超高压真空气淬炉关键结构的设计

摘要

真空超高压气淬技术为二十一世纪最有发展前途的一种真空热处理技术，而真空超高压气淬炉则为实现真空气淬技术的一种压力容器。在工作状态下，真空超高压气淬炉炉体处于内外高压淬火气体的反复作用之下，炉体炉口部位的密封性能以及炉体内部的换热结构是保证高压气淬过程安全有效进行的关键。
　　 针对在高温高压环境下进行气淬工作的真空高压气淬炉炉口部位的密封结构，分析了压力容器设计中的齿啮式结构带来的缺陷，提出了自锁圈式密封结构设计并改进了O形密封圈密封结构。所设计的自锁圈式密封结构，通过带有弹簧-钢珠压紧装置的自锁圈简便地控制炉门的开启，并借助弹簧-钢珠压紧装置自发地调节炉口部位密封的压紧力，不仅使得密封结构适应不同压力的气淬场合，而且可以有效地避免气缸等附加的繁冗结构。通过在O形密封圈密封槽结构中增加挡圈设计，支撑O形密封圈在高压下的挤压变形，提高其使用寿命。
　　 详细分析了适用于真空气淬炉的中换热器类型的流动机理，指出了现有在超高压真空气淬炉中换热结构的不足，并根据合理的气体流动与换热情况对换热器进行了改进，把光管换热改进为外带外延板结构的异形管道换热，增强对淬火气体的扰动作用，形成湍流状态下的强化换热效果，同时，把常规钢制换热管改用全铜型换热管进行换热。
　　 以65Mn钢的卡箍环为例，实践证明，常规淬火过程造成的断裂失效问题可以通过通过超高压真空气淬过程得以避免;所设计的真空密封结构保障了所需要的密封效果，换热结构的换热能力得到了提高。

目录

声明

摘要

前言

第一章 绪论

1．1 超高压真空气淬技术概述

1．2 超高压气淬效果主要影响因素

1．3 超高压真空气淬炉的结构组成

1．3．1 炉体结构

1．3．2 加热室

1．3．3 换热系统

1．3．4 风冷系统、风道与喷嘴

1．3．5 充气系统

1．4 超高压真空气淬炉的发展方向

1．4．1 超高压真空气淬炉的发展

1．4．2 国产超高压真空气淬炉在发展中存在的问题

1．4．3 主要设计内容

第二章 超高压真空气淬炉关键结构设计条件

2．1 炉体结构

2．2 加热室

2．3 水冷系统

2．4 真空系统

2．5 充气系统

2．6 换热系统

第三章 超高压真空气淬炉关键结构的设计

3．1 真空密封结构的设计

3．1．1 常规真空密封结构的分析

3．1．2 新型真空密封结构设计

3．2 换热结构的设计

3．2．1 换热结构设计基础

3．2．2 总体设计思考

3．2．3 换热结构的设计

3．2．4 换热材质的选择

第四章 超高压真空气淬炉气淬效果分析

4．1 65Mn钢常规油淬实验

4．1．1 金相组织分析

4．1．2．断口形貌观察

4．2 超高压真空气淬实验效果

结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢