CN105886722A - 一种精确控制冷却速度的淬火装置及方法 - Google Patents

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卢殿福
李小虎
姚宴平
吴光行
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Abstract

一种精确控制冷却速度的淬火装置及方法，淬火装置包括风机、风量控制阀、水雾控制阀、水槽、喷嘴和淬火钢件，风机通过风量控制阀与喷嘴连接，水槽通过水雾控制阀与喷嘴连接，水槽内设置有超声波震荡装置，淬火钢件靠近喷嘴设置。淬火方法包括如下步骤：1）根据淬火钢件的钢种成分、进料温度及性能要求，根据金属相图及冷却曲线得出相对应的淬火钢件的冷却速度；2）利用水槽内的超声波震荡装置的电子超频震荡对雾化片进行高频谐振，将水槽内的水抛离产生飘逸的冷却水雾；3）通过风机吹风将冷却水雾经喷嘴喷吹至淬火钢件表面进行淬火处理。本发明淬火冷却方式简单精确，可以加快钢件淬火的速度，明显提高产品合格率，且满足节能环保要求。

Description

一种精确控制冷却速度的淬火装置及方法
技术领域
本发明涉及冶金、石油、化工、交通、机械制造等行业，具体涉及一种精确控制冷却速度的淬火装置及方法。
背景技术
众所周知，淬火冷却要求高、技术难度大，一直是热处理生产关注的重点。如果钢件淬火冷却速度过慢，就不能获得要求的淬火硬度和淬硬层深度；而冷却速度过快，又可能引起淬裂和过深的淬硬层。同时，淬火冷却速度过快或冷却速度不足，都可能引起工件的超差变形。不仅如此，冷却过程中，工件的形状越复杂，不同部位温度差就越大，要得到不淬裂和没有超差变形就越难。对有特殊要求的钢件（或其它金属件），采用水冷淬火方式冷却速度达100℃/s，冷却速度过快，无法做热处理介质；而采用风冷淬火的方式冷却达5~5.5℃/s，冷却速度过低，无法达到产品硬度要求；采用其他的淬火冷却方式，无法精确控制且经济性不高。因此迫切的需要开发出一种控制精确、控制方便的淬火冷却方式，来稳定的实现钢件高质量的批量化生产。《钢轨喷雾冷却淬火质量控制》、《钢轨“喷风”淬火工艺的应用》等研究虽然对钢轨冷却方式有一定研究，但是实用性及经济性不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有淬火冷却存在的上述不足，提供一种精确控制冷却速度的淬火装置及方法，解决钢件在淬火冷却时温度无法简单精确控制的问题，提高产品质量及产能，降低生产投入成本，提高产品产值。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种精确控制冷却速度的淬火装置，包括风机、风量控制阀、水雾控制阀、水槽、喷嘴和淬火钢件，风机通过风量控制阀与喷嘴连接，水槽通过水雾控制阀与喷嘴连接，水槽内设置有超声波震荡装置，淬火钢件靠近喷嘴设置。
本发明还提供了一种上述精确控制冷却速度的淬火装置的淬火方法，包括如下步骤：
1）根据淬火钢件的钢种成分、进料温度及性能要求，根据金属相图及冷却曲线得出相对应的淬火钢件的冷却速度；
2）利用水槽内的超声波震荡装置的电子超频震荡对雾化片进行高频谐振，将水槽内的水抛离产生飘逸的冷却水雾；
3）通过风机吹风将冷却水雾经喷嘴喷吹至淬火钢件表面进行淬火处理。
按上述方案，所述步骤3）具体包括：先通过风量控制阀调整风机的风量及通过水雾控制阀调整冷却水雾量将冷却速度调节至所需的温度，然后通过超声波震荡装置的高频谐振频率调整冷却水雾的溶度来精确调整冷却速度。
本发明的有益效果：
1、简单精确的淬火冷却方式，可以加快钢件或其它金属件淬火的速度，明显提高产品合格率；
2、经济环保，可以明显减少淬火设备投入，并满足节能环保要求；
3、通过精确控制淬火冷却，可以方便稳定地改善钢件的性能，扩大钢件在各领域的使用范围，使其满足在铁路、机械制造等高质量要求，开拓新市场，提高竞争力，创造更大的经济效益。
附图说明
图1为本发明精确控制冷却速度的淬火装置的结构示意图；
图中: 1、风机，2、风量控制阀，3、水雾控制阀，4、水槽（带超声波震荡装置），5、喷嘴，6、淬火钢件。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明技术方案进行详细的描述。
如图1所示，本发明所述的精确控制冷却速度的淬火装置，包括风机1、风量控制阀2、水雾控制阀3、水槽4、喷嘴5和淬火钢件6，风机1通过风量控制阀2与喷嘴5连接，水槽4通过水雾控制阀3与喷嘴5连接，水槽4内设置有超声波震荡装置，淬火钢件6靠近喷嘴5设置。
本发明精确控制冷却速度的淬火装置的淬火方法，包括如下步骤：
1）根据淬火钢件6的钢种成分、进料温度及性能要求等条件，根据金属相图及冷却曲线得出相对应的淬火钢件6的冷却速度；
2）利用水槽4内的超声波震荡装置的电子超频震荡对雾化片进行高频谐振，将水槽4内的水（特殊要求时可改为油、高分子聚合物等其他液态冷却介质）抛离产生自然飘逸的冷却水雾；
3）通过风机1吹风将冷却水雾经喷嘴5喷吹至淬火钢件6表面进行淬火处理，具体包括：先通过风量控制阀2调整风机1的风量及通过水雾控制阀3调整冷却水雾量将冷却速度调节至所需的温度，然后通过超声波震荡装置的高频谐振频率调整冷却水雾的溶度来精确调整冷却速度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，依本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1. 一种精确控制冷却速度的淬火装置，其特征在于，至少包括风机、风量控制阀、水雾控制阀、水槽、喷嘴和淬火钢件，风机通过风量控制阀与喷嘴连接，水槽通过水雾控制阀与喷嘴连接，水槽内设置有超声波震荡装置，淬火钢件靠近喷嘴设置。
2.一种根据权利要求1所述的精确控制冷却速度的淬火装置的淬火方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）根据淬火钢件的钢种成分、进料温度及性能要求，根据金属相图及冷却曲线得出相对应的淬火钢件的冷却速度；
2）利用水槽内的超声波震荡装置的电子超频震荡对雾化片进行高频谐振，将水槽内的水抛离产生飘逸的冷却水雾；
3）通过风机吹风将冷却水雾经喷嘴喷吹至淬火钢件表面进行淬火处理。
3.根据权利要求2所述的精确控制冷却速度的淬火装置的淬火方法，其特征在于，所述步骤3）具体包括：先通过风量控制阀调整风机的风量及通过水雾控制阀调整冷却水雾量将冷却速度调节至所需的温度，然后通过超声波震荡装置的高频谐振频率调整冷却水雾的溶度来精确调整冷却速度。
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