
[0030](1)渗碳气体通过管路连接气源系统，通过气源系统进入真空渗碳炉内部，通过流动与工件表面接触；
[0031](2)通过可拆卸移动式延伸进气管道直接进入工件内空腔；
[0032](3)抽气系统的开启使内部气体充入的同时能快速被抽出，使内部气体保持流动并始终为新鲜气体。
[0033]优选地，当工件是具有复杂空腔结构工件时，开启独立送气管道的气阀，气流量与其他4路气流量相同。
[0034]优选地，当工件是带盲孔坩埚工件时，关闭左侧及上部的可拆卸移动式延伸进气管道，开启右侧可拆卸移动式延伸进气管道的气阀，独立送气管道的气流量设置大于其他4路气流量。
[0035]优选地，所述工作台表面的不同位置设置若干等直径圆孔，使下部进气管道进入
的气体通过圆孔进入到真空渗碳炉腔室及工件表面。
[0036]优选地，所述支撑架为石墨三角带凹槽支撑架，可固定工件，防止左右偏移。
[0037]有益效果：
[0038](1)本专利技术适用于具有复杂空腔结构及盲孔的复杂工件渗碳用炉，通过在上下左右平均布置无差别进气管道(喷嘴)，可以实现大型工件不同位置的渗碳均匀性；
[0039](2)通过设置可移动式延伸进气管道及特定位置抽气管道，使气体更充分的进入到内腔，并通过改变进气管道的流量差，增加内腔气体的流动性，可实现外部不同位置通过渗碳生成的渗层均匀，内腔部位的渗碳层厚度及均匀性有明显改善；
[0040](3)通过设置石墨三角带凹槽支撑架，可固定工件，防止左右偏移，工件与底部为线接触，减少对工件下表面的遮挡面积，提高渗碳均匀性；
[0041](4)通过对具有复杂空腔结构工件进行特定位置摆放，气体更均匀的与工件内外表面接触，同时增加内腔气体的流动性，可改善内外表面渗碳均匀性。
[0042]下面通过附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明，但并不意味着对本专利技术保护范围的限制。
附图说明
[0043]图1为本专利技术提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置的结构示意图。
[0044]图2为本专利技术提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置实施例1中底本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置，其特征在于：包括支撑系统、隔热系统、气源系统和抽气系统；隔热系统分别与气源系统和抽气系统相连接；支撑系统包括真空渗碳炉、支撑架和工作台，真空渗碳炉和工作台之间通过隔热系统相连接；隔热系统为隔热层；气源系统和抽气系统均与隔热层相连接；支撑架放置在工作台上，工作台放置在导轨上。2.根据权利要求1所述的提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置，其特征在于：所述支撑架为三角带支撑架，所述三角带支撑架的中部设有弧状凹槽。3.根据权利要求2所述的提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置，其特征在于：所述隔热层由2-6层石墨毡隔热材料构成。4.根据权利要求3所述的提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置，其特征在于：所述气源系统包括送气管道、分支进气管道和可拆卸式延伸进气管道，所述送气管道为上下左右四个送气管道，所述可拆卸式延伸进气管道包括三个可拆卸式延伸进气管道，所述分支进气管道为120个，均匀分布在隔热层四周。5.根据权利要求4所述的提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置，其特征在于：所述气源系统还包括独立送气管道。6.根据权利要求5所述的提高空腔工件渗碳层厚度均匀性的装置，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓东，狄崇庆，叶蔚，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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