CN106399660A - 车轴水平斜向淬火装置和淬火方法 - Google Patents
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Abstract
车轴水平斜向淬火装置和淬火方法，属于金属热处理工艺技术领域。其特点是水平斜向淬火装置包括淬火槽、提升架和升降机构组成；淬火方法是按照：车轴加热、淬火槽准备、转运待淬火车轴、淬火四个步骤进行。优点是构思新颖，装置结构简单，淬火方法简单，利用现有台车式炉，降低人工和设备投入成本，提高工作效率，避免高温操作环境的安全隐患，淬火时车轴工件腹腔内热蒸汽可迅速排出，车轴腹腔得到及时冷却，淬火后车轴硬度达到标准。
Description
技术领域
本发明属于金属热处理工艺技术领域，尤其涉及一种车轴淬火装置和淬火方法。
背景技术
车轴是构成汽车的重要部件，车轴生产厂家在生产车轴时，要对车轴进行多道热处理工艺，淬火是车轴生产过程中对其进行调质热处理的重要工艺环节。传统的车轴淬火方式有吊挂式淬火和水平浸没式淬火两种：吊挂式淬火需要先将轴头焊接一个钢筋挂件，便于从一头吊起，然后竖直放入井式淬火炉中，完成加热、保温后，再将车轴吊起，竖直浸入冷却介质中进行冷却，实现淬火处理，车轴的淬火效果较好，缺陷是，加热和淬火前需在车轴上焊接挂件，淬火后割掉挂件，工序多，挂件使用耐热钢制作，成本较高，反复加热淬火多次后将变形报废，焊接挂件造成人力和材料的浪费，另外立式淬火炉沉入地下，维修、维护比较困难；水平浸没式淬火是采用吊篮、托架或其他类似的机械将从台车式炉中取出的车轴水平浸入盛有淬火冷却介质的槽中进行冷却，实现淬火处理，台车式炉中的车轴水平放置，从台车式炉转运到淬火槽时只需水平移动车轴即可。
对于使用台车式炉作为车轴加热设备的生产厂家，采用水平浸没式淬火较为方便，台车式炉是装有行走机构的炉底由牵引机构沿地面上的轨道拉出或拖入炉膛，便于在炉外装卸工件的加热炉。缺陷是，车轴管为中空的长条状工件，淬火时车轴整体水平浸没在冷却介质中，车轴管腹腔内产生大量的蒸汽，而车轴管两端出口均有冷却介质封堵，冷却瞬间产生的大量蒸汽不能在快速排出， 聚集的高温蒸汽阻碍冷却介质及时进入车轴管腹腔，其冷却速度比车轴管外部慢，造成车轴各部位冷却速度不一致，车轴管腹腔内部的淬火硬度受到影响，影响整个车轴的淬火质量。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种车轴水平斜向淬火装置和淬火方法，构思新颖，结构简单，操作方便，利用现有台车式炉加热设备，提高工作效率，降低了人工和设备成本，避免高温操作环境的安全隐患，有效解决了水平浸没式淬火时车轴管腹腔淬火难题，使车轴整体的淬火硬度达到标准。
车轴水平斜向淬火装置，包括加热炉、转运机械，加热炉为台车式炉，炉底设轨道，炉底上至少平铺4层车轴，每层至少4支车轴，两层车轴之间由间设圆弧形或方形齿槽的托管隔开，上层车轴架在托管上，托管在炉底或下层车轴上，转运机械用于加热炉的上料和下料，传送热料，淬火槽淬火的上料和下料，其特点是该装置包括淬火槽、提升架、升降机构；所述的淬火槽为长方形槽体，槽体左下端设进水孔，冷却水管从中穿过，送入冷却介质，槽体左上端设挡水墙和转轴座，挡水墙挡住车轴淬火时喷出的热水/蒸汽，槽体右端设出水口，出水口与引流槽连接，排出的水引入排水沟，出水口设水闸，槽体前方敞开，便于转运机械上料、下料，槽体后方设托管支架，托管置于托管支架上；所述的提升架外框为矩形设在槽体上方，提升架外框长边、短边尺寸分别小于槽体的长边、短边尺寸，提升架一端带轴固定在转轴座上，另一端设止挡和吊耳，由吊耳与升降机构连接；所述的升降机构包括电动葫芦、钢丝绳和吊钩，电动葫芦置于淬火槽右端上方，电动葫芦上引出的钢丝绳与提升架的吊耳用吊钩连接。
进一步改进，所述的托管由方形管、管上间设圆弧形/方形齿槽构成。
进一步改进，所述的提升架的长、短边分别与淬火槽的长边上沿平行或略高，提升架上设平行的至少2个车轴支架，两车轴支架之间留有空隙，高出淬火槽长边20～40厘米，提升架水平放置时在车轴支架位于托管支架的正下方；所述的止挡设于提升架右端，止挡为网格状结构，高出淬火槽长边30～50厘米。
进一步改进，所述的淬火槽前方墙体的外侧和上部与托管支架相应的位置敷设钢板。
进一步改进，所述的水闸的闸板与淬火槽底部开口2～10厘米。
进一步改进，所述的冷却水管穿过淬火槽进水孔，管道进入淬火槽前设电动阀门，管道在朝向出水口方向设1～5个进水口，冷却水管内的冷却介质为冷却水。
车轴水平斜向淬火方法，其特点是该淬火方法包括如下步骤：
1、车轴加热：炉底上至少平铺4层车轴，每层至少4支车轴，两层车轴之间由托管隔开，上层车轴架在托管上，托管在炉底或下层车轴上，将炉底开入炉膛，关闭炉门，开始车轴加热程序，淬火前预热温度为880±10℃，加热到设定温度后再保温1～2小时；
2、淬火槽准备：开启冷却介质管道电动阀门，冷却介质快速充满淬火槽，淹没水闸最上方，冷却介质从水闸底部和上部流出，流出的冷却介质经过引流槽流入排水沟；
3、转运待淬火车轴：车轴在台车式炉中加热到880±10℃的工艺要求并保温1～2小时后，开启炉门，将炉底开出炉膛，用转运机械的货叉插入最上方一组车轴下方，缓慢提升货叉，抬起最上方一组车轴，将车轴转运到淬火槽上部， 缓慢降下货叉，车轴放置在提升支架的车轴支架上；将炉底开入炉膛，关闭炉门，待淬火的车轴保温；
4、淬火：A、开启电动葫芦电源，按下电动葫芦下降按钮，电动葫芦下放钢丝绳，提升架一端下沉，浸没水中，车轴向斜下方滑动，止挡挡住车轴下滑，继续缓慢下放钢丝绳，车轴一端首先浸没在冷却介质中，继而车轴整体全部浸没在冷却介质中，至提升架与淬火槽底部接触，松开电动葫芦下降按钮，停留2～5秒；B、按下电动葫芦上升按钮，提升钢丝绳，提升架开始上升，当车轴上口端内孔露出冷却介质上表面一半时，松开上升按钮，车轴腹腔内蒸汽大量喷出，喷出蒸汽遇到挡水墙阻挡，车轴腹腔内蒸汽喷出后在腹腔内部形成负压，冷却介质从车轴下端口进入腹腔内，补充腹腔内形成的负压空间将工件继续冷却，车轴内外皆有冷却介质，待车轴腹腔内蒸汽全部排出，停留20～40秒；C、按下电动葫芦下降按钮，下放钢丝绳，提升架接触淬火槽底部，松开下降按钮，车轴再次浸没1～3分钟；D、按下电动葫芦上升按钮，钢丝绳带动提升架上升到车轴下端口与水平面呈一夹角，松开上升按钮关闭冷却水管上的电动阀门，淬火槽中冷却介质和车轴腹腔内冷却介质快速排出，流入排水沟；E、按下电动葫芦上升按钮，钢丝绳带动提升架到水平位置，松开上升按钮，关闭电动葫芦电源，用转运机械将车轴提起，车轴到托管下方后转运机械上升顶起托管，开动转运机械将车轴和托管一同转运到预定位置；
5、将炉底最下方的一组托管用转运机械转运并插入托管支架上，重复1～4步骤，进行下一组车轴淬火的工序。
与现有技术相比，优点是构思新颖，装置结构简单，淬火方法简单，利用现有台车式炉，降低了人工和设备投入成本，提高工作效率，避免高温操作环境的安全隐患，淬火时车轴工件腹腔内热蒸汽可迅速排出，冷却介质迅速补充 蒸汽排出后造成的空隙，使车轴腹腔得到及时冷却，淬火后车轴硬度达到标准。
附图说明
图1是车轴水平斜向淬火装置和淬火方法之淬火设备示意图。
图2是车轴水平斜向淬火装置和淬火方法之淬火槽结构示意图。
图3是车轴水平斜向淬火装置和淬火方法之车轴与托管摆放示意图。
图中：1加热炉 2转运机械 3淬火槽 31冷却水管 32出水口 321水闸 33托管支架 34引流槽 35钢板 36转轴座 37挡水墙 4提升架 41车轴支架 42止挡 43吊耳 5升降机构 51电动葫芦 52钢丝绳 6车轴 7托管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
由图1、图2、图3可以看出，车轴水平斜向淬火装置，包括加热炉1、转运机械2，加热炉1为台车式炉，炉底设轨道，炉底上至少平铺4层车轴，每层至少4支车轴5，两层车轴5之间由间设圆弧形或方形齿槽的托管6隔开，上层车轴架在托管6上，托管6架在炉底或下层车轴5上，转运机械2用于加热炉1的上料和下料，传送热料，淬火槽3淬火的上料和下料，其特点是该装置包括淬火槽3、提升架33、升降机构5；所述的淬火槽3为长方形槽体，槽体左下端设进水孔，冷却水管31从中穿过，送入冷却介质，槽体左上端设挡水墙37和转轴座36，挡水墙37挡住车轴6淬火时喷出的热水/蒸汽，槽体右端设出水口，出水口32与引流槽34连接，排出的水引入排水沟，出水口32设水闸321，槽体前方敞开，便于转运机械2上料、下料，槽体后方设托管支架33，托管7置于托管支架33上；所述的提升架4外框为矩形设在槽体上方，提升架4外框长 边、短边尺寸分别小于槽体的长边、短边尺寸，提升架4一端带轴固定在转轴座36上，另一端设止挡42和吊耳43，由吊耳43与升降机构5连接；所述的升降机构5包括电动葫芦51、钢丝绳52和吊钩，电动葫芦51置于淬火槽右端上方，电动葫芦51上引出的钢丝绳52与提升架4的吊耳43用吊钩连接。
所述的托管7由方形管、管上间设圆弧形/方形齿槽构成。
所述的提升架4的长、短边分别与淬火槽3的长边上沿平行或略高，提升架4上设平行的至少2个车轴支架41，两车轴支架41之间留有空隙，高出淬火槽3长边20～40厘米，提升架4水平放置时在车轴支架41位于托管支架33的正下方；所述的止挡42设于提升架4右端，止挡42为网格状结构，高出淬火槽3长边30～50厘米。
所述的淬火槽3前方墙体的外侧和上部与托管支架33相应的位置敷设钢板35。
所述的水闸321的闸板与淬火槽3底部开口2～10厘米。
所述的冷却水管31穿过淬火槽3进水孔，管道进入淬火槽3前设电动阀门，管道在朝向出水口32方向设1～5个进水口，冷却水管31内的冷却介质为水。
车轴水平斜向淬火方法，其特点是该淬火方法按照如下步骤进行：
1、车轴加热：炉底上至少平铺4层车轴6，每层至少4支车轴，两层车轴之间由托管7隔开，上层车轴架在托管7上，托管在炉底或下层车轴上，将炉底开入炉膛，关闭炉门，开始车轴6加热程序，淬火前预热温度为880±10℃，加热到设定温度后再保温1～2小时；
2、淬火槽准备：开启冷却水管31电动阀门，冷却介质快速充满淬火槽3，淹没水闸321最上方，冷却介质从水闸321底部和上部流出，流出的冷却介质 经过引流槽34流入排水沟；
3、转运待淬火车轴：车轴6在加热炉1中加热到880±10℃的工艺要求并保温1～2小时后，开启炉门，将炉底开出炉膛，用转运机械2的货叉插入最上方一组车轴6下方，缓慢提升货叉，抬起最上方一组车轴和托管，将车轴6转运到淬火槽3上部，缓慢降下货叉，车轴6放置在提升架4的车轴支架41上；将炉底开入炉膛，关闭炉门，待淬火的车轴6保温；
4、淬火：A、开启电动葫芦51电源，按下电动葫芦下降按钮，电动葫芦下放钢丝绳52，提升架4一端下沉，浸没水中，车轴6向斜下方滑动，止挡42挡住车轴6下滑，继续缓慢下放钢丝绳52，车轴6一端首先浸没在冷却介质中，继而车轴整体全部浸没在冷却介质中，至提升架4与淬火槽3底部接触，松开电动葫芦下降按钮，停留2～5秒；B、按下电动葫芦51上升按钮，提升钢丝绳52，提升架4开始上升，当车轴6上口端内孔露出冷却介质上表面一半时，松开上升按钮，车轴6腹腔内蒸汽大量喷出，喷出蒸汽遇到挡水墙37阻挡，车轴腹腔内蒸汽喷出后在腹腔内部形成负压，冷却介质从车轴6下端口进入腹腔内，补充腹腔内形成的负压空间将车轴继续冷却，车轴6内外皆有冷却介质冷却，待车轴腹腔内蒸汽全部排出，停留20～40秒；C、按下电动葫芦51下降按钮，下放钢丝绳52，提升架接触淬火槽底部，松开下降按钮，车轴6再次浸没1～3分钟；D、按下电动葫芦51上升按钮，钢丝绳52带动提升架4上升到车轴6下端口与水平面呈一夹角，松开上升按钮关闭冷却水管上的电动阀门，淬火槽3中冷却介质和车轴腹腔内冷却介质快速排出，流入排水沟；E、按下电动葫芦51上升按钮，钢丝绳52带动提升架4到水平位置，松开上升按钮，关闭电动葫芦电源，用转运机械2将车轴提起，车轴6到托管7下方后转运机械上升顶起托管，开动转运机械将车轴6和托管7一同转运到预定位置；
5、将炉底最下方的一组托管用转运机械转运并插入托管支架上，重复1～4步骤，进行下一组车轴6淬火的工序。
Claims (7)
1.车轴水平斜向淬火装置，包括加热炉(1)、转运机械(2)，加热炉(1)为台车式炉，炉底设轨道，炉底上至少平铺4层车轴，每层至少4支车轴(6)，两层车轴(6)之间由间设圆弧形或方形齿槽的托管(7)隔开，上层车轴架在托管(7)上，托管(7)架在炉底或下层车轴(6)上，转运机械(2)用于加热炉(1)的上料和下料，传送热料，淬火槽(3)淬火的上料和下料，其特征在于该装置包括淬火槽(3)、提升架(33)、升降机构(5)；所述的淬火槽(3)为长方形槽体，槽体左下端设进水孔与冷却水管(31)连接，送入冷却介质，槽体左上端设挡水墙(37)和转轴座(36)，挡水墙(37)挡住车轴(6)淬火时喷出的热水/蒸汽，槽体右端设出水口，出水口(32)与引流槽(34)连接，排出的水引入排水沟，出水口(32)设水闸(321)，槽体前方敞开，便于转运机械(2)上料、下料，槽体后方设托管支架(33)，托管(7)置于托管支架(33)上；所述的提升架(4)外框为矩形设在槽体上方，提升架(4)外框长边、短边尺寸分别小于槽体的长边、短边尺寸，提升架(4)一端带轴固定在转轴座(36)上，另一端设止挡(42)和吊耳(43)，由吊耳(43)与升降机构(5)连接；所述的升降机构(5)包括电动葫芦(51)、钢丝绳(52)和吊钩，电动葫芦(51)置于淬火槽右端上方，电动葫芦(51)上引出的钢丝绳(52)与提升架(4)的吊耳(43)用吊钩连接。
2.根据权利要求1所述的一种车轴水平斜向淬火装置，其特征在于所述的托管(7)由方形管、管上间设圆弧形/方形齿槽构成。
3.根据权利要求1所述的一种车轴水平斜向淬火装置，其特征在于所述的提升架(4)的长、短边分别与淬火槽(3)的长边上沿平行或略高，提升架(4)上设平行的至少2个车轴支架(41)，两车轴支架(41)之间留有空隙，高出淬火槽(3)长边20～40厘米，提升架(4)水平放置时在车轴支架(41)位于托管支架(33)的正下方；所述的止挡(42)设于提升架(4)右端，止挡(42)为网格状结构，高出淬火槽(3)长边30～50厘米。
4.根据权利要求1所述的一种车轴水平斜向淬火装置，其特征在于所述的淬火槽(3)前方墙的外侧和上部与托管支架(33)相应的位置敷设钢板(35)。
5.根据权利要求1所述的一种车轴水平斜向淬火装置，其特征在于所述的水闸(321)的闸板与淬火槽(3)底部开口2～10厘米。
6.根据权利要求1所述的一种车轴水平斜向淬火装置，其特征在于所述的冷却水管(31)穿过淬火槽(3)进水孔，管道进入淬火槽(3)前设电动阀门，管道在朝向出水口(32)方向设1～5个进水口，冷却水管(31)内的冷却介质为水。
7.根据权利要求1所述的车轴水平斜向淬火装置，其特征在于车轴水平斜向淬火方法按照如下步骤进行：
①车轴加热：炉底上至少平铺4层车轴(6)，每层至少4支车轴，两层车轴之间由托管(7)隔开，上层车轴架在托管上，托管在炉底或下层车轴上，将炉底开入炉膛，关闭炉门，开始车轴(6)加热程序，淬火前预热温度为880±10℃，加热到设定温度后在保温1～2小时；
②淬火槽准备：开启冷却水管(31)电动阀门，冷却介质快速充满淬火槽(3)，淹没水闸(321)最上方，冷却介质从水闸(321)底部和上部流出，流出的冷却介质经过引流槽(34)流入排水沟；
③转运待淬火车轴：车轴(6)在加热炉(1)中加热到880±10℃的工艺要求并保温1～2小时后，开启炉门，将炉底开出炉膛，用转运机械(2)的货叉插入最上方一组车轴(6)下方，缓慢提升货叉，抬起最上方一组车轴和托管，将车轴(6)转运到淬火槽(3)上部，将托管(7)对应插到托管支架(33)上，缓慢降下货叉，车轴(6)放置在提升架(4)的车轴支架(41)上；将炉底开入炉膛，关闭炉门，待淬火的车轴(6)保温；
④淬火：A、开启电动葫芦(51)电源，按下电动葫芦下降按钮，电动葫芦下放钢丝绳(52)，提升架(4)一端下沉，浸没水中，车轴(6)向斜下方滑动，止挡(42)挡住车轴(6)下滑，继续缓慢下放钢丝绳(52)，车轴(6)一端首先浸没在冷却介质中，继而车轴整体全部浸没在冷却介质中，至提升架(4)与淬火槽(3)底部接触，松开电动葫芦下降按钮，停留2～5秒；B、按下电动葫芦(51)上升按钮，提升钢丝绳(52)，提升架(4)开始上升，当车轴(6)上口端内孔露出冷却介质上表面一半时，松开上升按钮，车轴(6)腹腔内蒸汽大量喷出，喷出蒸汽遇到挡水墙(37)阻挡，车轴腹腔内蒸汽喷出后在腹腔内部形成负压，冷却介质从车轴(6)下端口进入腹腔内，补充腹腔内形成的负压空间将车轴继续冷却，车轴(6)内外皆有冷却介质，待车轴腹腔内蒸汽全部排出，停留20～40秒；C、按下电动葫芦(51)下降按钮，下放钢丝绳(52)，提升架接触淬火槽底部，松开下降按钮，车轴(6)再次浸没1～3分钟；D、按下电动葫芦(51)上升按钮，钢丝绳(52)带动提升架(4)上升到车轴(6)下端口与水平面呈一夹角，松开上升按钮关闭冷却水管上的电动阀门，淬火槽(3)中冷却介质和车轴腹腔内冷却介质快速排出，流入排水沟；E、按下电动葫芦(51)上升按钮，钢丝绳(52)带动提升架(4)到水平位置，松开上升按钮，关闭电动葫芦电源，用转运机械(2)将车轴提起，车轴(6)到托管(7)下方后转运机械上升顶起托管，开动转运机械将车轴(6)和托管(7)一同转运到预定位置；
⑤重复1～4步骤，进行下一组车轴(6)淬火的工序。
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