CN102808076A

CN102808076A - 退火装置

Info

Publication number: CN102808076A
Application number: CN2012102997222A
Authority: CN
Inventors: 孙成勤; 王道江
Original assignee: QINGDAO SHENGDE MACHINE MANUFACTURE CO Ltd
Current assignee: QINGDAO SHENGDE MACHINE MANUFACTURE CO Ltd
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明公开了一种退火装置，包括环形感应器，该环形感应器包括上层感应器和与上层感应器相连的下层感应器。可见本发明提供的退火装置的环形感应器分为两层，即上层感应器和下层感应器，因此在通电时，感应磁场为两个，相对于现有技术中的单个磁场导致的螺纹部的根部外缘R处的磁场强度较弱，本发明的两个感应磁场在螺纹部和其根部外缘R处的分布相对均匀，即增强了螺纹部的根部外缘R处的磁感应强度，使得螺纹部的根部外缘R处和螺纹部能一起达到退火温度；同时，本发明中将环形感应器分为两层，相当于将一个大磁场分隔为两个并排的小磁场，小磁场的磁感线分布相比于大磁场较为收敛，因此其对上一级轴颈的热影响区较小。

Description

退火装置

技术领域

本发明涉及退火技术领域，特别涉及一种曲柄局部退火装置。

背景技术

退火是一种金属热处理工艺，是指将金属缓慢加热到一定温度，保持足够的时间，然后以适宜的速度冷却。目的是降低硬度，消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向，细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

请参考图1，图1为工件的结构示意图。

如图1所示，在曲轴连杆总成产品中有一种产品系列，其曲柄为低碳合金钢渗碳淬火设计，表面硬度58~62HRC，这种设计的螺纹部11需要退火以降低硬度，防止螺纹部11的牙部过硬过脆而导致工件在后期工作中出现脱牙或断裂等现象。如图1所示，螺纹部11的根部外缘R处为应力集中部位，因此也需要退火来降低硬度，提高韧性，否则此处极易疲劳断裂。

请参考图2和图3，图2为现有技术中的退火装置对工件进行退火的结构示意图，图3为现有技术的退火装置的磁场分布示意图。

现有技术中的退火装置包括环形感应器21，且该环形感应器21的内部为环形水腔22，还包括与该环形水腔22相连通的进水管23和出水管24。工作时，将工件固定在定位板25上，调整工件和环形感应器21的相对位置，保证工件的螺纹部11伸入环形感应器的中部。在环形感应器21中通入交变电流，根据电磁感应原理，在其周围会产生交变磁场，工件在磁场作用下会产生涡流，由于本身具有阻抗，故工件被加热。同时冷却水从进水管23流入环形感应器21的环形水腔22，对环形感应器21进行冷却，并从出水管24流出。

如图1所示，螺纹部11和上一级轴颈12连接处形成台阶，台阶端面T处会对磁场S产生较强的屏蔽作用，严重削弱螺纹部11的根部外缘R处的磁场强度。当螺纹部11的牙部达到退火温度时，根部外缘R处的温度远低于退火温度，从而达不到退火效果，硬度降不下来，若是通过加大感应功率或延长加热时间的方法使得根部外缘R处的温度达到退火温度，则根部外缘R处的硬度能够降下来，然而在此过程中，感应效应和热传导过多地影响到上一级轴颈2，热影响区的长度L达到了9mm，进而影响了本级轴颈的综合力学性能。

因此，如何提供一种退火装置，既能满足根部外缘R处的退火要求又能减少上一级轴颈的热影响区，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题为提供一种退火装置，既能满足根部外缘R处的退火要求又能减少上一级轴颈的热影响区。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种退火装置，包括环形感应器和与所述环形感应器内的环形水腔相连通的水冷却管路，所述环形感应器包括上层感应器和与所述上层感应器相连的下层感应器。

优选地，上述退火装置中，所述上层感应器和所述下层感应器通过位于两者之间的铜板焊接在一起。

优选地，上述退火装置中，所述水冷却管路包括与所述上层感应器的上层水腔相连通的第一进水管和第一出水管；以及与所述下层感应器的下层水腔相连通的第二进水管和第二出水管。

优选地，上述退火装置中，所述第一进水管和第一出水管分别通过设置在所述上层感应器上的铜管与所述上层水腔相连通；所述第二进水管和第二出水管分别通过设置在所述下层感应器上的铜管与所述下层水腔相连通。

优选地，上述退火装置中，所述水冷却管路包括与所述上层感应器的上层水腔相连通的进水管和与所述下层感应器的下层水腔相连通的出水管，以及用于连通所述上层水腔和所述下层水腔的桥管。

优选地，上述退火装置中，所述进水管通过设置在所述上层感应器上的铜管与所述上层水腔相连通；所述出水管通过设置在所述下层感应器上的铜管与所述下层水腔相连通；所述桥管的一端通过设置在所述上层感应器的铜管与所述上层水腔相连通，另一端通过设置在所述下层感应器上的铜管与所述下层水腔相连通。

优选地，上述退火装置中，所述上层感应器的上方设置有第一环形凸起，所述下层感应器的下方设置有第二环形凸起。

相对于现有技术，本发明的技术效果是：

本发明提供的退火装置，包括环形感应器和与该环形感应器内的环形水腔相连通的水冷却管路，该环形感应器包括上层感应器和与上层感应器相连的下层感应器。

可见本发明提供的退火装置的环形感应器分为两层，即上层感应器和下层感应器，因此在通电时，感应磁场为两个，相对于现有技术中的单个磁场导致的螺纹部的根部外缘R处的磁场强度较弱，本发明的两个感应磁场在螺纹部和其根部外缘R处的分布相对均匀，即增强了螺纹部的根部外缘R处的磁感应强度，使得螺纹部的根部外缘R处和螺纹部能一起达到退火温度；同时，本发明中将环形感应器分为两层，相当于将一个大磁场分隔为两个并排的小磁场，小磁场的磁感线分布相比于大磁场较为收敛，因此其对上一级轴颈的热影响区较小。

综上所述，本发明所提供的退火装置，既能满足根部外缘R处的退火要求又能减少上一级轴颈的热影响区。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为工件的结构示意图；

图2为现有技术中的退火装置对工件进行退火的结构示意图；

图3为现有技术的退火装置的磁场分布示意图；

图4为本发明提供的退火装置对工件进行退火的结构示意图；

图5为本发明提供的退火装置的磁场分布示意图；

图6为本发明提供的退火装置的工作示意图。

图1至图3中，附图标记和部件名称之间的对应关系为：

11螺纹部；12上一级轴颈；21环形感应器；22环形水腔；23进水管；24出水管；25定位板；R根部外缘；T台阶端面；S磁场；L热影响区的长度。

图4至图6中，附图标记和部件名称之间的对应关系为：

31上层感应器；32下层感应器；311第一环形凸起；321第二环形凸起；41上层水腔；42下层水腔；5进水管；6出水管；7铜管；8桥管；S1上层磁场；S2下层磁场；L1热影响区的长度；9电极连接板；10感应加热机床。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种退火装置，既能满足根部外缘R处的退火要求又能减少上一级轴颈的热影响区。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图4和图5，图4为本发明提供的退火装置对工件进行退火的结构示意图；图5为本发明提供的退火装置的磁场分布示意图。

本发明实施例提供的退火装置，包括环形感应器和与该环形感应器的环形水腔相连通的水冷却管路，该环形感应器包括上层感应器31和与上层感应器31相连的下层感应器32。

可见本发明提供的退火装置的环形感应器分为两层，即上层感应器31和下层感应器32，因此在通电时，感应磁场为两个，即上层感应器31产生上层磁场S1，下层感应器32产生下层磁场S2。相对于现有技术中的单个磁场导致的螺纹部11的根部外缘R处的磁场强度较弱，本发明的两个感应磁场在螺纹部11和其根部外缘R处的分布相对均匀，即增强了螺纹部11的根部外缘R处的磁感应强度，使得螺纹部11的根部外缘R处和螺纹部11能一起达到退火温度，这在一定程度上能够降低耗电量；同时，本发明中将环形感应器分为两层，相当于将一个大磁场分隔为两个并排的小磁场，小磁场的磁感线分布相比于大磁场较为收敛，因此其对上一级轴颈12包围的区域较小，从图中可以看出，其热影响区的长度L1相比于现有技术中的热影响区的长度L较小，即本发明对上一级轴颈12的热影响区的较小。

综上所述，本发明所提供的退火装置，既能满足根部外缘R处的退火要求又能减少上一级轴颈12的热影响区。

具体地，上述上层感应器31和下层感应器32是通过位于两者之间的铜板焊接在一起的，一方面该铜板能够将上层感应器31和下层感应器32连接在一起；同时，铜分子不是磁性分子，因此不会在磁场的作用下产生碰撞，因此即能够实现连接作用，又不对环形感应器的磁场产生影响。

可知，本发明在对工件进行加热的同时，自身的温度也升高，因此其自身具有水冷却系统，该水冷却系统包括设置在环形感应器内的环形水腔和与环形水腔相连通的水冷却管路。具体地，上述水冷却管路包括与上层感应器31的上层水腔41相连通的第一进水管和第一出水管，以及与下层感应器32的下层水腔42相连通的第二进水管和第二出水管。冷却水从第一进水管流入上层水腔41，对上层感应器31进行冷却，并从第一出水管流出；同时，冷却水从第二进水管流入下层水腔42，对下层感应器32进行冷却，并从第二出水管流出。从而实现了对上层感应器31和下层感应器32的分别冷却。

具体地，上述第一进水管和第一出水管分别通过设置在上层感应器31上的铜管7与上层水腔41相连通；第二进水管和第二出水管分别通过设置在下层感应器32上的铜管7与下层水腔42相连通。采用铜管7进行过渡连接，提高了连通处的密封性能。

为了进一步优化上述技术方案，本发明提供的水冷却管路包括与上层感应器31的上层水腔41相连通的进水管5和与下层感应器32的下层水腔42相连通的出水管6，以及用于连通上层水腔41和下层水腔42的桥管8。冷却水从进水管5流入上层水腔41，对上层感应器31进行冷却，并从桥管8流入下层水腔42，对下层感应器32进行冷却，最后从出水管6流出。这种设计一方面能够实现冷却效果，另一方面简化了系统的结构，从一定程度上降低了成本。

同样地，上述进水管5通过设置在上层感应器31上的铜管7与上层水腔41相连通；出水管6通过设置在下层感应器32上的铜管7与下层水腔42相连通；桥管8的一端通过设置在上层感应器31的铜管7与上层水腔41相连通，另一端通过设置在下层感应器32上的铜管7与下层水腔42相连通。提高了连通处的密封性能。

进一步地，上层感应器31的上方具有第一环形凸起311，下层感应器32的下方具有第二环形凸起321。当工件插入该环形感应器的中部时，环形感应器距离工件的外表面形成三段不同的间距，使得该环形感应器能够满足特定的工艺要求，就本工件而言，使得其退火深度均匀。

请参考图6，图6为本发明提供的退火装置的工作示意图。

最后需要说明的是，本发明在工作时需要与如图6所示的感应加热机床10进行连接，感应加热机床10内有电源通过两个电极连接板9（相当于电源两级）与环形感应器相连并为其提供电源，感应加热机床10内还设置有水泵，通过和进水管5与出水管6相连形成一套循环水冷却系统。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种退火装置，包括环形感应器和与所述环形感应器内的环形水腔相连通的水冷却管路，其特征在于，所述环形感应器包括上层感应器（31）和与所述上层感应器（31）相连的下层感应器（32）。

2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述上层感应器（31）和所述下层感应器（32）通过位于两者之间的铜板焊接在一起。

3.根据权利要求1所述的退火装置，其特征在于，所述水冷却管路包括与所述上层感应器（31）的上层水腔（41）相连通的第一进水管和第一出水管；以及与所述下层感应器（32）的下层水腔（42）相连通的第二进水管和第二出水管。

4.根据权利要求3所述的退火装置，其特征在于，所述第一进水管和第一出水管分别通过设置在所述上层感应器上的铜管（7）与所述上层水腔（41）相连通；所述第二进水管和第二出水管分别通过设置在所述下层感应器（32）上的铜管（7）与所述下层水腔（42）相连通。

5.根据权利要求1所述的退火装置，其特征在于，所述水冷却管路包括与所述上层感应器（31）的上层水腔（41）相连通的进水管（5）和与所述下层感应器（32）的下层水腔（42）相连通的出水管（6），以及用于连通所述上层水腔（41）和所述下层水腔（42）的桥管（8）。

6.根据权利要求5所述的退火装置，其特征在于，所述进水管（5）通过设置在所述上层感应器（31）上的铜管（7）与所述上层水腔（41）相连通；所述出水管（6）通过设置在所述下层感应器（32）上的铜管（7）与所述下层水腔相连通；所述桥管（8）的一端通过设置在所述上层感应器（31）的铜管（7）与所述上层水腔（41）相连通，另一端通过设置在所述下层感应器（32）上的铜管（7）与所述下层水腔（42）相连通。

7.根据权利要求1所述的退火装置，其特征在于，所述上层感应器（31）的上方具有第一环形凸起（311），所述下层感应器（32）的下方具有第二环形凸起（321）。