淬火炉是工件淬火前加热工件的炉子。淬火是把工件放入炉内加热到临界点以上的温度并保持一段时同，然后把工件迅速从炉内取出投入到淬液(油或水)内快速冷却的热处理工艺。炉子的热源可以用电及燃料,温度可用热电偶测量。用电及气体、液体燃料的炉子，可以用仪表自动控制和调节温度。
淬火炉在机械制造业应用广泛，机械零件，尤其是汽车、飞机、船舶等制造中的钢件几乎都要经过淬火热处理。淬火加热炉可用于汽车零部件、飞机零部件、轴类、齿轮、链轮、螺栓和各种钢制零件的淬火加热，淬火槽可用于对加热后的工件进行迅速淬火冷却，配合搅拌、水冷循环等系统实现高质量的淬火。
中机试验装备股份有限公司研制生产的淬火炉具有如下特点：以计算机为控制核心，温度自动控制，预热时间、淬火温度值、保温时间、等待时间等参数可自主定义;定义好工作流程与参数值，装夹好金属笼后，可开始自动工作;软件可显示试样信息、工作温度、工作时间、温度曲线(上、中、下三段温度)、热处理工作次数,可绘制打印工作报告等。经过多次试验，证明设备安全可靠、自动化程度较高。
淬火炉主要由淬火炉主机单元、高温大气炉单元、高温金属笼单元、淬火炉主机电气单元、温度控制系统单元、计算机控制系统等部分组成，图1为淬火炉结构原理示意图。
图1 淬火炉结构原理示意图
1、淬火炉主机单元
主机框架采取型钢框架结构，炉子下方放置水桶，水桶放置在移动小车上。夹持装置采用手指气缸夹持，加热炉下挡板装置采用旋转气缸。
2、高温大气炉单元
大气炉前端开口，高温大气炉采用一体式炉膛，多晶纤维半裸露包裹炉丝。发热体(分上中下三段)采用 HRE材料，半裸露式加热，提高炉丝的抗氧化性及使用寿命。大气炉整体结构紧凑，操作方便，保温效果好。其中，炉壳采用耐高温的不锈钢材料加工而成，避免了水蒸气等对炉丝寿命的影响，内套石英玻璃管，并采用三段侧插口控温，提高炉丝抗氧化性及使用寿命。
3、高温金属笼单元
高温金属笼单元主要包括镍铬吊丝与试样金属笼。金属笼采用K465合金制造，耐高温性能好。金属笼由镍铬吊丝吊起，与主机上夹具夹持连接，简单方便。
4、淬火炉主机电气单元
主机电气由 IO 卡和手控盒组成，负责夹紧、松开等手动操作动作。
5、温度控制系统单元
温度控制系统由温控仪表、热电偶和固态继电器等组成。由热电偶测量的温度值送入温控仪表，温控仪表进行比较、PID运算，并根据运算结果输出一系列触发电流信号加到进口固态继电器上，以控制固态继电器导通角。导通角的大小决定电阻丝所加电压的高低，也就是可调节高温炉的加热功率，最终使炉内的温度稳定在目标值上。
1、结构组成
软件由参数设置、详细控制、数据处理等 3 个部分组成。
(1)参数设置。在参数设置窗口(如图2所示)中，设置试样的基本参数，以及试验温度、保温时间等参数。
图2 参数设置窗口
(2)详细控制。详细控制窗口如图3所示，窗体的上方为设备试验的实时数据显示区域，显示试验温度和运行时间等数据。窗体左中部为图形显示区域，单击按钮条的相应按钮可以显示对应的数据曲线。窗体右中部为功能键区域，包括参数设置、温控调节、浏览数据、退出 & 返回、启动试验、停止试验等功能。
图3 详细控制窗口
(3)数据处理。在数据处理窗口(如图4所示)中，可以查看曲线、导出数据、打印报告等。
图4 数据处理窗口
2、采集温度
温度仪表为欧陆表，通信协议是modbus协议。
(1)初始化并打开串口。
With GCommData(Comi)
. BaudRate = GBaudTable(12)
. Parity = GParityTable(0)
. ByteSize = GByteSizeTable(3)
. StopBits = GStopBitsTable(0)
(2)在计时器中接收温度。
首先发送读取温度命令。
然后就可以在接收的字符串中解析温度值了。
3、采集 IO卡数据
首先创建 IO 卡设备对象。
成功创建IO卡对象后，就可以接收IO卡数据了。
IO卡中的状态包括夹紧、松开、炉子下面挡板的移除和复位等。
4、试验流程
(1)设置试验参数。
(2)在详细控制窗口中单击“试验启动”按钮，软件会把试验温度的目标值传送到温控表中。
(3)打开加热开关，开始升温，升温到目标温度值。
(4)把装好试样的金属笼通过吊丝安装在主机夹具上，保证金属笼位置正确后，启动夹紧开关，使夹具夹持住镍铬吊丝，盖上加热炉上保温盖。开始对试样进行加热，在软件上单击“完成试样安装”按钮，软件开始保温计时，进入加热计时时间。
(5)当软件参数设置的“保温时间”计时时间结束后，加热炉下方电机带动下挡板旋转，保证下炉口畅通。参数设置的“打开挡板后计时时间”开始计时，计时时间结束后主机上夹具启动，松开镍铬吊丝，金属笼靠自重掉入水中。参数设置的“松开吊丝后计时时间”开始计时，计时时间结束后加热炉下方电机启动，关闭炉下挡板同时执行夹紧动作，并且打开蜂鸣器提醒完成一次淬火。
(6)如果想继续进行淬火，则需重复步骤(4)与步骤(5);如果想停止淬火,在软件的监控界面上单击“停止试验”按钮，然后关闭加热开关，进行加热炉降温，关闭主机电源，同时拉出水桶移动小车，将水桶抽出，捞取金属笼。
(7)工作结束后，将主机与金属笼擦拭干净，保证主机与金属笼无水残留。
在淬火炉的设计中，通过硬件与软件的良好配合，实现了淬火流程自动化、采集数据自动化、处理数据自动化。实践证明，淬火炉性能稳定可靠，具有较高的性价比。
