CN103498022B - 防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置，包括上面喷管、上面喷嘴、侧面喷管、下面喷管、下面喷嘴、侧面斜喷嘴和侧面垂直喷嘴，其中：上面喷嘴沿上面喷管的轴线方向设置于上面喷管并与上面喷管轴线垂直，上面喷嘴的喷水方向与矩形件上面呈β角；下面喷嘴沿下面喷管的轴线方向设置于下面喷管并与下面喷管轴线垂直，下面喷嘴的喷水方向与矩形件下面呈β角；侧面斜喷嘴与侧面垂直喷嘴沿侧面喷管的轴线方向分布，侧面垂直喷嘴设置于侧面喷管中间部位，其喷水方向与矩形件侧面垂直，侧面斜喷嘴设置于侧面喷管两侧部位，其喷水方向与矩形件端面呈α角。本发明对避免矩形件边、角淬火开裂有明显效果。

Description

防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置

技术领域

本发明涉及热处理的淬火冷却领域，具体地，涉及一种防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置。

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，特别是矩形合金钢件淬火冷却，淬火裂纹多出现在边（二个表面的相交线）和角（三个表面的相交点）的位置。这些位置散热条件好于其它部位，组织转变量也多于其它部位，造成这些部位和其附近区域的组织应力和热应力有显著差异，这也是这些部位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，该发明采用的喷水方法未能直接喷到淬火件易于出现边、角裂纹的面，面与边、角交界处的应力过大而引起边、角淬火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矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置，采用该装置可以实现矩形合金钢件在水淬和水－空交替淬火冷却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矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置，包括上面喷管、上面喷嘴、侧面喷管、下面喷管、下面喷嘴、侧面斜喷嘴和侧面垂直喷嘴，上面喷管和上面喷嘴组成上面喷淬组件，下面喷管和下面喷嘴组成下喷淬组件，侧面喷管、侧面斜喷嘴和侧面垂直喷嘴组成侧喷淬组件；其中：上面喷嘴沿上面喷管的轴线方向设置于上面喷管上并与上面喷管轴线垂直，上面喷嘴的喷水方向与矩形件上面呈一角β；下面喷嘴沿下面喷管的轴线方向设置于下面喷管上并与下面喷管轴线垂直，下面喷嘴的喷水方向与矩形件下面呈一角β；侧面斜喷嘴与侧面垂直喷嘴沿侧面喷管的轴线方向分布，侧面垂直喷嘴设置于侧面喷管的中间部位，侧面斜喷嘴设置于侧面喷管的两侧部位，侧面垂直喷嘴的喷水方向与矩形件侧面垂直，侧面斜喷嘴的喷水方向与矩形件端面呈一角α。

优选地，所述上面喷管的数量根据矩形件上面的宽度尺寸确定，原则是通过所述上面喷管和所述上面喷嘴的喷水使矩形件上面得到均匀快速冷却；所述上面喷嘴的喷水方向与矩形件上面呈β角在0-90°之间调节，原则是使喷水均匀分布在矩形件上面上。

优选地，所述下面喷管的数量根据矩形件下面的宽度尺寸确定，原则是通过所述下面喷管和所述下面喷嘴的喷水使矩形件下面得到均匀快速冷却；所述下面喷嘴的喷水方向与矩形件下面呈β角在0-90°之间调节，原则是使喷水均匀分布在矩形件下面上。

优选地，所述侧面喷管的长度和数量根据矩形件侧面的宽度与长度尺寸和矩形件端面的宽度与长度尺寸确定，所述侧面垂直喷嘴分别喷向矩形件侧面，所述侧面斜喷嘴一部分喷向矩形件侧面、一部分喷向矩形件端面，所述侧面斜喷嘴的喷水方向与矩形件端面呈α角在0-90°之间调节，原则是使喷水均匀分布在矩形件端面上。

优选地，所述喷水，也可以是喷雾、喷各类水溶性淬火介质。

优选地，所述矩形件是具有多个边和角的立方体或长方体，或是由二个或多个立方体或长方体组成的不规则物体。

本发明所述装置的工作过程如下：

水或淬火介质被输送到所述上面喷管后通过所述上面喷嘴以与矩形件上面呈β角喷向矩形件上面；同样，水或淬火介质被输送到所述下面喷管后通过所述下面喷嘴以与矩形件下面呈β角喷向矩形件下面；水或淬火介质被输送到所述侧面喷管后通过所述侧面垂直喷嘴分别喷向矩形件侧面，同时通过所述侧面斜喷嘴部分喷向矩形件端面、部分喷向矩形件侧面，所述侧面斜喷嘴喷向矩形件端面的喷水方向与矩形件端面呈α角。

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矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置，通过该装置可以实现对矩形件的端面、上面和下面进行强烈喷水冷却，解决了因矩形件边、角与端面、上面和下面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，对避免矩形件边、角淬火开裂有明显效果。

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为矩形件与喷管和喷嘴的相对位置示意图的侧视图。

图2为矩形件与喷管和喷嘴的相对位置示意图的俯视图。

图中：1为矩形件上面、2为上面喷管、3为上面喷嘴、4为侧面喷管、5为矩形件侧面、6为矩形件端面、7为下面喷管、8为下面喷嘴、9为矩形件下面、10为侧面斜喷嘴、11为侧面垂直喷嘴。

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

一个合金钢锻件，尺寸：长7000mm*宽1200mm*厚500mm，锻后将1200mm*500mm的面用无齿锯切割，然后加热到奥氏体化温度后，将锻件放在一个淬火工作台上进行喷液淬火处理，采用的淬火介质为聚合物类水溶性淬火介质。防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置如图1和图2所示，包括：矩形件上面1、上面喷管2、上面喷嘴3、侧面喷管4、矩形件侧面5、矩形件端面6、下面喷管7、下面喷嘴8、矩形件下面9、侧面斜喷嘴10、侧面垂直喷嘴11，其中：7000mm*1200mm的两个面为矩形件侧面5，1200mm*500mm的两个面为矩形件端面6，7000mm*500mm的两个面分别为矩形件上面1和矩形件下面9。

上述各部件的位置和联接方式为：矩形件上面1、矩形件侧面5、矩形件端面6、矩形件下面9为淬火对象各个被冷却面；上面喷管2和上面喷嘴3组成上面喷淬组件；下面喷管7和下面喷嘴8组成下喷淬组件；侧面喷管4、侧面斜喷嘴10和侧面垂直喷嘴11组成侧喷淬组件；上面喷嘴3沿上面喷管2的轴线方向布置在上面喷管2上并与上面喷管2轴线垂直，上面喷嘴3的喷水方向与矩形件上面1呈β角；下面喷嘴8沿下面喷管7的轴线方向布置在下面喷管8上并与下面喷管8轴线垂直，下面喷嘴8的喷水方向与矩形件下面9呈β角；侧面斜喷嘴10和侧面垂直喷嘴11沿侧面喷管4的轴线方向分布，其中：侧面垂直喷嘴11设置在侧面喷管4的中间部位，其喷水方向与矩形件侧面5垂直，侧面斜喷嘴10设置在侧面喷管4的两侧部位，其喷水方向与矩形件端面6呈α角。

本发明所述装置的工作过程如下：

聚合物类水溶性淬火介质被输送到所述上面喷管2后通过所述上面喷嘴3以与矩形件上面1呈β角喷向矩形件上面1；同样，聚合物类水溶性淬火介质被输送到所述下面喷管7后通过所述下面喷嘴8以与矩形件下面9呈β角喷向矩形件下面9；聚合物类水溶性淬火介质被输送到所述侧面喷管4后通过所述侧面垂直喷嘴11喷向矩形件侧面5，同时通过所述侧面斜喷嘴10部分喷向矩形件端面6、部分喷向矩形件侧面5，其中所述侧面斜喷嘴10喷向矩形件端面6的喷水方向与矩形件端面6呈α角。

采用本发明装置，按照上述工作过程淬火在对该合金钢锻件进行浸液淬火前对该合金钢锻件进行喷水冷却，然后将该合金钢锻件全部浸入水中实现均匀冷却，矩形件上面1、矩形件侧面5、矩形件端面6和矩形件下面9都得到了很好的喷水冷却，从而避免了这几个面的边、角因冷却过快与各面之间产生裂纹。

实施例2

其它均与实施例1相同，所不同的是本实施例执行的是水-空交替淬火冷却工艺，采用的介质是水和空气，这里的水冷就是按照本发明装置对该合金钢锻件进行喷水冷却，空冷就是停止喷水后的空冷，按照上述工作过程淬火，矩形件上面1、矩形件侧面5、矩形件端面6和矩形件下面9都得到了很好的喷水冷却，从而避免了这几个面的边、角因冷却过快与各面之间产生裂纹。

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介质是水，在对该合金钢锻件进行浸水的同时对该合金钢锻件进行喷水冷却，在该合金钢锻件全部被浸入水中后也一直执行喷水冷却。

本发明所述的一种防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置，通过该装置可以实现对矩形件的端面、上面和下面进行强烈喷水冷却，解决了因矩形件边、角与端面、上面和下面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，对避免矩形件边、角淬火开裂有明显效果。

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 (3)

1.一种防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置，其特征在于，包括上面喷管、上面喷嘴、侧面喷管、下面喷管、下面喷嘴、侧面斜喷嘴和侧面垂直喷嘴，所述上面喷管和所述上面喷嘴组成上面喷淬组件，所述下面喷管和所述下面喷嘴组成下喷淬组件，所述侧面喷管、所述侧面斜喷嘴和所述侧面垂直喷嘴组成侧喷淬组件；其中：上面喷嘴沿上面喷管的轴线方向设置于上面喷管上并与上面喷管轴线垂直，上面喷嘴的喷水方向与矩形件上面呈一角β；下面喷嘴沿下面喷管的轴线方向设置于下面喷管上并与下面喷管轴线垂直，下面喷嘴的喷水方向与矩形件下面呈一角β；侧面斜喷嘴与侧面垂直喷嘴沿侧面喷管的轴线方向分布，侧面垂直喷嘴设置于侧面喷管的中间部位，侧面斜喷嘴设置于侧面喷管的两侧部位，侧面垂直喷嘴的喷水方向与矩形件侧面垂直，侧面斜喷嘴的喷水方向与矩形件端面呈一角α；

所述上面喷管的数量根据矩形件上面的宽度尺寸确定，通过所述上面喷管和所述上面喷嘴的喷水使矩形件上面得到均匀快速冷却；所述上面喷嘴的喷水方向与矩形件上面呈β角即0-90°之间调节，使喷水均匀分布在矩形件上面上；

所述下面喷管的数量根据矩形件下面的宽度尺寸确定，通过所述下面喷管和所述下面喷嘴的喷水使矩形件下面得到均匀快速冷却；所述下面喷嘴的喷水方向与矩形件下面呈β角即0-90°之间调节，使喷水均匀分布在矩形件下面上；

所述侧面喷管的长度和数量根据矩形件侧面的宽度与长度尺寸和矩形件端面的宽度与长度尺寸确定，所述侧面垂直喷嘴分别喷向矩形件侧面，所述侧面斜喷嘴一部分喷向矩形件侧面、一部分喷向矩形件端面，所述侧面斜喷嘴的喷水方向与矩形件端面呈α角即0-90°之间调节，使喷水均匀分布在矩形件端面上；

水或淬火介质被输送到所述上面喷管后通过所述上面喷嘴以与矩形件上面呈β角喷向矩形件上面；同样，水或淬火介质被输送到所述下面喷管后通过所述下面喷嘴以与矩形件下面呈β角喷向矩形件下面；水或淬火介质被输送到所述侧面喷管后通过所述侧面垂直喷嘴分别喷向矩形件侧面，同时通过所述侧面斜喷嘴部分喷向矩形件端面、部分喷向矩形件侧面，所述侧面斜喷嘴喷向矩形件端面的喷水方向与矩形件端面呈α角。

2.根据权利要求1所述的一种防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置，其特征在于，所述喷水，或者是喷雾、喷各类水溶性淬火介质。

3.根据权利要求1或2所述的一种防止矩形合金钢件水淬边、角开裂的装置，其特征在于，所述矩形件是具有多个边和角的立方体或长方体，或是由二个或多个立方体或长方体组成的不规则物体。