CN104294024A - 大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铸钢件热处理技术领域，特别涉及一种大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装及其使用方法，其中大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，包括两层或两层以上设置于回转体内用于支撑回转体内壁的若干径向拉筋，每层的各径向拉筋于回转体回转中心相交并固定，相邻的上下径向拉筋相交点之间及最下层径向拉筋的相交点下方设有垂直的支撑杆，所述径向拉筋与回转体内壁之间点焊固定，所述径向拉筋在回转体中心相交处焊接固定。本发明的热处理工装及使用方法可以减少薄壁铸件在热处理中变形量，简化铸件热处理后的工序，提高铸件生产效率，缩短生产周期。

Description

大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装及其使用方法
技术领域
本发明涉及铸钢件热处理技术领域，特别涉及一种大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装及其使用方法。
背景技术
大型薄壁回转体类铸钢件热处理时，由于存在热处理应力（热应力和组织应力）、组织不均匀、相变等原因，容易导致铸件变形。此外，铸件在热处理炉中加热和冷却时的支撑不当及铸件本身的自重等因素均会引起铸件变形。此类变形将造成铸件部分位置缺量，补焊耗费大量成本；针对变形所进行的校正同样将耗费一定的人力、物力，同时严重影响铸件生产周期。
针对此不足，传统的预防方法是在造型过程中增加铸件补贴。采用增加补贴的方法防止铸件变形是比较有效的，但增加了钢液的消耗，使铸件形状尺寸与图纸要求相差较大，铸件铸出后要去除补贴，相应地增加了铸件清理的工作量，也增加了机械加工量，使铸件成本提高。同时，补贴部位会产生一个严重的氧割疤痕，严重影响铸件的外观质量，并且切割部位需要气刨，导致硬度增加，影响机械加工性能。
发明内容
本发明的目的之一是针对现有技术中大型薄壁回转体类铸钢件热处理中存在的上述问题，提供一种大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，以减少薄壁铸件在热处理中变形量，简化铸件热处理后的工序，提高铸件生产效率，缩短生产周期。
本发明的目的是这样实现的，一种大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，包括两层或两层以上设置于回转体内用于支撑回转体内壁的若干径向拉筋，每层的各径向拉筋于回转体回转中心相交并固定，相邻的上下径向拉筋相交点之间及最下层径向拉筋的相交点下方设有垂直的支撑杆，所述径向拉筋与回转体内壁之间点焊固定，所述径向拉筋在回转体中心相交处焊接固定。
本发明的热处理工装，通过在回转体内径向和纵向均衡设置径向拉筋支撑结构以保持薄壁回转体热处理时支撑均衡，防止热处理变形；并且均衡设置若干个径向拉筋实现多方位支撑，可以减小单个支撑件与回转体壁的支撑面积，减小单个支撑件的尺寸和重量 ，各径向拉筋与回转体壁之间只需通过点焊连接即可，以便于热处理后径向拉筋的拆除，减小铸件点焊支撑部位的切割损伤，减少后序处理工作，提高铸件生产效率，缩短生产周期。
为进一步实现对回转体铸件上下和径向的均衡支撑，上下相邻层的所述径向拉筋沿回转体的径向角度交错设置。上下交错设置的径向拉筋，对回转体的支撑更均衡，可以进一步减小非支撑部位回转体的热处理变形。
为进一步适应不同高度尺寸回转体支撑，相邻层所述径向拉筋的垂直间距为0.3—0.5米，最上层所述径向拉筋距回转体上端口和最下层所述径向拉筋距回转体下端口的垂直距离为0.25—0.35。
为进一步实现均衡支撑，每层所述径向拉筋之间的夹角为45°、60°或90°。
为使支撑件与回转体在热处理中同步伸缩变形，所述径向拉筋为与铸件同成分的并且尺寸相当的铸件浇道制成。
为进一步防止热处理变形，所述回转体的下端周边等间距设有若干单层垫铁，最下层的支撑杆下端通过双层垫铁支撑。
本发明的另一个目的是提供一种采用上述大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装防止铸件热处理变形的使用方法，包括如下步骤：
（1）根据待处理的回转体高径比，设置合适的径向拉筋层数和每层径向拉筋的数量，若回转体的高度为0.8—1.2米时，则径向拉筋设置两层，两层之间的垂直距离为0.3—0.4米，回转体的高度大于1.2米，相邻径向拉筋的垂直距离为0.4—0.5米；直径小于5米的回转体每层径向拉筋的夹角为90°，直径为5—10米的回转体每层径向拉筋的夹角为60°，直径大于10米的回转体每层径向拉筋的夹角为45°；
（2）选取长度与回转体径向尺寸相当的相应数量的浇道或相应尺寸的支撑杆件作为径向拉筋，两端进行焊接前的切割或打磨处理，以去除径向拉筋焊接部位表面的杂质；
（3）按步骤（1）确定的径向拉筋层数、各层间距及每层径向拉筋间的夹角，将径向拉筋与回转体点焊固定，各径向拉筋在回转体中心相交处焊接固定，各层径向拉筋之间分别在回转体中心相交处焊接固定支撑杆；
（4）将热处理炉台车上氧化渣清扫干净，在台车上每间隔800~1000mm放置平整的单层垫铁，随回转体形状等间距摆放，在回转体中心放置双层垫铁，并通过相应高度的冷铁支撑杆支撑最底层的十字拉筋，防止双层拉筋下端无支撑下坠，从而引起铸件端部变形，另外摆放垫铁时，应避开垫铁阻挡热处理炉烧嘴，以免热处理炉膛各区域温度不均，导致铸件受温度差影响发生变形。
采用本发明的上述工装使用方法，根据不同径高比尺寸的薄壁回转体铸件设置相应层数和数量的径向拉筋，实现大型薄壁铸件热处理时多点平衡支撑，防止铸件热处理变形。
附图说明
图1为大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装支撑结构示意图。
图2为图1的俯视图。
其中，1 回转体；2径向拉筋；3支撑杆；4单层垫铁；5双层垫铁。
具体实施方式
 实施例1
如图1和图2所示为本发明的大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，包括两层或两层以上设置于回转体1内用于支撑回转体1内壁的若干径向拉筋2，每层的各径向拉筋2于回转体1回转中心相交并固定，相邻的上下径向拉筋2相交点之间及最下层径向拉筋2的相交点下方设有垂直的支撑杆3，径向拉筋2与回转体1内壁之间点焊固定，径向拉筋2在回转体1中心相交处焊接固定。
为进一步实现对回转体铸件上下和径向的均衡支撑，上下相邻层的径向拉筋2沿回转体1的径向角度交错设置。如图2所示，实线部分指的是上层的径向拉筋的设置位置，虚线部位指示的是下层的径向拉筋设置位置，这图上上下交错设置的径向拉筋，对回转体1铸件的支撑更均衡，可以进一步减小非支撑部位回转体的热处理变形。
为进一步适应不同高度尺寸回转体1支撑，相邻层径向拉筋2的垂直间距为0.3—0.5米，最上层径向拉筋距回转体上端口和最下层所述径向拉筋距回转体下端口的垂直距离为0.25—0.35。
为进一步实现均衡支撑，每层径向拉筋1之间的夹角为45°、60°或90°。
为使支撑件与回转体在热处理中同步伸缩变形，径向拉筋1为与铸件同成分的并且尺寸相当的铸件浇道制成。
为进一步防止热处理变形，回转体1的下端周边等间距设有若干单层垫4铁，最下层的支撑杆3下端通过双层垫铁5支撑。
本发明的热处理工装，通过在回转体1内径向和纵向均衡设置径向拉筋2支撑结构以保持薄壁回转体1热处理时支撑均衡，防止热处理变形；并且均衡设置若干个径向拉筋2实现多方位支撑，可以减小单个支撑件与回转体壁的支撑连接面积，减小单个支撑件的尺寸和重量 ，各径向拉筋2与回转体壁之间只需通过点焊连接即可，以便于热处理后径向拉筋2的拆除，减小铸件点焊支撑部位的切割损伤，减少后序处理工作，提高铸件生产效率，缩短生产周期。
实施例2
采用上述大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装防止铸件热处理变形的使用方法，本方法中的大型薄壁铸钢件直径为4米，高为1米，回转体的壁厚为40mm，采用现有技术的方法进行热处理变形量大，后期整形处理工作量大，本发明的方法进行热处理前通过如下步骤设置回转体内部的支撑工装：
1）本实施例中，径向拉筋1设置上下两层，每层中相邻的径向拉筋间夹角为90°，并且上下层径向拉筋呈45°交错设置，上下层径向拉筋的垂直距离为0.4米，上层距上端和下层距下端的距离均为0.3米；
（2）选取长度与回转体径向尺寸相当的相应数量的浇道或相应尺寸的支撑杆件作为径向拉筋，两端进行焊接前的切割或打磨处理，以去除径向拉筋焊接部位表面的杂质；
（3）按步骤（1）确定的径向拉筋层数、各层间距及每层径向拉筋间的夹角等参数，将径向拉筋2与回转体1点焊固定，各径向拉筋2在回转体中心相交处焊接固定，各层径向拉筋2之间分别在回转体1中心相交处焊接固定支撑杆3；
（4）将热处理炉台车上氧化渣清扫干净，在台车上每间隔约800mm放置一个单层垫铁4，随回转体1形状等间距摆放，在回转体1中心放置双层垫铁5，并通过相应高度的冷铁支撑杆支撑最底层的十字拉筋，防止底层拉筋下端无支撑下坠，从而引起铸件端部变形，另外摆放垫铁时，应避开垫铁阻挡热处理炉烧嘴，以免热处理炉膛各区域温度不均，导致铸件受温度差影响发生变形。

Claims (7)

1.一种大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，其特征在于，包括两层或两层以上设置于回转体内用于支撑回转体内壁的若干径向拉筋，每层的各径向拉筋于回转体回转中心相交并固定，相邻的上下径向拉筋相交点之间及最下层径向拉筋的相交点下方设有垂直的支撑杆，所述径向拉筋与回转体内壁之间点焊固定，所述径向拉筋在回转体中心相交处焊接固定。
2.根据权利要求1所述的大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，其特征在于，上下相邻层的所述径向拉筋沿回转体的径向角度交错设置。
3.根据权利要求1所述的大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，其特征在于，相邻层所述径向拉筋的垂直间距为0.3—0.5米，最上层所述径向拉筋距回转体上端口和最下层所述径向拉筋距回转体下端口的垂直距离为0.25—0.35。
4.根据权利要求1所述的大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，其特征在于，每层所述径向拉筋之间的夹角为45°、60°或90°。
5.根据权利要求1所述的大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，其特征在于，所述径向拉筋为与铸件同成分的并且尺寸相当的铸件浇道制成。
6.根据权利要求1所述的大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装，其特征在于，所述回转体的下端周边等间距设有若干单层垫铁，最下层的支撑杆下端通过双层垫铁支撑。
7.一种权利要求1—6大型薄壁回转体类铸钢件热处理工装防止铸件热处理变形的使用方法，包括如下步骤：
（1）根据待处理的回转体高径比，设置合适的径向拉筋层数和每层径向拉筋的数量，若回转体的高度为0.8—1.2米时，则径向拉筋设置两层，两层之间的垂直距离为0.3—0.4米，回转体的高度大于1.2米，相邻径向拉筋的垂直距离为0.4—0.5米；直径小于5米的回转体每层径向拉筋的夹角为90°，直径为5—10米的回转体每层径向拉筋的夹角为60°，直径大于10米的回转体每层径向拉筋的夹角为45°；
（2）选取长度与回转体径向尺寸相当的相应数量的浇道或相应尺寸的支撑杆件作为径向拉筋，两端进行焊接前的切割或打磨处理，以去除径向拉筋焊接部位表面的杂质；
（3）按步骤（1）确定的径向拉筋层数、各层间距及每层径向拉筋间的夹角，将径向拉筋与回转体点焊固定，各径向拉筋在回转体中心相交处焊接固定，各层径向拉筋之间分别焊接固定支撑杆；
（4）将热处理炉台车上氧化渣清扫干净，在台车上每间隔800~1000mm放置平整的单层垫铁，随回转体形状等间距摆放，在回转体中心放置双层垫铁，并通过相应高度的冷铁支撑杆支撑最底层的十字拉筋，防止双层拉筋下端无支撑下坠，从而引起铸件端部变形，另外摆放垫铁时，应避开垫铁阻挡热处理炉烧嘴，以免热处理炉膛各区域温度不均，导致铸件受温度差影响发生变形。
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