CN102433426B - 钢带马氏体二步淬火系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供钢带马氏体二步淬火系统,包括发卷轮、收卷轮、连接发卷轮和收卷轮的钢带,所述发卷轮与收卷轮之间依次设有对钢带进行热处理的奥氏体加热炉、冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置、空气冷却器、回火炉。能够减小热处理时产生的内应力,使钢带在热处理过程中变形小。
Description
技术领域
本发明涉及热处理领域,具体涉及钢带马氏体二步淬火系统。
背景技术
当前普钢带热处理的淬火工艺,都是先把钢带加热到Ac3以上,使组织转变为奥氏体,而后迅速把温度降低到马氏体转变温度Mf以下,使组织转变为马氏体,再进行回火,使组织转变为屈氏体,这种工艺我们称之为钢带马氏体一步淬火法。这种工艺的缺点是钢带热处理变形大。为了矫正钢带热处理的变形,一般都在钢带淬火后加一个碾平炉,让钢带在碾平炉的高温高压下,消除钢带内应力并矫正一部分变形,但是碾平炉只能矫正较大的钢带变形,小的变形仍不可能矫正。
钢带热处理的变形,取决于热处理时的内应力大小。内应力有二种,一是由温度引起的热应力;另一种是由组织转变引起的组织应力。热应力的大小取决于温度变化的大小及各部分温度分布的均匀性;组织应力的大小取决于组织转变的快慢及各部分组织转变的均匀性。钢带的马氏体一步淬火法,在极短的时间内温度从870度以上降低到70度左右,温度变化很大,而且变化很快,故热应力很大,再加马氏体转变的速度极快,故组织应力也很大,而且热应力和组织应力是同时产生的,二者叠加,使得钢带马氏体一步淬火法的内应力很大,导致钢带热处理变形大。减小钢带热处理变形的根本办法是尽可能减小热处理时产生的内应力,从而使钢带在热处理过程中变形最小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供钢带马氏体二步淬火系统,能够减小热处理时产生的内应力,使钢带在热处理过程中变形小。
为解决上述现有的技术问题,本发明采用如下方案:钢带马氏体二步淬火系统,包括发卷轮、收卷轮、连接发卷轮和收卷轮的钢带,所述发卷轮与收卷轮之间依次设有对钢带进行热处理的奥氏体加热炉、冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置、空气冷却器、回火炉。
作为优选,所述冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置包括上固定板、下固定板、连接上固定板与下固定板的立柱,所述上固定板上设有上水箱,所述上水箱底部设有上压板,所述下固定板上设有下水箱,所述下水箱顶部设有下压板,所述上压板与下压板之间穿设有通过上压板和下压板的导热进行冷却淬火的钢带,所述上水箱上设有上进水口、水平方向上并列设置的至少两个上出水口;所述下水箱上有下进水口、水平方向上并列设置的至少两个下出水口;所述上出水口和下出水口上均设有阀门。
作为优选,所述上进水口与相邻的上出水口之间的水平距离为10cm,所述相邻的两个上出水口之间的水平距离为5cm;所述下进水口与相邻的下出水口之间的水平距离为10cm,所述相邻的两个下出水口之间的水平距离为5cm。
作为优选,所述上进水口和下进水口上均设有流量计。用来精确地调节冷却的终点温度。
作为优选,所述上水箱和下水箱内均设有导水板。既用来增加导热性能,又能够使压板横向各部分温度均匀。
作为优选,所述上压板和下压板的材料均为厚度为4~5mm的调质为马氏体的65Mn钢板。导热能力好。
作为优选,所述上压板和下压板的表面均电镀有硬铬层。它的硬度很高,可使保护板和钢带都不会损伤。
作为优选,所述上固定板上设有连接在上水箱顶部控制上水箱上下运动的压缩空气缸。
作为优选,所述上水箱顶部还设有联接板,所述压缩空气缸连接在联接板上,所述联接板的两侧设有活络滑接在立柱上的滑块。保证了上水箱的上下竖直运动。
作为优选,所述立柱与上固定板、下固定板之间通过螺母固定。连接牢靠。
有益效果:
本发明采用上述技术方案提供钢带马氏体二步淬火系统,能够减小热处理时产生的内应力,使钢带在热处理过程中变形很小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置的结构示意图;
图3为本发明中冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置内的上水箱的内部结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,钢带马氏体二步淬火系统,包括发卷轮21、收卷轮22、连接发卷轮21和收卷轮22的钢带1,所述发卷轮21与收卷轮22之间依次设有对钢带1进行热处理的奥氏体加热炉23、冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置24、空气冷却器25、回火炉26。如图2和图3所示,所述冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置24包括上固定板14、下固定板12、连接上固定板14与下固定板12的立柱10,所述上固定板14上设有上水箱2,所述上水箱2底部设有上压板4,所述下固定板12上设有下水箱3,所述下水箱3顶部设有下压板5,所述上压板4与下压板5之间穿设有通过上压板4和下压板5的导热进行冷却淬火的钢带1,所述上水箱2上设有上进水口6、水平方向上并列设置的至少两个上出水口8;所述下水箱3上有下进水口7、水平方向上并列设置的至少两个下出水口9;所述上出水口8和下出水口9上均设有阀门18。所述上进水口6与相邻的上出水口8之间的水平距离为10cm,所述相邻的两个上出水口8之间的水平距离为5cm;所述下进水口7与相邻的下出水口9之间的水平距离为10cm,所述相邻的两个下出水口9之间的水平距离为5cm。所述上进水口6和下进水口7上均设有流量计19。所述上水箱2和下水箱3内均设有导水板17。所述上出水口8采用5个,依照导水板17的导水流向相间设置在上水箱2的前侧和后侧;所述下出水口9采用5个,依照导水板17的导水流向相间设置在下水箱3的前侧和后侧。所述上压板4和下压板5的表面均电镀有硬铬层20。所述上固定板14上设有连接在上水箱2顶部控制上水箱2上下运动的压缩空气缸16。所述上水箱2顶部还设有联接板13,所述压缩空气缸16连接在联接板13上,所述联接板13的两侧设有活络滑接在立柱10上的滑块11。所述立柱10与上固定板14、下固定板12之间通过螺母15固定。所述上压板4和下压板5的材料均采用调质成马氏体的65Mn钢板。所述上压板4和下压板5的厚度为4~5mm。
实际工作时,钢带1经发卷轮21发出,经奥氏体加热炉23加热到840-870度,使组织全部转变为奥氏体,然后经冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置24迅速把温度降低到稍大于钢带马氏体转变温度Mf(例如300度),这时组织为过冷奥氏体,只有温度变化没有发生组织转变,故这时只有热应力没有组织应力,且由于温度变化量比一步淬火法要小得多,故热应力也相应小得多;再经空气冷却器25逐渐把温度降低到150-100度,使钢带组织全部转变为马氏体,这时组织应力也很小;然后进入回火炉26,把温度升高到400-500度,使组织转变为屈氏体,钢带1从回火炉26出来后让温度自然降低至室温,经收卷轮22收卷。这种钢带马氏体二步淬火系统使得热应力和组织应力都相应很小,而且二者在时间上是差开的,它们不会叠加,故与钢带马氏体一步淬火法相比,其内应力大大降低,故这种钢带马氏体二步淬火系统可使钢带热处理变形大为减小。
要实现钢带马氏体二步淬火的关键是淬火冷却设备,淬火设备不能用喷油压板,也不能用水压板淬火设备,因它们的冷却终点温度都不可调节。可以用硝盐溶液淬火或铅浴淬火,但这二种设备构造复杂,热处理成本高,而且会污染环境。我们采用冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置24,结构简单,使用方便,热处理成本低廉,无环境污染,能够使得钢带热处理变形极小。
水冷却压板淬火装置中采用压板导热来对钢带进行冷却,影响钢带冷却的终点温度的因素有四个:一是压板的长度,二是压板的材料和厚度,三是通入水箱的水温,四是通入水箱的水流量。一般压板的材料和进水温度是不可调节的,故可用调节压板的长度和调节进水流量来控制钢带冷却的终点温度。
终点温度可调的钢带水冷却压板装置水箱结构如图3所示,冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置24中的上水箱2上设有1个上进水口6和5个上出水口8,上水箱2内设有导水板17,5个上出水口8依照导水板17的导水流向相间设置在上水箱2的前侧和后侧,5个上出水口8上的阀门18在同一时间只有1个被打开,其余都关闭。参照图2,上进水口6与上出水口8之间的上压板4上由于不断有冷却水流过,冷却能力最强,它能迅速把钢带的温度降低到500度以下(即绕过鼻子点温度),上出水口8以后的上压板4上由于水不流动,其冷却能力就很弱,因此开启不同上出水口8上的阀门18,就相当于改变上压板4的长度,能够调节钢带冷却的终点温度。这种结构比用直接调节压板长度来调节终点温度要好,因为这种结构只要一副压板就可以实现冷却终点温度的调节,使用方便,而且其总长度不变,故压板的稳定性不变,如果用不同长度的压板来调节终点温度,那么要用很多副压板,使用很不方便,而且在压板长度很短的情况下,压板的稳定性差,会使钢带淬火温度不均匀。如图2所示,所述上进水口6和下进水口7上均设有流量计19,所述上出水口8和下出水口9上均设有阀门18,调节阀门18的大小可控制上出水口8和下出水口9的出水量,并通过流量计19观测上进水口6和下进水口7的进水流量,可进一步定量精确地调节冷却终点温度。
Claims (9)
1.钢带马氏体二步淬火系统,包括发卷轮(21)、收卷轮(22)、连接发卷轮(21)和收卷轮(22)的钢带(1),其特征在于:所述发卷轮(21)与收卷轮(22)之间依次设有对钢带(1)进行热处理的奥氏体加热炉(23)、冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置(24)、空气冷却器(25)、回火炉(26);
所述冷却终点温度可调的钢带水冷却压板淬火装置(24)包括上固定板(14)、下固定板(12)、连接上固定板(14)与下固定板(12)的立柱(10),所述上固定板(14)上设有上水箱(2),所述上水箱(2)底部设有上压板(4),所述下固定板(12)上设有下水箱(3),所述下水箱(3)顶部设有下压板(5),所述钢带(1)穿设在上压板(4)与下压板(5)之间通过上压板(4)和下压板(5)的导热进行冷却淬火,所述上水箱(2)上设有上进水口(6)、水平方向上并列设置的至少两个上出水口(8);所述下水箱(3)上有下进水口(7)、水平方向上并列设置的至少两个下出水口(9);所述上出水口(8)和下出水口(9)上均设有阀门(18)。
2.根据权利要求1所述的钢带马氏体二步淬火系统,其特征在于:所述上进水口(6)与相邻的上出水口(8)之间的水平距离为10cm,所述相邻的两个上出水口(8)之间的水平距离为5cm;所述下进水口(7)与相邻的下出水口(9)之间的水平距离为10cm,所述相邻的两个下出水口(9)之间的水平距离为5cm。
3.根据权利要求1所述的钢带马氏体二步淬火系统,其特征在于:所述上进水口(6)和下进水口(7)上均设有流量计(19)。
4.根据权利要求1所述的钢带马氏体二步淬火系统,其特征在于:所述上水箱(2)和下水箱(3)内均设有导水板(17)。
5.根据权利要求1所述的钢带马氏体二步淬火系统,其特征在于:所述上压板(4)和下压板(5)材料均采用调质为马氏体的65Mn钢板,其厚度为4~5mm。
6.根据权利要求1所述的钢带马氏体二步淬火系统,其特征在于:所述上压板(4)和下压板(5)的表面均电镀有硬铬层(20)。
7.根据权利要求1所述的钢带马氏体二步淬火系统,其特征在于:所述上固定板(14)上设有连接在上水箱(2)顶部控制上水箱(2)上下运动的压缩空气缸(16)。
8.根据权利要求7所述的钢带马氏体二步淬火系统,其特征在于:所述上水(2)顶部还设有联接板(13),所述压缩空气缸(16)连接在联接板(13)上,所述联接板(13)的两侧设有活络滑接在立柱(10)上的滑块(11)。
9.根据权利要求1所述的钢带马氏体二步淬火系统,其特征在于:所述立柱(10)与上固定板(14)、下固定板(12)之间通过螺母(15)固定。
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