CN107520431A - 铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，属于热处理技术领域。包括冷却箱和保温箱，所述冷却箱内顶部设有传送装置a，若干挂钩连接于所述传送装置a底部，传送装置a底部两侧相对设有若干组雾冷装置，冷却箱一端的顶部设有铸件进口，冷却箱另一端底部设有用于连通保温箱的连接口，连接口通过连接口门实现开闭。本发明在有效控制珠光体形成的同时，可有效保证铸件最后奥贝组织的一致性与合金性能的稳定；取消了等温淬火的热处理工序，在显著节省工时、缩短生产周期的基础上，其连续化过程以及技术特点可满足工厂针对不同类型与形状的产品进行铸态奥贝球铁的稳定生产，尤其适合各种大型、复杂铸件的铸态奥贝球铁生产。

Description

铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置
技术领域
本发明专利涉及一种铸态奥贝球铁降温保温自动化装置，属于热处理技术领域。
背景技术
奥贝球铁最初是球墨铸铁在等温淬火条件下得到的，因此也称为等温淬火球墨铸铁(Austempered Dutile Iron，简称为ADI)，是机械性能范围很宽的高级铸铁，高强度、高韧性和较好的塑性是其主要特点。与一般球铁不同，在韧性相同时，强度要高出1～2倍；奥贝球铁与钢不同，比钢更轻、更强和更耐磨，在许多场合下它可代替铸钢、锻钢、渗碳钢，也可以代替焊接件、铸铝、锻铝等。奥贝球铁之所以受到如此广泛的重视，除了比普通球铁强度更高之外，还在于它比其他一些黑色金属材料具有更优良的机械性能。
虽然在20世纪70年代末期，等温淬火贝氏体球墨铸铁得到越来越多的生产应用，但该种材料的热处理过程却仍有多种难以解决的问题存在：1.热处理需要的能源消耗大、费用高，每热处理1t贝氏体球墨铸铁件，需要消耗电能大约是205kW·h；2.采用NaNO2和KNO3做熔盐，他们在等温淬火过程中不可避免地会发生分解、气化，产生有害物质，污染环境，危害健康；3.在生产大型铸件时，需要采用与之相应的大型热处理设备，特别需要采用大型的盐浴炉设备，使投资以及对盐浴炉的温度控制都带来困难。
基于上述的原因，导致奥贝球铁一直以来难以获得大规模的生产与商业应用。此时，科研工作者提出了取消热处理工序，在铸态直接获得奥贝球墨铸铁的要求。由于取消热处理工序，可显著节省工时、缩短生产周期；免除了铸件在热处理过程中产生的氧化与脱碳，保留了铸件表面在凝固过程中形成的细小等轴晶组织，从而改善了铸件表面的力学性能和使用性能。
在铸态下获得贝氏体球墨铸铁，可采取两种措施：进行合金化或是改变铸件的冷却降温与贝氏体转变的保温条件。在合金成分一定的基础上，冷却降温与贝氏体转变保温工艺的控制过程成为获得铸态奥贝球铁的关键性工艺参数。铸件在进行奥氏体连续转变的过程中，有两个重要阶段：一是首先要避免珠光体的产生，既要保证具有足够的冷却强度避开珠光体转变区间，同时还要保证铸件内外冷却强度的差异性较小，防止表面淬火；其次是具有足够稳定的贝氏体保温温度，即保证铸件最后获得的奥贝组织一致性良好。因此，如何通过铸件在奥氏体温度下取出铸型后的冷却工艺控制避开珠光体区间以及利用铸件在冷却过程中的余热控制来达到稳定的贝氏体保温温度是获得组织稳定、性能优异的铸态奥贝球铁铸件的关键性问题。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，利用独立的多组雾冷装置控制铸件的冷却速度，在保证快速降温避开珠光体转变区间的同时，避免铸件表面降温过快无法形成贝氏体组织，且能够最大程度利用铸件的余热来保证贝氏体转变保温温度。同时，在装置内、外部循环运动的铸件吊钩与托盘可实现工艺稳定性与企业的连续生产。
本发明的技术方案是：铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，包括冷却箱和保温箱，所述冷却箱内顶部设有传送装置a，若干挂钩连接于所述传送装置a底部，传送装置a底部两侧相对设有若干组雾冷装置，冷却箱一端的顶部设有铸件进口，冷却箱另一端底部设有用于连通保温箱的连接口，连接口通过连接口门实现开闭，所述冷却箱的铸件进口一侧设有风冷装置a、出风口位于与风冷装置a相对的冷却箱的另一侧；
所述保温箱外周设有保温层，保温箱内底部设有用于放置和传送托盘的传送装置b，托盘用于放置铸件，传送装置b传送方向的两端分别设有托盘入口和铸件出口，托盘上方两侧设有若干组风冷装置b，所述保温箱内还设有用于监控温度的热电偶，热电偶连接控制系统，控制系统连接控制风冷装置b。
所述雾冷装置在传送装置a的传送方向上的水雾强度逐渐减小。
所述风冷装置a为冷风机。
所述雾冷装置的截面形状与铸件形状相同。
各组所述的雾冷装置的雾冷强度独立控制。
每组雾冷装置间距小于等于200mm，风冷装置b的间距为500mm。
所述雾冷装置至少三组，风冷装置b为局部风冷且至少两组。
本发明的有益效果是：利用冷却箱中独立的多组雾冷装置对铸件的冷却过程进行精确控制，初始的强雾冷迅速降温避开珠光体转变区间，后续的弱雾冷在保证冷却速率的同时避免铸件表面冷却过快而直接通过过贝氏体转变区间形成马氏体，同时，可有效控制铸件余热量并利用余热进行后续的贝氏体转变保温；保温箱中的多组可独立测温的风冷装置可有效调节保温箱内的温度稳定性。本发明在有效控制珠光体形成的同时，可有效保证铸件最后奥贝组织的一致性与合金性能的稳定；该装置取消了等温淬火的热处理工序，在显著节省工时、缩短生产周期的基础上，其连续化过程以及技术特点可满足工厂针对不同类型与形状的产品进行铸态奥贝球铁的稳定生产，尤其适合各种大型、复杂铸件的铸态奥贝球铁生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中附图标记如下：1、铸件出口，2、铸件进口，3、连接口，4、风冷装置a，5、出风口，6、雾冷装置，7、保温层，8、热电偶，9、风冷装置b，10、托盘入口，11、托盘，12、挂钩，13、连接口门，14、铸件。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步说明：
铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，包括冷却箱和保温箱，所述冷却箱内顶部设有传送装置a，若干挂钩12连接于所述传送装置a底部，传送装置a底部两侧相对设有若干组雾冷装置6，冷却箱一端的顶部设有铸件进口2，冷却箱另一端底部设有用于连通保温箱的连接口3，连接口3通过连接口门13实现开闭，所述冷却箱的铸件进口2一侧设有风冷装置a4、出风口5位于与风冷装置a4相对的冷却箱的另一侧；
所述保温箱外周设有保温层7，保温箱内底部设有用于放置和传送托盘11的传送装置b，托盘11用于放置铸件14，传送装置b传送方向的两端分别设有托盘入口10和铸件出口1，托盘11上方两侧设有若干组风冷装置b9，所述保温箱内还设有用于监控温度的热电偶8，热电偶8连接控制系统，控制系统连接控制风冷装置b9。
所述雾冷装置6在传送装置a的传送方向上的水雾强度逐渐减小。
所述风冷装置a4为冷风机。
所述雾冷装置6的截面形状与铸件14形状相同。
各组所述的雾冷装置6的雾冷强度独立控制。
每组雾冷装置6间距小于等于200mm，风冷装置b9的间距为500mm。
所述雾冷装置6至少三组，风冷装置b9为局部风冷且至少两组。
图1示出了一种铸态奥贝球铁降温保温自动化装置，它主要包括上部冷却箱和下部保温箱。铸件14凝固后保持在奥氏体化温度时开箱取出铸件14，迅速放置在于外部的铸件挂钩12上并通过铸件进口2放入冷却箱中，且随挂钩12向连接口3处匀速运动；此时，开启冷却风机，保证整个冷却箱中一直处于风冷状态；同时，根据铸件14运动状态，依次开启雾冷装置6且雾冷强度逐渐降低。雾冷为铸件14冷却的关键性参数，初始的高强度冷却保证快速避开珠光体区间，后续雾冷强度的降低保证提升铸件内部温度的一致性，防止铸件边部冷却速率过大而错过贝氏体保温区间。当铸件14达到连接口3，将其通过该连接口3放置在保温箱的托盘11上，此时，托盘11开始向铸件出口1处做匀速运动，达到出口处时停止并静置于保温箱中，当同一批次铸件连续不断的全部放入到保温箱中后，关闭连接口门，开始保温。冷却后的铸件余热使保温箱自动升温，当特定位置处温度超过预定温度时开启风冷装置b9进行局部控温以保证贝氏体转变保温温度的均衡性。最后，当到达保温时间后，开启保温箱的铸件出口门，将铸件14依次取出，同时，可开始下一批次样品的工艺循环过程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，其特征在于，包括冷却箱和保温箱，所述冷却箱内顶部设有传送装置a，若干挂钩(12)连接于所述传送装置a底部，传送装置a底部两侧相对设有若干组雾冷装置(6)，冷却箱一端的顶部设有铸件进口(2)，冷却箱另一端底部设有用于连通保温箱的连接口(3)，连接口(3)通过连接口门(13)实现开闭，所述冷却箱的铸件进口(2)一侧设有风冷装置a(4)、出风口(5)位于与风冷装置a(4)相对的冷却箱的另一侧；
所述保温箱外周设有保温层(7)，保温箱内底部设有用于放置和传送托盘(11)的传送装置b，托盘(11)用于放置铸件(14)，传送装置b传送方向的两端分别设有托盘入口(10)和铸件出口(1)，托盘(11)上方两侧设有若干组风冷装置b(9)，所述保温箱内还设有用于监控温度的热电偶(8)，热电偶(8)连接控制系统，控制系统连接控制风冷装置b(9)。
2.根据权利要求1所述的铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，其特征在于，所述雾冷装置(6)在传送装置a的传送方向上的水雾强度逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，其特征在于，所述风冷装置a(4)为冷风机。
4.根据权利要求1所述的铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，其特征在于，所述雾冷装置(6)的截面形状与铸件(14)形状相同。
5.根据权利要求1所述的铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，其特征在于，各组所述的雾冷装置(6)的雾冷强度独立控制。
6.根据权利要求1所述的铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，其特征在于，每组雾冷装置(6)间距小于等于200mm，风冷装置b(9)的间距为500mm。
7.根据权利要求1所述的铸态奥贝球铁生产中的降温保温自动化装置，其特征在于，所述雾冷装置(6)至少三组，风冷装置b(9)为局部风冷且至少两组。
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