CN108660296A - 双室等温正火风冷却系统 - Google Patents

双室等温正火风冷却系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108660296A
CN108660296A CN201810874857.4A CN201810874857A CN108660296A CN 108660296 A CN108660296 A CN 108660296A CN 201810874857 A CN201810874857 A CN 201810874857A CN 108660296 A CN108660296 A CN 108660296A
Authority
CN
China
Prior art keywords
greenhouse
equal
cooling chamber
equal greenhouse
quick cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810874857.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108660296B (zh
Inventor
隋轶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Dingyuan Thermotechnical Engineering Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Dingyuan Thermotechnical Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Dingyuan Thermotechnical Engineering Co Ltd filed Critical Tianjin Dingyuan Thermotechnical Engineering Co Ltd
Priority to CN201810874857.4A priority Critical patent/CN108660296B/zh
Publication of CN108660296A publication Critical patent/CN108660296A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108660296B publication Critical patent/CN108660296B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26Methods of annealing
    • C21D1/28Normalising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/32Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009Pearlite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

一种双室等温正火风冷却系统。其包括并排设置在奥氏体加热炉和等温转变炉之间的快速冷却室以及均温室;快速冷却室包括快速冷却室箱体和冷却供风风机;均温室包括均温室箱体、均温室隔断门、均温室供风装置、均温室搅拌风机、均温室加热装置、温度感应装置和温控仪。本发明优点:将两种不同工艺要求分为快速冷却室和均温室分别控制,在连续生产过程中,每室温度保持较小的波动,同时,快速冷却室可以大幅提高冷却速度,均温室可以大幅度快速稳定温度,兼顾了快冷和均温的要求,因此可以在不同的四季昼夜温差、不同的装炉量处理不同的材料,获得均匀一致的珠光体,所以可以大幅度缩窄硬度散差及消除工件内部的应力。

Description

双室等温正火风冷却系统
技术领域
本发明属于热处理设备技术领域,特别是涉及一种双室等温正火风冷却系统。
背景技术
对于重型卡车、乘用车、工程机械、农用机械等行业大量的齿轮,目前国内外普遍采用锻造、等温正火、机加工以及表面渗碳热处理工艺。齿轮毛坯经过锻造后的等温正火工艺是提高齿轮毛坯的切削性、控制其最终热处理畸变型的关键。对最终齿轮产品的使用寿命、运转噪音等起着关键的作用。
等温正火工序处理得好,锻造毛坯具有均匀一致的珠光体,因此具有适中的硬度以及很窄的硬度散差,同时,工件内部的锻造应力释放得更加充分。尤其在当前齿轮机加工大量的采用快切干切设备,对于硬度的均匀性提出了更高的要求。同时,均匀一致的金相组织以及较少的锻造应力有益于最终渗碳热处理二次加热的畸变型控制,对于提高齿轮的寿命降低噪音具有重大意义。
根据齿轮行业通用的主要材料,等温正火工艺大多采用先将工件加热到Ac3线上、充分奥氏体化后,风冷,然后进入一个约10000秒的等温过程,待珠光体转变完成后,出炉下料。
整个等温正火工艺风冷是关键。根据不同的材料金属金相转变特征,金属在奥氏体区冷却至相变温度过程是一个复杂的过程,缓慢地冷却形成铁素体,速度再快一些形成铁素体与渗碳体的混合体-珠光体,更快一些形成了贝氏体甚至马氏体。这些金相的转变通常是在10-1000秒之内很短的时间完成的,且不可逆转。
等温正火工艺目前普遍采用风冷技术。工件在大约10-1000秒内从奥氏体区900度以上降至相变温度600度左右,以获得珠光体。此期间若冷速过快,将导致珠光体内渗碳体增加,甚至形成贝氏体,从而导致硬度偏高;冷速过慢容易导致珠光体内铁素体含量过高,硬度偏低;
而工件因表面及芯部以及工件有效直径的差异,会导致工件各处的温降速度差异,必然会导致相变过程的铁素体和渗碳体析出的差异。通常这种差异在200-600秒之间对最终工件的硬度影响最大。
为了最大限度地减少这一区间的温差,目前国内外连续式等温正火生产线普遍采用单室冷却室,并分两段或多段控制冷却速度。前段属于快冷段、后段为缓冷段。在快冷段,将工件温度迅速降至相变温度,缓冷段则缩小工件各部温差,以期达到工件各处以相同的温度进入相变转变温度。
单室冷却室利用一个冷却室完成快冷、缓冷过程,其存在的显著问题是:在连续生产线中,每个周期,室内都要完成一次快冷、缓冷这一互相矛盾的过程。因为空气是一种比热容较小的物质,相对于相变时间要求、调节空气的温度是一个缓慢的过程。实际上单室冷却,快冷与缓冷是很难兼顾的。
同时,受季节及昼夜温差以及湿度的影响,空气的比热容变化较大,因此在实际生产中,单室风冷技术很难获得精确的工艺结果。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种可以在短时间内将工件快速均匀一致进行冷却的双室等温正火风冷却系统。
为了达到上述目的,本发明提供的双室等温正火风冷却系统包括并排设置在奥氏体加热炉和等温转变炉之间的快速冷却室以及均温室;其中快速冷却室包括快速冷却室箱体和冷却供风风机;所述的快速冷却室箱体上靠近奥氏体加热炉及均温室的侧面上分别形成有一个工件通过口;冷却供风风机安装在快速冷却室箱体上;均温室包括均温室箱体、均温室隔断门、均温室供风装置、均温室搅拌风机、均温室加热装置、温度感应装置和温控仪;所述的均温室箱体上靠近快速冷却室及等温转变炉的侧面上分别形成有一个工件通过口;每个工件通过口上分别安装一个均温室隔断门使均温室形成单一的温场控制区;均温室供风装置、均温室搅拌风机、均温室加热装置和温度感应装置安装在均温室箱体上;温控仪设置在均温室箱体外部,并通过导线分别与均温室供风装置、均温室加热装置和温度感应装置以及温控仪连接。
所述的快速冷却室箱体的每个工件通过口上以可选择的方式安装一个快速冷却室隔断门。
本发明提供的双室等温正火风冷却系统具有如下优点和积极效果:
对于不同的材料有不同的金相TTT曲线,在0-1000秒内的冷速前半段要求快速冷却,后半段要求通过金属的热传递将高温部分降低温度,低温部分升高温度,这是个均温过程。本发明将两种不同工艺要求分为快速冷却室和均温室分别控制,在连续生产过程中,每室温度保持较小的波动,同时,快速冷却室可以大幅提高冷却速度,均温室可以大幅度快速稳定温度,兼顾了快冷和均温的要求,因此可以在不同的四季昼夜温差、不同的装炉量处理不同的材料,获得均匀一致的珠光体,所以可以大幅度缩窄硬度散差及消除工件内部的应力。经过上述处理后的工件具有良好的切削性能,切削后进行渗碳热处理后工件变形小,提高了齿轮使用寿命并大幅度降低了齿轮啮合传动时的噪音。
附图说明
通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明,本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解,并非一定是按比例绘制。在附图中,同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中:
图1是本发明提供的双室等温正火风冷却系统应用于某种常用齿轮钢的TTT金相转变简图冷却过程。
图2是本发明提供的双室等温正火风冷却系统结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
在对本发明的不同示例的下面描述中,参照附图进行,所述附图形成本发明的一部分,并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解,可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案,并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且,虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本发明的不同示例性特征和元件,但是这些术语用于本文中仅出于方便,例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。
如图2所示,本发明提供的双室等温正火风冷却系统包括并排设置在奥氏体加热炉1和等温转变炉4之间的快速冷却室2以及均温室3;其中快速冷却室2包括快速冷却室箱体2.3和冷却供风风机2.2;所述的快速冷却室箱体2.3上靠近奥氏体加热炉1及均温室3的侧面上分别形成有一个工件通过口;冷却供风风机2.2安装在快速冷却室箱体2.3上;均温室3包括均温室箱体3.7、均温室隔断门3.1、均温室供风装置3.2、均温室搅拌风机3.3、均温室加热装置3.4、温度感应装置3.5和温控仪3.6;所述的均温室箱体3.7上靠近快速冷却室2及等温转变炉4的侧面上分别形成有一个工件通过口;每个工件通过口上分别安装一个均温室隔断门3.1;均温室供风装置3.2、均温室搅拌风机3.3、均温室加热装置3.4和温度感应装置3.5安装在均温室箱体3.7上;温控仪3.6设置在均温室箱体3.7外部,并通过导线分别与均温室供风装置3.2、均温室加热装置3.4和温度感应装置3.5电连接。
所述的快速冷却室箱体2.3的每个工件通过口上以可选择的方式安装一个快速冷却室隔断门2.1。如果冷却供风风机2.2能够提供足量的冷却风,可以不设置快速冷却室隔断门2.1,冷却风就可将快速冷却室2与奥氏体加热炉1和均温室3隔离开。
现将本发明提供的双室等温正火风冷却系统的工作原理阐述如下:
本实施例中以由常用钢22CrMo材料制成的汽车齿轮作为工件5进行详细说明。如图2所示,首先工件5在奥氏体化加热炉1中被加热到930度,如果设有快速冷却室隔断门2.1,打开安装在快速冷却室2上靠近奥氏体加热炉1的工件通过口上的快速冷却室隔断门2.1,之后使工件5通过该工件通过口进入到快速冷却室2的内部,然后关闭该快速冷却室隔断门2.1,以隔离开奥氏体化加热炉1和均温室3,形成独立的温度区。启动冷却供风风机2.2,以对快速冷却室2中的工件5进行快速冷却。如图1所示,在快速冷却过程中,工件5中较薄的部分或表面被快速冷却下来,而较厚部分和芯部冷却较慢,形成了较大的温差。在如图1所示的横轴中10秒到100秒期间,温降较快的部分并非触及马氏体M区以及贝氏体B区。此时工件5并没有相变,依然是奥氏体。如图1中的“冷却段”。
工件5经过快速冷却室2快速冷却后,打开安装在快速冷却室2上靠近均温室3的工件通过口上的快速冷却室隔断门2.1以及安装在均温室3上靠近快速冷却室2的工件通过口上的均温室隔断门3.1,并使工件5从快速冷却室2迅速转移到均温室3,关闭均温室隔断门3.1,以隔离开快速冷却室2和等温炉4,形成独立的温控区。在工件5进入均温室3之前,均温室3的温度已经达到在温控仪3.6上设定的温度,当工件5进入均温室3内部后,如果均温室3的内部温度高于温控仪3.6的设定温度,则开启均温室供风装置3.2而吹入冷风,同时均温室加热装置3.4停止加热;反之,如果均温室3的内部温度低于温控仪3.6的设定温度,则关闭均温室供风装置3.2,同时启动均温室加热装置3.4而开始进行加热。双向调节的目的在于将均温室3的内部温度迅速控制在较小的范围内,并趋于接近温控仪3.6的设定温度。同时,利用均温室搅拌风机3.3强制循环均温室3内部的空气。通过上述措施,加之工件5上温度较高的区域通过热传递向温度较低的区域传递热量,可使工件5在1000秒内快速达到同样的转变温度而进行珠光体转变。此时金属析出渗碳体和铁素体的比例趋于一致,硬度都控制在极小的范围内,由此达到等温正火工艺理想的效果。
以上结合附图示例说明了本发明的一些优选实施例式。本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解,上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的,而非限制性的。而且,本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案,或者进行其它改动,而都属于本发明的范围之内。

Claims (2)

1.一种双室等温正火风冷却系统,其特征在于:所述的双室等温正火风冷却系统包括并排设置在奥氏体加热炉(1)和等温转变炉(4)之间的快速冷却室(2)以及均温室(3);其中快速冷却室(2)包括快速冷却室箱体(2.3)和冷却供风风机(2.2);所述的快速冷却室箱体(2.3)上靠近奥氏体加热炉(1)及均温室(3)的侧面上分别形成有一个工件通过口;冷却供风风机(2.2)安装在快速冷却室箱体(2.3)上;均温室3包括均温室箱体(3.7)、均温室隔断门(3.1)、均温室供风装置(3.2)、均温室搅拌风机(3.3)、均温室加热装置(3.4)、温度感应装置(3.5)和温控仪(3.6);所述的均温室箱体(3.7)上靠近快速冷却室(2)及等温转变炉(4)的侧面上分别形成有一个工件通过口;每个工件通过口上分别安装一个均温室隔断门(3.1);均温室供风装置(3.2)、均温室搅拌风机(3.3)、均温室加热装置(3.4)和温度感应装置(3.5)安装在均温室箱体(3.7)上;温控仪(3.6)设置在均温室箱体(3.7)外部,并通过导线分别与均温室供风装置(3.2)、均温室加热装置(3.4)和温度感应装置(3.5)电连接。
2.根据权利要求1所述的双室等温正火风冷却系统,其特征在于:所述的快速冷却室箱体(2.3)的每个工件通过口上以可选择的方式安装一个快速冷却室隔断门(2.1)。
CN201810874857.4A 2018-08-03 2018-08-03 双室等温正火风冷却系统 Active CN108660296B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810874857.4A CN108660296B (zh) 2018-08-03 2018-08-03 双室等温正火风冷却系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810874857.4A CN108660296B (zh) 2018-08-03 2018-08-03 双室等温正火风冷却系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108660296A true CN108660296A (zh) 2018-10-16
CN108660296B CN108660296B (zh) 2019-07-30

Family

ID=63788824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810874857.4A Active CN108660296B (zh) 2018-08-03 2018-08-03 双室等温正火风冷却系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108660296B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113046536A (zh) * 2021-03-05 2021-06-29 常州利腾机械有限公司 一种工业减速机毛坯的热处理工艺
CN114480793A (zh) * 2021-12-23 2022-05-13 江苏理研科技股份有限公司 一种多功能热处理炉及其控制方法
CN114561519A (zh) * 2022-03-17 2022-05-31 思博鲍尔(唐山)科技有限公司 一种等温正火系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101363073A (zh) * 2008-09-10 2009-02-11 江苏太平洋精密锻造有限公司 渗碳齿轮钢锻坯等温正火工艺
CN202090024U (zh) * 2011-05-12 2011-12-28 黄培 U式热回收型等温正火炉
CN102399953A (zh) * 2011-12-26 2012-04-04 天津市鼎元工业炉新技术开发有限公司 悬挂式等温正火生产线
CN203269990U (zh) * 2013-05-08 2013-11-06 湖北中冶窑炉有限公司 一种采用烟气冷却的无缝钢管正火炉
CN203741371U (zh) * 2013-10-12 2014-07-30 常州精棱铸锻有限公司 锻件的等温正火装置
CN106702126A (zh) * 2017-02-27 2017-05-24 北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司 铁路车轴热处理系统
CN208701124U (zh) * 2018-08-03 2019-04-05 天津鼎元热工工程有限公司 双室等温正火风冷却系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101363073A (zh) * 2008-09-10 2009-02-11 江苏太平洋精密锻造有限公司 渗碳齿轮钢锻坯等温正火工艺
CN202090024U (zh) * 2011-05-12 2011-12-28 黄培 U式热回收型等温正火炉
CN102399953A (zh) * 2011-12-26 2012-04-04 天津市鼎元工业炉新技术开发有限公司 悬挂式等温正火生产线
CN203269990U (zh) * 2013-05-08 2013-11-06 湖北中冶窑炉有限公司 一种采用烟气冷却的无缝钢管正火炉
CN203741371U (zh) * 2013-10-12 2014-07-30 常州精棱铸锻有限公司 锻件的等温正火装置
CN106702126A (zh) * 2017-02-27 2017-05-24 北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司 铁路车轴热处理系统
CN208701124U (zh) * 2018-08-03 2019-04-05 天津鼎元热工工程有限公司 双室等温正火风冷却系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113046536A (zh) * 2021-03-05 2021-06-29 常州利腾机械有限公司 一种工业减速机毛坯的热处理工艺
CN113046536B (zh) * 2021-03-05 2024-04-19 常州利腾机械有限公司 一种工业减速机毛坯的热处理工艺
CN114480793A (zh) * 2021-12-23 2022-05-13 江苏理研科技股份有限公司 一种多功能热处理炉及其控制方法
CN114561519A (zh) * 2022-03-17 2022-05-31 思博鲍尔(唐山)科技有限公司 一种等温正火系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108660296B (zh) 2019-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108660296B (zh) 双室等温正火风冷却系统
CN105886717B (zh) 一种钢的锻造余热正火方法
CN105593384A (zh) 环状构件的热处理方法以及环状构件的热处理设备
CN109182680B (zh) 一种冷镦用马氏体不锈钢棒线材的退火硬度的控制方法
CN104729278A (zh) 运动托辊式厢式加热炉及热成形分段强化工艺
CN102286655B (zh) 锻造余热等温正火的方法
CN103789520B (zh) 匀速冷却介质及其在锻后控制冷却过程中的应用
CN107955877A (zh) 辊底式热处理炉内超低氧含量的控制方法
CN105369015A (zh) 一种42CrMo轴类零件淬火热处理工艺
CN208701124U (zh) 双室等温正火风冷却系统
CN103350116B (zh) 一种有利于Cr、Mo钢球化退火的轧制工艺
CN106086360A (zh) 一种工业汽轮机转子锻件的热处理方法
CN101591727A (zh) 一种低碳合金钢锻件毛坯的热处理方法
CN203635845U (zh) 一种非调质钢锻件的锻后控冷装置
CN104328249A (zh) 一种汽车全空心半轴的热处理方法
CN109174976B (zh) 一种降低中高碳板带钢脱碳层厚度的轧制方法
CN101818239B (zh) 铁路车轮热处理加热炉及其热处理工艺方法
CN105969945A (zh) 一种泵用20Cr13中段的调质工艺
CN113174470B (zh) 一种F45MnVS钢材连续正火热处理方法
CN105969949A (zh) 18CrNiMo7-6齿轮轴锻件预热处理等温退火工艺
CN110229947B (zh) 一种车桥管井式炉淬火方法
CN101899558B (zh) 汽车稳定杆的热处理工艺
CN107470853A (zh) 一种非调质制动凸轮轴及其制造方法
CN105886736A (zh) 一种大截面轴类锻件热处理方法
CN110343823B (zh) 一种等温正火热处理工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant