CN104946866B - 一种淬火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种淬火装置，包括淬火槽、吊栏、提升机构、循环装置和机械搅拌装置，淬火槽包括淬火槽外槽和淬火槽内槽，淬火槽内槽设置在淬火槽外槽内并且位于淬火槽外槽的底部，淬火槽外槽和淬火槽内槽中均装有淬火液，淬火槽外槽中淬火液的液面高度低于淬火槽内槽中淬火液的液面高度，淬火槽内槽中淬火液充满整个淬火槽内槽；机械搅拌装置，机械搅拌装置位于淬火槽外槽的另一侧，机械搅拌装置包括搅拌槽、设置在搅拌槽上的搅拌电机和设置在搅拌电机输出轴上的螺旋桨，搅拌槽与淬火槽外槽相通。本发明的有益效果：解决了现有技术中由于工件浸入淬火液中淬火液液面升高以及对淬火液搅拌使得的液面表面波动大而造成工件淬火不合格的缺陷。

Description

一种淬火装置

技术领域

本发明涉及一种淬火装置，属于热处理生产线淬火技术领域，尤其是对有半淬要求的镶圈铝活塞的热处理。

背景技术

随着汽车发动机国产化进程的迅速发展，发动机零部件的需求量越来越大，国际、国内市场上各大汽车厂对汽车的要求越来越高：安全、节能、低噪音、低污染、物排放、高使用寿命成为今后发动机工业发展的趋势。活塞作为发动机的重要组成部份，是实现整车安全性、节能性、低噪音等要求的重要零件。铝合金活塞由于其材料性能优越、活塞重量轻、散热好、成型工艺简单，加工性优越，等特点被越来越多的应用在发动机上。目前铝合金活塞正在向着大排量、轻量化、高强度、环保的方向发展。

现在国内发动机活塞的生产方式主要为：碳钢熔铸成型和外力锻造方式。因熔铸成型的方式很难解决结构的气密性缺陷，而外力锻造其成型工艺复杂，制造成本高，不能满足大批量生产要求；此外由于其材料自身特点，后续加工也难度很大。为适应活塞产品的发展趋势，新的活塞材料和新的铝合金活塞制造工艺方法被开发研制，采用铸态450℃在1％聚丙烯水溶液中淬火，再经220℃保温时效，其力学性能达到HB＝122-126，σ_b＝240-260Mpa，综合性能均达钢制活塞的标准要求。国际高端铝合金活塞生产企业已经由低压直接成型发展到镶嵌Cr钢的方式转变。

现有的淬火工艺为：将待淬火处理的工件浸到淬火槽中冷却，淬火槽中添加淬火液，在淬火处理中，工件添加到淬火液中，淬火液的液面高度会随着增加，淬火液表面不仅在说平方向上流动，而且在竖直方向上也产生波动，淬火液表面的波动对淬火质量的影响较大；另一方面，由于加入了工件，淬火槽内淬火液的温度变得不再均匀，为了实现淬火槽内淬火液温度均匀，现有技术在淬火槽中添加搅拌装置，现有的搅拌装置虽然能够在一定程度上解决温度分布不均的问题，但是也带来的新的问题，就是在搅拌中会增加淬火液表面的波动幅度，影响淬火的质量；第三是现有技术在淬火过程中，工件放置在用于支撑工件的吊栏上，容易在水平方向上发生位移，也对工件的淬火质量产生影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种淬火装置，解决现有技术中由于工件浸入淬火液中淬火液液面升高以及对淬火液搅拌使得的液面表面波动大而造成的工件淬火不合格的缺陷。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：淬火装置，包括如下的组成部分：

淬火槽，所述的淬火槽包括淬火槽外槽和淬火槽内槽，所述的淬火槽内槽设置在淬火槽外槽内并且位于淬火槽外槽的底部，所述的淬火槽外槽和淬火槽内槽中均装有淬火液，淬火槽外槽中淬火液的液面高度低于淬火槽内槽中淬火液的液面高度，淬火槽内槽中淬火液充满整个淬火槽内槽；本发明将现有的淬火槽改进成淬火槽外槽和淬火槽内槽，由于淬火槽内槽中淬火液充满整个淬火槽内槽，因此当工件浸入淬火槽内槽中后，淬火槽内槽中的淬火液沿着淬火槽内槽的顶部溢出到淬火槽外槽中，因此淬火槽内槽中的液面高度始终保持不变(即始终保持与淬火槽内槽的高度相同)，也就是说淬火槽内槽中液面在高度上没有变动，即淬火槽内槽液面相对比较平静，没有波动，因此工件淬火的合格率率高。

吊栏，所述的吊栏包括框架、两根以上的两端转动设置在框架底部的输送辊和设置在框架顶部用于驱动输送辊转动的输送辊电机；吊栏上设置输送辊，输送辊用于支撑并输送工件，吊栏向下运动将吊栏上的工件浸入到淬火槽内槽中，输送辊电机驱动输送辊转动，将工件输送到吊栏上，淬火完成后将工件从吊栏上输送至下一工序。

提升机构，所述的提升机构设置在淬火槽外槽的顶部，用于驱动吊栏及其定位装置在淬火槽内槽内上下运动；提升机构驱动吊栏上下运动，将吊栏上的工件浸入淬火槽内槽以及移出淬火槽内槽。

循环装置，所述的循环装置设置在淬火槽外槽的一侧，所述的循环装置包括连接淬火槽外槽和淬火槽内槽的管道和设置在管道上的水泵，所述的水泵用于将淬火液从淬火槽外槽抽向淬火槽内槽；循环装置连通淬火槽外槽的底部和淬火槽内槽的底部，将淬火槽外槽中的淬火液抽到淬火槽内槽中，从而保持淬火槽内槽中淬火液始终充满淬火槽内槽，即保持淬火过程中淬火液液面始终不会出现波动，而且由于循环装置连通的是淬火槽外槽和淬火槽内槽的底部，因此，即使淬火槽内槽底部的淬火液子在竖直方向上有所波动，但是在淬火槽内槽中淬火液的表面只有水平方向的流动而无竖直方向的波动，而对工件淬火质量产生影响的正是淬火液表面竖直方向的波动，因此本发明可以保持较高的淬火合格率。

机械搅拌装置，所述的机械搅拌装置位于淬火槽外槽的另一侧，机械搅拌装置包括搅拌槽、设置在搅拌槽上的搅拌电机和设置在搅拌电机输出轴上的螺旋桨，所述的搅拌槽与淬火槽外槽相通；设置机械搅拌装置，将淬火后较热的淬火液与淬火槽外槽中温度相对较低的淬火液在一起搅拌，使两者充分混合进行能量交换，而且本发明搅拌装置设置在搅拌槽中由于搅拌槽与淬火槽外槽相通，因此可实现淬火液温度的均匀；由于本发明搅拌装置不是设置在对工件进行淬火的淬火槽内槽中，而是单独设置搅拌槽，因此搅拌装置最多也就对淬火槽外槽的淬火液表面产生波动，而对淬火液的搅拌不会对淬火槽内槽中的淬火液液面造成波 动，进一步的提高工件的淬火质量。

本发明采取将淬火槽分成内槽和外槽以及将搅拌装置设置在淬火槽内槽以外的方式使得对工件做淬火处理中淬火槽内槽中淬火液的液面几乎没有波动，因此提高了工件淬火的合格率。

作为本发明的进一步改进，所述的提升机构是油缸，所述的油缸的缸筒固定在淬火槽外槽的顶部，油缸的活塞杆连接吊栏的顶部。

利用油缸活塞杆的伸缩驱动吊栏在淬火槽内槽中上下运动，油缸体积小，但是提供的力较大，完全可以承受工件及整个吊栏的重量，另一方面，油缸可以直接购得，不仅来源比较广泛，而且安装使用都很方便。

作为本发明的进一步改进，还包括吊栏定位装置，所述的吊栏定位装置包括设置在淬火槽外槽顶部的气缸，所述的油缸的活塞杆通过丝杆与吊栏连接，所述的丝杆上沿轴向开有腰形通槽，所述的丝杆上设置螺母，所述的气缸的活塞杆可在腰形通槽内伸缩。

本发明设置吊栏定位装置，由于丝杆上开有腰形通槽，且丝杆上安装有螺母，根据工件的高度调整螺母的位置，当油缸活塞杆伸出缸筒至工件完全浸入淬火液中后，气缸的活塞杆伸长，由腰形通槽和螺母定位，将丝杆支撑起来，因此整个吊栏和工件的重量由气缸的活塞杆承受，油缸基本不再承受吊栏和工件的重力，由于气缸的价格比油缸低很多，因此即使气缸损坏需要更换，也比更换油缸经济效益好。

作为本发明的进一步改进，还包括吊栏导向结构，所述的吊栏导向结构包括导筒和导杆，所述的导筒的底部固定在淬火槽内槽的底部，导杆的顶部固定在吊栏的底部，导杆的下部设置在导筒内，并且随着吊栏的上下运动而在导筒内往复运动。

淬火槽内槽的底部设置导筒，并且在导筒内设置可在其内往复运动的导杆，导筒对导杆的上下运动起到导向的作用，也就是说，导杆只能沿着导筒上下运动而不能在水平方向上运动，而导杆的顶部固定在吊栏上，因此，吊栏也只能在竖直方向上运动，导筒与导杆共同对吊栏起到导向的作用，使得吊栏只能在竖直方向上运动，而不能子在水平方向上运动，从而保持要淬火处理的工件在水平方向上没有位移，进一步的提高工件淬火的质量。

作为本发明的进一步改进，还包括提升架导轨，所述的提升架导轨的底部固定在淬火槽内槽中，所述的提升架导轨的顶部固定在淬火槽外槽的上部，所述的吊栏及其定位装置的两端设置有滚轮，所述的滚轮与所述的提升架导轨构成竖直滚动副。

提升架导轨与滚轮配合，提升架导轨对吊栏起到引导的作用，保持吊栏在竖直方向上运动，导杆在竖直方向上运动，一方面防止工件在水平方向上产生位移，另一方面，也防止油 缸的活塞杆在水平方向上摆动，以免油缸由于活塞杆的摆动而损坏，对油缸起到保护的作用。

作为本发明的更进一步改进，所有的输送辊通过一根链条或皮带连接，且其中任意一根输送辊还通过链条或皮带与输送辊电机的输出轴连接。

输送辊电机驱动一根输送辊转动，再由该输送辊驱动其余的输送辊转动，动力传动的结构简单，安装拆卸都比较方便。

综上所述，本发明的有益效果是：解决了现有技术中由于工件浸入淬火液中淬火液液面升高以及对淬火液搅拌使得的液面表面波动大而造成的工件淬火不合格的缺陷，且本发明在淬火过程中工件在水平方向上没有位移，工件淬火合格率高，本发明结构简单，经济消息好。

附图说明

图1是本发明的内部结构示意图。

图2是图1的P向视图。

图3是图2的M向视图。

其中：1、淬火槽外槽；2、淬火槽内槽；3、框架；4、输送辊；5、输送辊电机；6、提升机构；7、循环装置；8、水泵；9、搅拌槽；10、搅拌电机；11、螺旋桨；12、油缸；13、丝杆；14、气缸；15、导筒；16、导杆；17、提升架导轨；18、滚轮；19、料框。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

如图1、图2和图3所示的淬火装置，包括以下的组成部分：

①.淬火槽，所述的淬火槽包括淬火槽外槽1和淬火槽内槽2，所述的淬火槽内槽2设置在淬火槽外槽1内并且位于淬火槽外槽1的底部，所述的淬火槽外槽1和淬火槽内槽2中均装有淬火液，淬火槽外槽1中淬火液的液面高度低于淬火槽内槽2中淬火液的液面高度，淬火槽内槽2中淬火液充满整个淬火槽内槽2。

②.吊栏，所述的吊栏包括框架3、五根输送辊4和设置在框架3顶部用于驱动输送辊4转动的输送辊电机5，输送辊4的两端通过轴承转动设置在框架3底部。

③.提升机构6，所述的提升机构6设置在淬火槽外槽1的顶部，用于驱动吊栏在淬火槽内槽2内上下运动；本实施例优选的提升机构用油缸12，所述的油缸12的缸筒固定在淬火槽外槽1的顶部，油缸12的活塞杆连接吊栏的顶部。

④.循环装置7，所述的循环装置7设置在淬火槽外槽1的一侧，所述的循环装置7包括连接淬火槽外槽1和淬火槽内槽2的管道和设置在管道上的水泵8，所述的水泵8用于将淬火液从淬火槽外槽1抽向淬火槽内槽2。

⑤.机械搅拌装置，所述的机械搅拌装置位于淬火槽外槽1的另一侧，机械搅拌装置包括搅拌槽9、设置在搅拌槽9上的搅拌电机10和设置在搅拌电机10输出轴上的螺旋桨11，所述的搅拌槽9与淬火槽外槽1相通，本发明中的搅拌槽9的底面为倾斜的面，且该底面靠近淬火槽外槽1一侧较低，远离淬火槽外槽1的一侧较高，由于螺旋桨11转动对搅拌电机10产生推力，而搅拌电机10固定在搅拌槽9上不会上下运动，因此对淬火液产生反向的作用力，将淬火液从淬火槽外槽1中压向淬火槽内槽2中，因此机械搅拌装置可配合循环装置促进淬火槽外槽1和淬火槽内槽2中淬火液的循环。

⑥.吊栏定位装置，所述的吊栏定位装置包括设置在淬火槽外槽1顶部的气缸14，所述的油缸12的活塞杆通过丝杆13与吊栏连接，所述的丝杆13上沿轴向开有腰形通槽，所述的丝杆13上设置螺母，所述的气缸14的活塞杆可在腰形通槽内伸缩。

⑦.吊栏导向结构，所述的吊栏导向结构包括导筒15和导杆16，所述的导筒15的底部固定在淬火槽内槽2的底部，导杆16的顶部固定在吊栏的底部，导杆16的下部设置在导筒15内，并且随着吊栏的上下运动而在导筒15内往复运动。

⑧.提升架导轨17，所述的提升架导轨17的底部固定在淬火槽内槽2中，所述的提升架导轨17的顶部固定在淬火槽外槽1的上部，所述的吊栏的两端设置有滚轮18，所述的滚轮18与所述的提升架导轨17构成竖直滚动副。

本发明中输送辊4的传动方式是：所有的输送辊4通过一根链条或皮带连接，且其中任意一根输送辊4还通过链条或皮带与输送辊电机5的输出轴连接。如图3中所示，图3中的输送辊4从左到右分别为第一输送辊、第二输送辊、第三输送辊、第四输送辊和第五输送辊，其中第三输送辊位于输送辊电机5的正下方，第三输送辊上设置第一链轮/第一皮带轮和第二链轮/第二皮带轮，第一输送辊、第二输送辊、第四输送辊和第五输送辊上均设置有第一链轮/第一皮带轮，所述的第一输送辊、第二输送辊、第三输送辊、第四输送辊和第五输送辊上的第一链轮/第一皮带轮由第一链条/第一皮带连接，所述的输送辊电机5的输出轴上设置第三链轮/第三皮带轮，所述的第二链轮/第二皮带轮与第三链轮/第三皮带轮通过第二链条/第二皮带连接。输送辊电机5通过第二链条/第二皮带驱动第三输送辊转动，第三输送辊通过第一链条/第一皮带带动第一输送辊、第二输送辊、第四输送辊和第五输送辊朝着相同的方向同步转动，从而实现所有的输送辊4同向、同步转动，对输送辊4上的工件进行输送。

为便于对物料进行淬火处理，本发明将物料防止在料框19内，淬火前，盛装加热到临界温度的物料的料框19通过输送辊4输送至吊栏上，再由提升机构6驱动吊栏向下运动，迅速将物料及吊栏整体浸泡在淬火槽内槽2中，待物料与吊栏全部浸入淬火液中，气缸14的活塞 杆伸出，穿到丝杆上的腰形通槽内，支撑起丝杆，即气缸14的活塞杆承受丝杆、吊栏、物料以及料框的总重量，丝杆上的螺母位置在吊栏向下运动前调整好。在整个淬火过程中，淬火槽内槽2中的淬火液始终充满淬火槽内槽，吊栏及工件向下浸入到淬火槽内槽2中的过程中，淬火槽内槽2中的淬火液从淬火槽内槽2的顶部溢出流向淬火槽外槽1内，同时循环装置7和机械搅拌装置工作，分别将淬火槽外槽1中的淬火液从底部抽到淬火槽内槽2中以及将从淬火槽内槽2溢出到淬火槽外槽1中的淬火液进行搅拌，实现能量的交换，淬火完成后，提升机构6将料框19向上提升，再由输送辊4将料框19输送转移出吊栏，完成一次淬火过程。

本发明中输送辊电机5、油缸、气缸14、搅拌电机10的工作由PLC控制系统完成，所述的PLC控制系统以及PLC控制系统与输送辊电机5、油缸、气缸14、搅拌电机10的连接方式均为现有技术，此处不予详述。本发明中的淬火液为聚丙烯水溶液。

本发明中未做特别说明的部分，均为现有技术或者通过现有技术即可以实现，不属于本发明的保护范围。且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种淬火装置，其特征在于：包括

淬火槽，所述的淬火槽包括淬火槽外槽(1)和淬火槽内槽(2)，所述的淬火槽内槽(2)设置在淬火槽外槽(1)内并且位于淬火槽外槽(1)的底部，所述的淬火槽外槽(1)和淬火槽内槽(2)中均装有淬火液，淬火槽外槽(1)中淬火液的液面高度低于淬火槽内槽(2)中淬火液的液面高度，淬火槽内槽(2)中淬火液充满整个淬火槽内槽(2)；

吊栏，所述的吊栏包括框架(3)、两根以上的两端转动设置在框架(3)底部的输送辊(4)和设置在框架(3)顶部用于驱动输送辊(4)转动的输送辊电机(5)；

设置在淬火槽外槽(1)顶部的提升机构(6)，所述的提升机构(6)是用于驱动吊栏在淬火槽内槽(2)上下运动的油缸(12)，所述的油缸(12)的缸筒固定在淬火槽外槽(1)的顶部，油缸(12)的活塞杆连接吊栏的顶部；

循环装置(7)，所述的循环装置(7)设置在淬火槽外槽(1)的一侧，所述的循环装置(7)包括连接淬火槽外槽(1)和淬火槽内槽(2)的管道和设置在管道上的水泵(8)，所述的水泵(8)用于将淬火液从淬火槽外槽(1)抽向淬火槽内槽(2)；

机械搅拌装置，所述的机械搅拌装置位于淬火槽外槽(1)的另一侧，机械搅拌装置包括搅拌槽(9)、设置在搅拌槽(9)上的搅拌电机(10)和设置在搅拌电机(10)输出轴上的螺旋桨(11)，所述的搅拌槽(9)与淬火槽外槽(1)相通；

吊栏定位装置，所述的吊栏定位装置包括设置在淬火槽外槽(1)顶部的气缸(14)，所述的油缸(12)的活塞杆通过丝杆(13)与吊栏连接，所述的丝杆(13)上沿轴向开有腰形通槽，所述的丝杆(13)上设置螺母，所述的气缸(14)的活塞杆可在腰形通槽内伸缩。

2.根据权利要求1所述的淬火装置，其特征在于：还包括吊栏导向结构，所述的吊栏导向结构包括导筒(15)和导杆(16)，所述的导筒(15)的底部固定在淬火槽内槽(2)的底部，导杆(16)的顶部固定在吊栏的底部，导杆(16)的下部设置在导筒(15)内，并且随着吊栏的上下运动而在导筒(15)内往复运动。

3.根据权利要求1或2任一项所述的淬火装置，其特征在于：还包括提升架导轨(17)，所述的提升架导轨(17)的底部固定在淬火槽内槽(2)中，所述的提升架导轨(17)的顶部固定在淬火槽外槽(1)的上部，所述的吊栏的两端设置有滚轮(18)，所述的滚轮(18)与所述的提升架导轨(17)构成竖直滚动副。

4.根据权利要求1或2任一项所述的淬火装置，其特征在于：所有的输送辊(4)通过一根链条或皮带连接，且其中任意一根输送辊(4)还通过链条或皮带与输送辊电机(5)的输出轴连接。