CN101993985B - 恒温处理设备和方法以及锻件余热恒温淬火装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种恒温处理设备和方法以及锻件余热恒温淬火装置和方法。该用于余热淬火的恒温处理设备具有上料机构(1)、设备主体(2)以及用于控制所述上料机构和设备主体的动作的控制单元，其特征在于，在所述设备主体内具有加热区(3)，该加热区使所述上料机构通过网带(4)传送来的锻造后的工件的温度均匀一致。这样，在锻件余热淬火前，经短时的恒温处理，能使锻件淬火入水之前的温度达均匀一致，显著提高了锻件的性能稳定性和成材率。

Description

恒温处理设备和方法以及锻件余热恒温淬火装置和方法

技术领域

本发明涉及用于余热淬火的恒温处理设备和方法以及使用该设备和方法的锻件余热恒温淬火装置和锻件余热恒温淬火方法。 

背景技术

目前，锻件的淬火一般分为普通淬火和余热淬火，普通淬火时工件锻后冷却至室温，然后重新加热奥氏体化淬火。余热淬火时利用工件高温锻后的余热直接淬火，此方法节约能源且效率高，但以往主要根据工件锻后的亮度、颜色进行温度的目测，然后直接淬入淬火介质中，由于该方法主要是目测锻件的表面温度，因此易受人为因素的影响而不准确，另外，工件淬火入水前的温度不一致导致了相应的性能的不稳定，工件报废率高。 

发明内容

本发明是鉴于以上问题而进行的，其目的在于提供一种用于余热淬火的恒温处理设备和方法以及使用该设备和方法的锻件余热恒温淬火装置和锻件余热恒温淬火方法，在锻件余热淬火前，经短时的恒温处理，能使锻件淬火入水之前的温度达均匀一致，显著提高了锻件的性能稳定性和成材率。 

为了实现上述目的，本发明之一提供了一种用于余热淬火的恒温处理设备，该恒温处理设备具有上料机构、设备主体以及用于控制所述上料机构和所述设备主体的动作的控制单元，在所述设备主体内具有加热区，控制单元控制该加热区使所述上料机构通过网带传送来的锻造后的工件的温度均匀一致。加热区通过上下两排辐射管进行加热，控制单元使用热电偶来控制加热区中工件的温度，热电偶至少在三个区域控制工件的温度，在 所述加热区，根据所述工件的不同，将温度控制在750℃～950℃的范围内，由传动大滚筒带动所述网带绕所述上料机构和所述加热区循环运转，其中，运转速度变频可调。 

根据该结构，由于进行了锻件余热淬火前的恒温处理，所以不仅节约了能源，而且提高了锻件的性能稳定性和成材率。由于通过上下两排辐射管进行加热，因此能够依靠辐射、对流和热传导使各工件温度均匀一致，加快了恒温的速度。由于使用热电偶来控制所述工件的温度，因此能够精确地控制加热区的温度，并且能够精细地调整温度。由于至少在三个区域控制所述工件的温度，因此能够进行使各工件在所述各个区域恒温的控制，这样，能够更加精确地控制各工件的温度。 

由于将温度控制在750℃～950℃的范围内，因此能够在较高的余热下对工件进行恒温处理，因此能够很好地实现余热调制，从而能够高效地节约能源。 

由于运转速度变频可调，因此可以通过调整速度来控制工件在恒温处理设备中的加热时间，能够更好地控制工件温度。 

本发明之二提供了一种用于余热淬火恒温处理设备进行的恒温处理方法，所述恒温处理设备具有上料机构、设备主体以及用于控制所述上料机构和设备主体的动作的控制单元，该恒温处理方法的特征在于，其具有如下步骤：传送步骤，其通过网带将锻造后的工件传送到所述设备主体所具有的加热区；以及加热步骤，其对所述传送来的工件进行加热，使工件的温度均匀一致。在加热步骤中，通过上下两排辐射管对所述工件进行加热，两排辐射管之间设有用于支撑网带的多个高温瓷球，高温瓷球与网带之间设有活动底板，活动底板做往复运动，加热步骤中，控制单元使用热电偶来控制工件的温度，热电偶至少在三个区域控制工件的温度，在所述加热区，根据所述工件的不同，将温度控制在750℃～950℃的范围内；在所述传送步骤中，由传动大滚筒带动所述网带绕所述上料机构和所述加热区循环运转，其中，运转速度变频可调。 

根据该方法，由于进行了锻件余热淬火前的恒温处理，所以不仅节约了能源，而且提高了锻件的性能稳定性和成材率。 

本发明之三提供了一种锻件余热恒温淬火装置，锻件余热恒温淬火装置具有：如上所述的任意一个恒温处理设备；以及对由所述恒温处理设备进行过恒温处理的工件进行淬火的淬火装置。 

根据该结构，由于在恒温处理设备中进行了锻件余热淬火前的恒温处理，所以在整个余热淬火过程中不仅节约了能源，而且提高了锻件的性能稳定性和成材率。 

本发明之四提供了一种锻件余热恒温淬火方法，该方法是锻件余热恒温淬火装置进行的方法，具有如下步骤：恒温处理步骤，其通过上述恒温处理方法，使锻造后的工件的温度均匀一致；以及淬火步骤，其对由恒温处理步骤进行过恒温处理的所述工件进行淬火。 

根据该结构，由于进行了锻件余热淬火前的恒温处理，所以在整个余热淬火过程中不仅节约了能源，而且提高了锻件的性能稳定性和成材率。 

如上所述，本发明经短时的恒温处理，能够使锻件淬火入水之前的温度达到均匀一致，提高了锻件的性能稳定性和成材率，并且在高温回火后，使得锻件的硬度分布均匀。 

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的用于余热淬火的恒温处理设备的示意图。 

图2是本发明的第2实施方式的锻件余热恒温淬火装置的示意图。 

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。 

(第1实施方式) 

图1是本发明的第1实施方式的用于余热淬火的恒温处理设备的示意图，如图1所示，本发明第1实施方式的恒温处理设备具有上料机构1、设备主体2以及对该上料机构1和设备主体2的动作进行控制的控制单元(未图示)。所述设备主体2具有加热区3，该加热区3使所述上料机构1

通过网带4传送来的锻造后的工件的温度均匀一致。所述加热区3通过上下两排辐射管5进行加热，来自上料机构1的锻造后的工件依靠辐射、对流和热传导使得温度均匀一致，这里需要注意的是，本发明并不限定上下两排辐射管，只要是能够使锻造后的工件的温度均匀一致，可以是任何方式的加热器件，也可以通过任何方式进行加热。两排辐射管5之间具有用于支撑所述网带4的多个高温瓷球10，在这些高温瓷球10与所述网带4之间具有活动底板9，活动底板9做往复运动，在这些高温瓷球10的下方设置有多个T型砖11，这些T型砖11之间夹着下排辐射管5，在这些T型砖11的下方设置有一定厚度的耐火砖12，在设备主体2的与上料机构1相反的一侧设有下料通道14，恒温之后的锻件通过该下料通道14被导入到淬火槽(参照图2)中，在下料通道14的上方设有后盖保温层13。 

另外，所述加热区3使用工业热电偶精确地控制所述工件的温度。并且，所述热电偶在三个区域(即，区域1a～3a)控制所述工件的温度，这里选择三个区域是为了使锻造后的工件在各个区域的温度保持一致，从而使得锻造后的工件的温度始终是均匀一致的。但是，并不限于三个区域，可以在更多的范围内使用更多的热电偶来对温度进行控制。 

另外，所述控制单元根据所述工件的不同，将所述加热区3中的温度控制在750℃～950℃的范围内。使用该温度范围，能够在较高的余热下对工件进行恒温处理，因此能够很好地实现余热调制，从而能够高效地节约能源。另外，所述上料机构1具有转动大滚筒6，该传动大滚筒6带动所述网带4绕所述上料机构1和所述加热区3循环运转，并且，运转速度变频可调。由于运转速度变频可调，因此可以通过调整速度来控制工件在恒温处理设备中的加热时间，能够更好地控制工件温度。 

另外，所述上料机构1还具有用于封住设备主体内的气体的三角水封7、支撑设备主体的脚部8以及用于固定设备主体的主体吊桩15。 

所述恒温处理设备的工作过程如下：(1)接通电源使所述恒温处理设备升温，针对具体工件预先设定具体的加热温度，设备主体2内的有效加热温度为750℃～950℃，利用上下两排辐射管5加热，设备主体2内的温度分三个区域分别由工业热电偶精确控制。(2)设备主体2内的温度稳定 后，上料机构1开始工作，由传动大滚筒6带动网带4绕上料机构1和加热区3循环运转，运转速度变频可调。(3)将锻造后的工件置于网带4上，网带4的连续运转将工件源源不断送入设备主体2内，依靠辐射、对流和热传导三种方式使各工件温度均匀一致，当工件运行至下滑通道时自动滑出设备主体2，落入预先准备好的淬火液中迅速冷却，完成整个余热淬火过程。 

根据第1实施方式，锻造后的工件快速放在连续运转的恒温处理设备的网带上输送至设备主体内，通过辐射和对流换热，经过几分钟短时恒温处理后使所有工件的温度均匀一致，然后落入充满水溶性液体的淬火槽内进行急冷淬火。加热区的温度和网带转速精确可调，最大的优点是能利用产品锻造后的余热达到恒温和淬火目的，使产品质量稳定，且只消耗了极少量的电能。这里所述的“短时”，并不是对本发明进行限定，只要能在特定时间内使所有工件的温度均匀一致都包含在本发明的范围内。 

(第2实施方式) 

图2是本发明的第2实施方式的锻件余热恒温淬火装置A的示意图，如图2所示，该锻件余热恒温淬火装置A具有上述的恒温处理设备以及对由所述恒温处理设备进行过恒温处理的工件进行淬火的淬火装置(淬火槽)20。由于该锻件余热恒温淬火装置中的恒温处理设备的结构和功能在上述第1实施方式中进行了详细说明，因此为了简单起见，在这里省略说明。 

另外，所述锻件余热恒温淬火装置的工作过程如下：(1)通过如上所述的恒温处理设备的工作过程(为了简单起见，在这里省略说明)，使锻造后的工件的温度均匀一致；(2)对恒温处理后的所述工件进行淬火。 

另外，图2进一步示出了余热恒温淬火热处理生产线的示意图。提升机构B将由锻件余热恒温淬火装置A淬火后的工件提升到回火炉C中进行高温回火。下面，以45#、40Cr钢锻造成型的摩托车曲轴为例，对本实施方式的效果进行说明，该过程中使加热区的温度保持在850℃。为了对比，分别做了锻后余热恒温淬火和常规淬火，然后都进行高温回火，即余热调质和常规调质。对两种工艺生产的样品加工成标准拉伸样和冲击样，进行室温拉伸和冲击试验，且对产品的横截面做了硬度分布测试，结果如 表1所示。 

【表1】 

由表1可见，45#、40Cr钢曲柄经锻造余热调质能显著提高淬透性，组织和硬度分布均匀，机械性能优于常规调质后的工件，精锻后的工件采用短时850℃恒温处理，使工件入水时的温度均匀一致，保证了性能的稳定，该新的锻造余热调质工艺具有质量稳定且能耗低、效率高、报废率低等优点。 

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (2)

1.一种用于余热淬火的恒温处理设备，其设有上料机构、设备主体，其特征在于该恒温处理设备还设有用于控制所述上料机构和所述设备主体的动作的控制单元，

在所述设备主体内具有加热区，控制单元控制该加热区使所述上料机构通过网带传送来的锻造后的工件的温度均匀一致，

所述加热区通过上下两排辐射管进行加热，

所述控制单元使用热电偶来控制加热区中所述工件的温度，

所述热电偶至少在三个区域控制所述工件的温度；

在所述加热区，根据所述工件的不同，将温度控制在750℃～950℃的范围内；

由传动大滚筒带动所述网带绕所述上料机构和所述加热区循环运转，其中，运转速度变频可调。

2.一种用于余热淬火的恒温处理设备进行的恒温处理方法，所述恒温处理设备具有上料机构、设备主体以及用于控制所述上料机构和所述设备主体的动作的控制单元，该恒温处理方法的特征在于，其具有如下步骤：

传送步骤，其通过网带将锻造后的工件传送到所述设备主体所具有的加热区；以及

加热步骤，其对所述传送来的工件进行加热，使工件的温度均匀一致，

在所述加热步骤中，通过上下两排辐射管对所述工件进行加热，所述两排辐射管之间设有用于支撑所述网带的多个高温瓷球，所述高温瓷球与所述网带之间设有活动底板，所述活动底板做往复运动，

在所述加热步骤中，控制单元使用热电偶来控制所述工件的温度，

所述热电偶至少在三个区域控制所述工件的温度；

在所述加热区，根据所述工件的不同，将温度控制在750℃～950℃的范围内；

在所述传送步骤中，由传动大滚筒带动所述网带绕所述上料机构和所述加热区循环运转，其中，运转速度变频可调。

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