CN103484630A - 防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，所述装置包括：喷水箱和喷水孔板，其中：所述喷水孔板安装在所述喷水箱上；所述喷水箱和所述喷水孔板设置在轴类合金钢件两个端面的对面，以实现喷水孔板喷出的水垂直喷到轴类合金钢件的端面上。通过本发明所述的装置可以实现对轴类合金钢件的端面进行强烈喷水冷却，解决因轴类件端面的边缘区域与其它区域冷却条件差异大而造成其组织应力和热应力有显著差异的问题。
Description
技术领域
本发明涉及热处理的淬火冷却领域，具体地，涉及一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置。
背景技术
淬火冷却是指将奥氏体组织状态的钢以适当速度冷却，获得预期组织与性能的过程。钢在淬火冷却过程中除了组织和性能发生变化外，还伴随着产生开裂和畸变。淬火开裂将造成淬火件报废，因此，人们采取各种方法避免淬火开裂的产生。
淬火件，特别是轴类合金钢件淬火冷却，在淬火冷却过程中裂纹多出现在轴端面，位置在接近外圆区域，裂纹通常为环状或一段、几段弧形裂纹。该位置散热条件好于其它部位，组织转变量也多于其它部位，造成该区域的组织应力和热应力有显著差异，这也是该区域易于开裂的主要原因。
经对现有技术文献检索发现，专利200710037031.4《改变喷射角度防止淬火件的端面喷液淬火开裂的方法》，发明了一种改变喷射角度防止淬火件的端面喷液淬火开裂的方法，该方法将淬火件放置在布置有水管的淬火设备的之中，淬火件由侧面和端面组成，侧面为需要快速冷却的面，端面为不需要快速冷却的面。淬火件的侧面与水管平行，淬火件的端面与水管垂直。淬火介质流经水管，由与水管呈a角度(a介于0°～90°之间)的喷管喷向淬火件的侧面，使淬火件的侧面得到很好的冷却。由于淬火件的端面与水管垂直，喷管喷出的淬火介质与淬火件的端面呈90°-a角度，这样喷管喷出的淬火介质就未能直接喷到淬火件的端面，结果是淬火件的端面的冷却速度较低，避免了开裂的发生。但是，实际应用情况是，该发明的采用的喷水方法未能直接喷到轴的端面，轴的端面与其边缘部位交界处的应力过大而引起开裂的问题没有得到解决。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，采用该装置可以实现轴类合金钢件在水淬中避免开裂的前提下获得要求的强度和韧性的目的。
为实现以上目的，本发明提供一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，所述装置包括喷水箱和喷水孔板，其中：所述喷水孔板安装在所述喷水箱上；所述喷水箱和所述喷水孔板设置在轴类合金钢件两个端面的对面，以实现喷水孔板喷出的水垂直喷到轴类合金钢件的端面上。
优选地，针对一个轴类件或多个轴类件淬火冷却需要冷却的端面区域的尺寸范围，所述喷水箱和所述喷水孔板的尺寸和形状做相应的调整，以实现所有淬火轴类件的端面都能在喷冷状态下冷却的目的。
优选地，所述喷水，也包括喷雾、喷各类水溶性淬火介质，同时也包含轴类合金钢件在浸液状态的喷水。
优选地，所述轴类合金钢件包含带有阶梯的轴类件。
本发明所述装置的工作过程如下：
所述喷水箱内充满水，通过所述喷水孔板喷出，沿着喷出的水的方向垂直喷到轴类合金钢件端面之上。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明所述的一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，通过该装置可以实现对轴类合金钢件的端面进行强烈喷水冷却，解决了因轴类合金钢件端面的边缘区域与其它区域冷却条件差异大而造成其组织应力和热应力有显著差异的问题，对避免轴类合金钢件端面开裂有明显效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为单根轴类件端面喷水装置示意图。
图2为二根轴类件端面喷水装置示意图。
图中：1为喷水箱、2为喷水孔板、3为喷出的水、4为轴类件端面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
处理材料为中碳合金钢，轴的尺寸为Ф280*6000（长）（mm），一次淬火一根轴，要求淬火后力学性能高于要求。
工艺：一次浸水冷却，冷却介质为水。
为避免端面外圆区域在淬火冷却过程中产生开裂，采用防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，装置结构如图1所示，所述装置包括：喷水箱1、喷水孔板2、喷出的水3和轴类件端面4，各部件的位置和联接方式为：喷水孔板2安装在喷水箱1上，喷水箱1和喷水孔板2设置在两个轴类件端面4的对面，实现喷水孔板2的喷出的水3垂直喷到轴类件端面4上。
淬火冷却过程如下：首先，喷水箱1内充满水，通过喷水孔板2喷出，沿着喷出的水3的方向垂直喷到轴类件端面4上一定时间；然后，在停止向轴类件端面4喷水的同时实施轴类件的浸水淬火冷却过程。
采用该装置提高了轴类件端面的冷却速率，缩小端面外圆区域以外表面与端面外圆区域之间的温差，降低其交界处的拉应力，有效的避免了端面产生裂纹。
实施例2
处理材料为中碳合金钢，轴的尺寸为Ф200*4500（长）（mm），一次淬火2根轴，要求淬火后力学性能高于要求。
工艺：一次浸液淬火冷却。淬火介质为：聚合物类水溶性淬火介质
为避免端面外圆区域在淬火冷却过程中产生开裂，采用防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，装置结构如图2所示，所述装置包括：喷水箱1、喷水孔板2、喷出的水3和轴类件端面4，各部件的位置和联接方式为：喷水孔板2安装在喷水箱1上，喷水箱1和喷水孔板2设置在两个轴类件端面4的对面，实现喷水孔板2的喷出的水3垂直喷到轴类件端面4上。
淬火冷却过程如下：首先，喷水箱1内充满介质，通过喷水孔板2喷出，沿着喷出的水3的方向垂直喷到轴类件端面4之上一定时间；然后，在停止向轴类件端面4喷介质的同时实施轴类件的浸液淬火冷却过程。
采用该装置提高了轴类件端面的冷却速率，缩小端面外圆区域以外表面与端面外圆区域之间的温差，降低其交界处的拉应力，有效的避免了端面产生裂纹。
实施例3
其它均与实施例1相同，所不同的是本实施例采用的端面喷水与浸水过程同步进行，在整个浸水过程中持续进行轴类件端面4喷水冷却。该冷却方式虽然冷却强度与实施例1的预先喷水冷却相比有所减弱，但仍能有效提高端面的冷却速度，从而有效避免端面开裂。
本发明所述的一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，通过该装置可以实现对轴类合金钢件的端面进行强烈喷水冷却，解决了因轴类件端面的边缘区域与其它区域冷却条件差异大而造成其组织应力和热应力有显著差异的问题，对避免轴类件端面开裂有明显效果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (4)
1.一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，其特征在于，所述装置包括喷水箱和喷水孔板，其中：所述喷水孔板安装在所述喷水箱上；所述喷水箱和所述喷水孔板设置在轴类合金钢件两个端面的对面，以实现喷水孔板喷出的水垂直喷到轴类合金钢件的端面上。
2.根据权利要求1所述的一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，其特征在于，针对一个轴类件或多个轴类件淬火冷却需要冷却的端面区域的尺寸范围，所述喷水箱和所述喷水孔板的尺寸和形状做相应的调整，以实现所有淬火轴类件的端面都能在喷冷状态下冷却的目的。
3.根据权利要求1或2所述的一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，其特征在于，所述喷水，或者为喷雾、喷各类水溶性淬火介质，同时包含轴类合金钢件在浸液状态。
4.根据权利要求1或2所述的一种防止轴类合金钢件水淬端面开裂的装置，其特征在于，所述轴类合金钢件包含带有阶梯的轴类件。
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