轮胎模具五元共渗表面强化处理设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轮胎模具五元共渗表面强化处理设备。技术特征：含有由炉壳、炉衬、共渗罐、炉盖组成的炉体，还含有与炉体连接并连通共渗罐的介质加入装置、气压调节及废气出口和自动控温装置；自动控温装置通过热电偶与共渗罐连接；炉衬由保温层和耐火层组成，耐火层设置有搁置电热丝的搁丝砖，共渗罐置于炉衬中，共渗罐的罐口设置有冷却及密封装置，冷却及密封装置由设置于炉盖上的双水冷循环风机、设置于罐口处的风扇和密封圈组成，密封圈设置于罐口与炉盖接合处。具有能耗低、变形小、渗速快，而且工艺处理后轮胎模具耐磨性高、抗腐蚀性好、抗咬合性好和抗粘附性好的优点。本实用新型专利技术，适用于轮胎模具表面改性处理。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
轮胎模具五元共渗表面强化处理设备
本技术涉及一种轮胎模具五元共渗表面强化处理设备。
技术介绍
轮胎模具选用材料及其表面强化处理是影响轮胎模具性能和寿命诸因素中的主要因素。目前国外轮胎模具普遍采用昂贵的精密塑料模具钢，这种材料具有较好的耐磨、耐蚀性能，但其价格为国产塑料模具钢的3～4倍，造成轮胎模具材料成本的大幅度上扬。采用表面强化技术，用价格低廉的国产塑料模具钢替代价格昂贵的进口精密塑料模具钢，制造出在服役条件下具有良好使用性能和延长使用寿命的轮胎模具是摆在我们面前必须解决的课题。众所周知，气体软氮化及气体加氧软氮化是广为应用的工艺技术，气体软氮化是低温氮碳共渗的过程，氮化层由化合物层及扩散层组成。χ射线结构分析表明化合物层是ε-Fe 2-3(N.C)的单相层，其厚度为2～15μm，无法承受较大的接触应力负荷，在腐蚀性气体工作条件下的耐腐蚀性能也有待提高；气体加氧软氮化是在气体软氮化基础上添加少量氧气的工艺，氧的加入提高了氮原子的活性，使ε相层厚度增加，并在最外层形成由Fe3O4和Fe2O3构成的氧化膜，提高了模具表面的防锈抗腐蚀性，但存在着氮化温度略高且渗速略慢耐磨性较差等缺点。普通氮化炉一般只能进行加氧软氮化，虽然加氧软氮化与单纯氮化比较，有速度快且脆性低等特点，但其硬度却有所下降，碳的加入虽提高了渗氮速度，但渗氮温度仍然较高，工件的变形量仍较大。轮胎模具直径远比其高度大，根据此特点设计该炉直径与高度的比例约为8∶7，因为直径比高度大，普通氮化炉对轮胎模具不适应，轮胎模具表面处理设备的炉内气体流通、受热均匀有一定的困难，所以热气流以及节能问题必须解决。-->
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述缺点，提供一种能耗低、变形小、渗速快，而且耐磨性高、抗腐蚀性好、抗咬合性好和抗粘附性好的轮胎模具五元共渗表面强化处理设备。本技术的基本原理：采用中温电热炉的加热模式，将电能转变为热能，通过热传导、热对流和热幅射，使被处理模具在较短时间内达到五元共渗所要求的550±10℃。采用共渗罐内气流加速循环的方式，使工件均匀加热并加速换气，提高共渗质量及共渗速率。为保证大型五元共渗炉加热均匀，采用三段供热，每段加热均可自行调节温度并实现温度自动控制。五种渗入元素N、O、C、稀土、Ti分别采用气体、液体及固体提供，通入氨气使其热分解产生活性氮原子，通入氧气产生氧原子，滴入乙醇生成活性碳原子，稀土元素通过溶在有机溶剂中滴进炉内，钛原子通过固体钛获得。在共渗罐达到一定温度时，产生复杂的化学反应，实现五种元素复合渗入轮胎模具表面的目的。本技术的目的是这样实现的，含有由炉壳、炉衬、共渗罐、炉盖组成的炉体，还含有与炉体连接并连通共渗罐的介质加入装置、气压调节及废气出口和自动控温装置；自动控温装置通过热电偶与共渗罐连接；炉衬由保温层和耐火层组成，耐火层设置有搁置电热丝的搁丝砖，共渗罐置于炉衬中，共渗罐的罐口设置有冷却及密封装置，冷却及密封装置由设置于炉盖上的双水冷循环风机、设置于罐口处的风扇和密封圈组成，密封圈设置于罐口与炉盖接合处，双水冷循环风机及风扇的运转，气流加速循环，使热对流、热幅射作用于被处理模具，使工件均匀加热并加速换气，在较短时间内达到五元共渗所要求的550±10℃，提高共渗质量及共渗速率。本技术，保温层可以由粘贴在炉壳内壁的硅酸铝耐火纤维毡和轻质保温砖砌成，轻质保温砖与耐火层之间的夹层用超轻珍珠岩填充，使炉衬能起到很好的保温作用，炉壳温度一般不超过50℃。本技术，耐火层的搁丝砖可以采用楔形砌砖结构形式，避免电热丝在使用过程中掉落。本技术，电热丝共有十八根，可以采用三段加热的模式，每组都单独-->由电热丝控制温度加热，整个设备分别由三组功率为45KW的电热元件组成，炉子总功率为135KW。三组电热元件分别采用星形接法，温度测量由三个热电偶分别实现。本技术的有益效果：1、采用价格低廉的国产塑料模具钢替代价格昂贵的进口精密塑料模具钢，制造出在服役条件下具有良好使用性能和延长使用寿命的轮胎模具；2、稀土的加入降低渗氮的温度，从原来的570±10℃下降到550±10℃，从而减少了工件的变形量，另外稀土的加入也使白亮层得到一定程度的增厚，钛的加入与氮结合生成高硬度氮化钛从而使轮胎模具耐磨性提高；3、轮胎模具在五元共渗表面强化处理设备中进行表面强化处理后，轮胎模具表面具有优异的性能，特别是在弱酸中的耐腐蚀性能，经金相检测表明，金相组织显示了明显的化合物层及扩散层，这种致密的ε-相层具有耐磨、抗腐蚀性能，采用新工艺后与一般软氮化比较，其白亮层由原来10～15μm增至20～30μm，且表面硬度可达700～800HV，试样经5％稀盐酸一个月腐蚀后依然光滑无损，克服了以往在轮胎硫化过程中轮胎模具的锈蚀现象；4、由于轮胎模具五元共渗表面强化处理设备的综合先进性，使设备的能耗大大降低。五元共渗设备总功率为135KW，共渗罐有效容积为3M3，每立方米共渗罐容积占用功率为45KW，而传统井式气体氮化炉每立方米炉膛容积所需功率为80KW，例如上海电炉厂生产的井式氮化炉，炉膛容积φ1000×1500mm，炉子功率95KW，每1M3炉膛容积所需功率为79.2KW。在同等升温速度的状况下，五元共渗设备节能40％以上。本技术，适用于轮胎模具表面改性处理。下面实施例结合附图说明对本技术作进一步的说明。附图说明图1为轮胎模具五元共渗表面强化处理设备结构示意图。图中，1、炉壳，2、炉衬，3、共渗罐，4、炉盖，5、双水冷循环风机，6、介质加入装置，7、热电偶，8、风扇，9、硅酸铝耐火纤维毡，10、保温层，11、耐火层，12、搁丝砖，13、电热丝，14、密封圈，15、气压调节及废气出口，-->16、轻质保温砖，17、楔形砌砖。具体实施方式参照图1，本实施例含有由炉壳1、炉衬2、共渗罐3、炉盖4组成的炉体，还含有与炉体连接并连通共渗罐3的介质加入装置6、气压调节及废气出口15和自动控温装置；自动控温装置通过热电偶7与共渗罐3连接；炉衬2由保温层10和耐火层11组成，保温层10由粘贴在炉壳1内壁的硅酸铝耐火纤维毡9和轻质保温砖16砌成，轻质保温砖16与耐火层11之间的夹层用超轻珍珠岩填充；耐火层11设置有搁置电热丝13的搁丝砖12，耐火层11的搁丝砖12采用楔形砌砖17结构形式，电热丝13共有十八根，分成三组，每组都单独由电热丝13控制温度加热；共渗罐3置于炉衬2中，共渗罐3的罐口设置有冷却及密封装置，冷却及密封装置由设置于炉盖4上的双水冷循环风机5、设置于罐口处的风扇8和密封圈14组成，密封圈14设置于罐口与炉盖接合处。本技术的使用，以炉壳1外围直径及炉体高度为依据挖一水泥地坑，将炉壳1置于坑中，在炉壳1中砌筑炉衬2，先把硅酸铝耐火纤维毡9粘贴于炉壳1内，再砌筑十二组轻质保温砖16，再砌筑搁丝砖12，并置入电热丝13和热电偶7，然后在轻质保温砖与耐火层之间的夹层中倒入超轻质珍珠岩，砌筑炉口砖及连接好炉盖4，最后把自动控温装置与炉体连接好；炉盖4为以焊接好的焊接件，双水冷循环风机5用螺栓连接于炉盖上，且要求很好的密封，然后把介质加入装置6连接于炉盖4上；工件装入共渗罐3中后盖上炉盖4，则可实现轮胎模具表面强化处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎模具五元共渗表面强化处理设备，含有由炉壳（１）、炉衬（２）、共渗罐（３）、炉盖（４）组成的炉体，其特征在于：还含有与炉体连接并连通共渗罐（３）的介质加入装置（６）、气压调节及废气出口（１５）和自动控温装置；所述自动控温装置通过热电偶（７）与共渗罐（３）连接；所述炉衬（２）由保温层（１０）和耐火层（１１）组成，所述耐火层（１１）设置有搁置电热丝（１３）的搁丝砖（１２），所述共渗罐（３）置于炉衬（２）中，所述共渗罐（３）的罐口设置有冷却及密封装置，所述冷却及密封装置由设置于炉盖（４）上的双水冷循环风机（５）、设置于罐口处的风扇（８）和密封圈（１４）组成，所述密封圈（１４）设置于罐口与炉盖接合处。

【技术特征摘要】
1、一种轮胎模具五元共渗表面强化处理设备，含有由炉壳(1)、炉衬(2)、共渗罐(3)、炉盖(4)组成的炉体，其特征在于：还含有与炉体连接并连通共渗罐(3)的介质加入装置(6)、气压调节及废气出口(15)和自动控温装置；所述自动控温装置通过热电偶(7)与共渗罐(3)连接；所述炉衬(2)由保温层(10)和耐火层(11)组成，所述耐火层(11)设置有搁置电热丝(13)的搁丝砖(12)，所述共渗罐(3)置于炉衬(2)中，所述共渗罐(3)的罐口设置有冷却及密封装置，所述冷却及密封装置由设置于炉盖(4)上的双水冷循环风机(5)、设置于罐口处的风扇(8)和密封圈(14)组成，所述密封圈(14)设置于罐口与炉盖接合处。2、根据权利要求1所述的轮胎...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑向新，郑栩，
申请(专利权)人：广东巨轮模具股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]