氮气搅拌式淬火油槽
氮气搅拌式淬火油槽
氮气搅拌式淬火油槽是一种在热处理淬火过程中,通过向油槽底部通入氮气,实现搅拌和冷却双重功能的设备。其核心目的是:
提高冷却均匀性:氮气从底部喷出,搅动淬火油,避免局部过热,使油温分布更均匀,从而提升工件的淬火质量;
防止氧化与燃烧:氮气为惰性气体,可在油面形成保护层,隔绝氧气,防止高温工件入油时引发火灾或油质氧化;
辅助灭火:部分设计还将氮气用于灭火系统,当检测到火焰时,自动喷出氮气覆盖油面,迅速灭火。
结构组成:
淬火油槽本体:盛装淬火油;
氮气搅拌装置:包括喷气管、喷气孔,通常布置在油槽底部;
氮气源与控制系统:控制氮气通入的时机、压力和流量;
可选组件:如冷却系统(板式换热器)、加热器、灭火喷嘴、烟雾收集装置等。
工作原理简述:
当工件进入油槽时,系统启动氮气搅拌,气体从底部喷出,形成上升气流,带动油液流动,实现均匀冷却;同时氮气覆盖油面,抑制油烟和火焰的产生。
这种设计广泛应用于高精度、高安全要求的热处理场景,如航空、汽车、模具制造等领域。
氮气搅拌式淬火油槽的制作方法(简明版)
一、设计要点
槽体:圆形或方形,深井或浅槽均可;顶部带可开合盖,盖中央留排烟口(接环保除烟)。
底部布管:用φ8~12 mm不锈钢管弯成1~5 道同心环(“箭靶”形),环上每间隔80~120 mm钻φ2~4 mm朝上喷气孔;环管之间用径向支管焊接连通,形成“蜘蛛网”状总管。
进氮:总管接一根竖直上升的不锈钢管,沿槽壁引至槽外;依次串接充气阀、可调减压阀、压力表,最后与氮气罐(≥0.6 MPa)快速接头连接。
油循环:槽底侧开入油口,上侧开回油口,两口与外部贮油槽+冷却器+过滤罐用泵相连,形成闭式循环;回油口低于顶盖≥300 mm,保证油面与顶盖间留有“氮气垫层”。
安全:槽盖与槽体法兰加耐油硅胶垫,用快速夹锁紧;排烟口后接防火阀+冷凝器+活性炭筒。
二、材料与机具
304/316L 不锈钢管、弯头、三通
氩弧焊机、台钻、去毛刺器
氮气罐+减压器+高压软管
0.75~1.5 kW 齿轮泵+过滤器+板式冷却器
耐高温玻璃棉(槽外保温可选)
三、制作步骤
槽体加工
① 按图卷板焊接筒体,焊缝 RT 探伤;
② 底部 10 mm 底板开“米字”槽,把环管埋入 5 mm 深,保证管顶与底板平齐,焊后磨平;
③ 在底板最低点开 DN40 排油口,加盲板。
布管与钻孔
① 把环管放在平台上,用定位板保证同心度;
② 用台钻每 100 mm 钻φ3 mm 孔,孔口倒 0.5×45° 角去毛刺;
③ 支管与环管先点焊,再整体氩弧焊,焊缝酸洗钝化。
进气管安装
① 槽壁焊内丝接头,接头底部与环管中心线平齐;
② 竖管一端与环管焊接,另一端穿过内丝接头并加密封垫,用双卡套接头锁紧,可拆卸维护。
外接系统
① 泵入口接贮油槽底部,泵出口接槽底入油口;
② 槽上侧回油口靠重力溢流回贮油槽;
③ 氮气源经减压阀调至 0.1~0.3 MPa(根据工件搅拌强度要求),压力表量程 0~0.6 MPa。
检漏与调试
① 0.4 MPa 气压保压 30 min,皂泡无泄漏;
② 注油至回油口下沿,开泵循环 10 min 排气;
③ 微开充气阀,观察油面呈“均匀沸腾”状即可;
④ 用氧分析仪测顶盖空间,O?≤5 % 为合格。
四、操作参数(参考)
氮气流量:每 m3 油槽 8~15 L/min
喷油压力:0.15 MPa(长轴件)~0.25 MPa(小件密集)
油温:40–80 ℃(由外接冷却器 PID 控制)
五、维护
每月停炉后开排油口,抽净底部水分、油渣;
每半年把环管整体吊出,用柴油超声波清洗喷孔;
氮气罐剩余压力≤0.05 MPa 时及时更换;
发现个别区域无气泡→用细钢丝通喷孔即可。
按以上步骤即可完成“氮气搅拌式淬火油槽”的制作,投入使用后油烟减少≥70 %,淬火油寿命延长1 倍以上,长轴类工件硬度差≤1.5 HRC。
