CN101348858A - 钢带连续淬火的无液压板淬火装置及钢带冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢带连续淬火的无液压板淬火装置及钢带冷却方法。该无液压板淬火装置包括上、下两个水箱，每个水箱上设有进水口和出水口，水箱内设有若干导水板；钢带从两个水箱之间通过，每个水箱靠近钢带的一侧为压板，压板和钢带之间垫有保护板。该无液压板淬火钢带冷却方法利用固体热传导将加热后钢带的热量传递给流动的水，钢带温度不需经过液体的直接冷却就迅速下降到马氏体转变温度Ms以下，从而使钢带组织由奥氏体转变为马氏体。本发明具有不需任何液态淬火介质、无环境污染、设备简单、生产效率高、表面光洁度和平整度都好的优点。

Description

钢带连续淬火的无液压板淬火装置及钢带冷却方法

技术领域

本发明涉及钢带连续淬火技术，尤其是一种钢带连续淬火的无液压板淬火装置及钢带冷却方法，适用于钢带连续淬火生产线。

背景技术

弹簧钢带具有较高的弹性和耐磨性能，广泛用于汽车离合器、泥工工具、卷帘门弹簧、鞋用铁片、纺织用针等产品。弹簧钢带一般为50#、65Mn、T8A等中高碳碳钢或合金钢材质，需要通过淬火、回火的热处理工艺，才能得到硬度与韧性的配合，从而具有较高的弹性和耐磨性能。

生产上，钢带通常采用连续淬火冷却设备，将高温奥氏体状态下的钢带快速冷却到马氏体转变温度Ms以下。为此，需要用具有快速冷却能力的物质来实现。一般采用的是液体的淬火介质，如淬火油、水溶性聚合物溶液、熔融的低熔点金属液等。因为气体冷却速度不够高，只适用于真空及高合金工模具钢的场合；另一方面，虽然固体金属具有优良的热传导能力，但它们与高温钢带接触时只能是多点状接触，因此传热效果并不理想，同时还会擦伤钢带表面。因此，实际生产中用得最多、最普遍的是淬火油。但用油淬火冷却的设备较复杂，更重要的是，高温钢带与油接触时，会产生大量烟雾，对环境造成严重污染，影响工人健康，还容易发生火灾；此外，淬火油价格贵，生产成本高。而水溶性聚合物溶液及熔融金属存在稳定性不高，维护困难、环保等问题。因此，如何能够不用淬火油等液体，实现钢带连续快速的冷却，成为钢带行业的难题。

中国实用新型200320103136.2公开了“一种用于薄规格防弹钢板的压力淬火装置”，其采用立压式淬火设备利用一定厚度的分隔钢板将冷却水与淬火的防弹钢板隔离，分隔钢板内镶嵌冷却水循环管路，通过冷却水对分隔钢板冷却，再由分隔钢板进一步冷却防弹钢板，达到了通过固体快速传热实现淬火的目的。其存在以下缺点：(1)采用断续淬火方式，只能一张一张钢板淬火(其实施例中每张钢板的规格为1000mm×2000mm)，生产效率较低；(2)冷却水循环管路与分隔钢板的接触面积小，从而导致分隔钢板的导热能力下降，使钢板降温的速度慢，导致钢板淬火效率无法提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不需任何液态淬火介质、无环境污染、设备简单、生产效率高、表面光洁度和平整度都好的钢带连续淬火的无液压板淬火装置，以及钢带淬火冷却方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该无液压板淬火装置包括上、下两个水箱，每个水箱上设有进水口和出水口，水箱内设有若干导水板；钢带从两个水箱之间通过，每个水箱靠近钢带的一侧为压板，压板和钢带之间垫有保护板。

本发明所述的压板和保护板紧密接触。

本发明所述的保护板采用导热性能优异、表面摩擦系数小、熔点高、具有变形能力的材料制成，可用膨胀石墨板或增强膨胀石墨板。

本发明所述的压板采用导热性能优良、具有强度的金属材料制成，可用铜、铝或铁。

该无液压板淬火钢带冷却方法利用固体热传导将加热后钢带的热量传递给流动的水，钢带温度不需经过液体的直接冷却就迅速下降到马氏体转变温度Ms以下，从而使钢带组织由奥氏体转变为马氏体。

本发明具体为将钢带连续地从上、下两个水箱之间通过，水箱上设有进水口和出水口，水箱内设有若干导水板，且每个水箱靠近钢带的一侧为压板，压板和钢带之间垫有保护板；水从进水口流入，在导水板的引导下，从出水口流出，水与压板始终保持接触，钢带的热量先传给保护板，然后由保护板传给压板，再由压板传给水箱内流动的水，最后由流动的水将热量带走。

本发明所述的压板和保护板紧密接触。

本发明所述的保护板采用导热性能优异、表面摩擦系数小、熔点高、具有变形能力的材料制成，可用膨胀石墨板或增强膨胀石墨板。

本发明所述的压板采用导热性能优良、具有强度的金属材料制成，可用铜、铝或铁。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)与现有的淬火方法完全不同，不需使用任何淬火介质，利用固体热传导的原理将钢带的热量通过紧密接触的高导热固体传递给流动的水，由流动的水将热量不断带走，使钢带的温度迅速降低到马氏体转变温度Ms以下，把钢带的组织由奥氏体转变为马氏体，达到淬火的目的，使用该装置进行淬火，能使生产成本降低；(2)没有环境污染，可实现清洁生产，有利于工人健康；(3)钢带为连续淬火，即钢带边运动边淬火，与断续淬火相比，生产效率有较大提高；(4)在钢带的上下两侧设有保护板，保护板对钢带和压板同时起到保护作用，使钢带和压板不易拉伤，钢带表面不会损坏，提高了钢带表面光洁度和平整度，压板表面不会损伤，提高压板的使用寿命；(5)钢带淬火后进入回火炉时，不会把任何杂质带进回火炉，有利于钢带在回火炉中实现表面发蓝，可大量节省产品成本，进一步提高生产效率；(6)装置中压板与水箱连接在一起，压板上又紧密接触地连接有若干导水板，水与压板、导水板直接接触，导水板除用于引导水流动外，还增加了压板与水的接触面积，使压板的导热性能增加，且导水板与压板连在一起，还增加了压板的强度，从而可以减小压板的厚度，进一步增加压板的导热性能。

附图说明

图1为本发明中淬火装置的横截面结构示意图。

图2为图1的A-A剖面图。

具体实施方式

参见图1和图2，该淬火装置包括上水箱1、下水箱2，连续运动的钢带8从两水箱之间通过，上、下水箱1、2上分别设有进水口4和出水口3，上、下水箱1、2内分别设有三组用于引导水流动的导水板5。两水箱在靠近钢带的一侧为压板6，另一侧为上盖9，导水板5与压板6相连并紧密接触，压板6和钢带8之间垫有保护板7。

上、下水箱1、2内的导水板5通常设置三或五组。

保护板7采用导热性能优异、表面摩擦系数小、熔点高，具有变形能力的材料制成，具体可用膨胀石墨板或增强膨胀石墨板等材料。

压板6采用导热性能优良、具有一定强度的金属材料制成，具体可为铜、铝或铁等材料。综合导热系数、价格和性能来考虑，铜为最佳材料，铜板的厚度以6毫米为好。

该钢带淬火冷却方法是利用固体热传导将加热后钢带的热量通过紧密接触的固体传递给流动的水，使钢带温度不需要经过液体的直接冷却就迅速下降到马氏体转变温度Ms以下，从而使钢带组织由奥氏体转变为马氏体。具体为水从进水口4进入，从出水口3流出，在导水板5的引导下不断流动，水与压板6始终保持接触；钢带8在保护板7的保护下连续地从上、下水箱1、2之间通过，钢带8的热量由保护板7传给压板6，压板6再传给流动的水，最后由流动的水不断地将热量带走。

实验结果：

所用水箱的体积均为400mm×500mm×10mm。

实验1：压板为铁板，厚10mm，长和宽为400mm×500mm，钢带的规格为0.9mm×100mm，钢带材料为65Mn，钢带加热温度为930度，回火温度为360度，淬火硬度达到48HRC，淬透性好，钢带弹性好。

实验2：压板的材质和规格与实验1相同，钢带的规格与实验1相同，钢带加热温度为930度，回火温度为330度，淬火硬度达到53HRC，淬透性好，钢带弹性好。

实验3：压板的材质和规格与实验1相同，钢带规格为1.2mm×125mm，为50#钢带，钢带加热温度为930度。回火温度为400度，淬火硬度为42度，淬透性好，钢带弹性好。

以上实验中，钢带运动速度为2米/分钟。

水流量的控制以淬火后钢带的温度不超过50度为好。钢带的运动速度越快，当然生产效率越高，但钢带的运动速度要受压板材料的导热系数、压板厚度、水的初温和流量等因素的限制。

Claims (9)

1、一种钢带连续淬火的无液压板淬火装置，其特征是：包括上、下两个水箱，每个水箱上设有进水口和出水口，水箱内设有若干导水板；钢带从两个水箱之间通过，每个水箱靠近钢带的一侧为压板，压板和钢带之间垫有保护板。

2、根据权利要求1所述的钢带连续淬火的无液压板淬火装置，其特征是：所述的压板和保护板紧密接触。

3、根据权利要求1或2所述的钢带连续淬火的无液压板淬火装置，其特征是：所述的保护板采用导热性能优异、表面摩擦系数小、熔点高、具有变形能力的材料制成，可用膨胀石墨板或增强膨胀石墨板。

4、根据权利要求1或2所述的钢带连续淬火的无液压板淬火装置，其特征是：所述的压板采用导热性能优良、具有强度的金属材料制成，可用铜、铝或铁。

5、一种钢带连续淬火的无液压板淬火钢带冷却方法，其特征是：利用固体热传导将加热后钢带的热量传递给流动的水，钢带温度不需经过液体的直接冷却就迅速下降到马氏体转变温度Ms以下，从而使钢带组织由奥氏体转变为马氏体。

6、根据权利要求5所述的钢带连续淬火的无液压板淬火钢带冷却方法，其特征是：具体为将钢带连续地从上、下两个水箱之间通过，水箱上设有进水口和出水口，水箱内设有若干导水板，且每个水箱靠近钢带的一侧为压板，压板和钢带之间垫有保护板；水从进水口流入，在导水板的引导下，从出水口流出，水与压板始终保持接触，钢带的热量先传给保护板，然后由保护板传给压板，再由压板传给水箱内流动的水，最后由流动的水将热量带走。

7、根据权利要求6所述的钢带连续淬火的无液压板淬火装置，其特征是：所述的压板和保护板紧密接触。

8、根据权利要求6或7所述的钢带连续淬火的无液压板淬火钢带冷却方法，其特征是：所述的保护板采用导热性能优异、表面摩擦系数小、熔点高、具有变形能力的材料制成，可用膨胀石墨板或增强膨胀石墨板。

9、根据权利要求6或7所述的钢带连续淬火的无液压板淬火钢带冷却方法，其特征是：所述的压板采用导热性能优良、具有强度的金属材料制成，可用铜、铝或铁。

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