CN109762975B - 一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，包括如下步骤：a、锻造；b、支撑装置与冷却通道的准备；c、正火；d、退火。本发明取消正火加热环节资源成本的消耗，在冷却通道装置内实现快速均匀降温，经过对工艺的优化和对设备的改造后，形成锻造、正火和退火结合的一条生产线，节约了锻造以后重新加热正火和退火的能源消耗和人力资源的成本问题，产品质量的稳定性也显著提高了。

Description

一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺

技术领域

本发明属于零件锻造后续热处理领域，尤其涉及一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺。

背景技术

谐波减速器是一种特殊的齿轮减速器，常见的齿轮减速机有：圆柱齿轮减速机，涡轮蜗杆减速器、行星减速机等等。而谐波减速器是基于行星系传动的一种特殊轮系传动。波减速器由于具有承载能力高，传动比大，体积小、重量轻、传动平稳且传动精度高等这些特点，和传统减速器相比，谐波减速器在传动结构上有着无法比拟的优势，广泛应用在各伺服驱动或自动化执行机构中，工业机器人就是典例。不仅在机器人领域，随着现在制造业技术水平的提高，各种改进、创新的新型谐波传动机构，现已广泛应用于电子、机械、航天、航海、仪表仪器、医疗、化工能源、工业机器人等等行业。谐波减速器有三大核心零部件：钢性齿轮、柔性齿轮、波发生器。柔性齿轮是一种带有外圈齿的柔性薄壁弹性体零部件，在谐波减速器运动过程中，柔性齿轮因为受到波发生器的作用，会产生周期性的弹性形变。所以柔性齿轮的材料就要具有高韧性和抗疲劳强度的性能，因为谐波传动本质还是齿轮啮合，所以要求柔性齿轮具有较高的强度。结合来说，柔性齿轮的材料就要具有高强度和高韧性相配合的机械性能。

谐波减速器中柔性齿轮目前锻造结束后空气中自然冷却，材料锻造温度1300℃左右，终锻温度900℃，锻造后空冷，由于材料强度较高空冷后硬度过高难以加工，后续工艺要重新加热正火和退火处理来除去锻造应力和细化组织，由于加热工序多，生产环节衔接困难，会造成生产效率低，造成加工成本高，人力资源浪费，各环节质量难以控制等因素。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，能够利用锻造后余温来代替正火二次加热温度，取消正火加热环节资源成本的消耗，在冷却通道装置内实现快速均匀降温，经过对工艺的优化和对设备的改造后，形成锻造、正火和退火结合的一条生产线，节约了锻造以后重新加热正火和退火的能源消耗和人力资源的成本问题，产品质量的稳定性也显著提高了。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，其特征在于包括如下步骤：

a、锻造：

1)下料：裁剪棒料进行下料。

2)加热：将棒料加热至800-1150℃。

3)锻造成型：进行锻造成型，锻件锻造温度为1300℃，终锻温度为900℃。柔轮毛胚锻件锻造成型。

b、支撑装置与冷却通道的准备：

1)装置检查。

2)支撑装置的调节：根据锻件的尺寸调节支撑装置中上支撑圈与下支撑圈之间的间距，先将卡块上的第一顶紧螺栓松开，滑动滑轨上的滑块，调节上支撑圈的高度，然后拧紧卡块上的第一顶紧螺栓，将滑块固定在滑轨上，完成支撑装置的调节。调节支撑圈上下间距，便于在冷却过程中更好的卡住锻件，防止锻件在冷却过程中脱落，影响锻件质量。

3)冷却通道装置的调节：根据退火炉的高度，调节冷却通道装置的高度，将冷却通道装置的顶板撑起，顶板带动连接在顶板底部的套杆仪器向上移动，支撑架中的定位杆与套筒滑动连接则不会向上移动，转动位于支撑架上的支撑板，将支撑板卡入限位板中，再放下顶板，完成冷却通道装置的高度调节。调节冷却通道装置的高度，以便减小冷却通道装置与退火炉的炉口的高度落差，方便锻件在冷却以后能够更加方便省力的进入退火炉中完成剩余的退火工序。

4)冷却通道装置固定。

5)冷却通道装置盖板安装。

c、正火：将锻造成型的锻件置于位于传送装置上的支撑装置中，开启支撑装置的动力开关，支撑装置开始旋转，打开离心风机，开启传送装置开关，将支撑装置送入冷却通道装置，冷却通道装置内的离心风机对锻件进行均匀冷却。在锻件锻造成型后，锻件温度为900℃，直接对锻件进行正火处理，将锻件置于支撑装置中，支撑装置在冷却通道装置中旋转，能够使得锻件均匀受风，冷却更加均匀。在正火过程中，若是将锻件直接置于传送带或者地面上空冷，则会使锻件与底面或者传送带的接触接触面冷却速率降低，导致锻件冷却不均匀，若是倒扣锻件，则会使锻件内侧冷却速率降低，通过支撑装置能使锻件冷却更加均匀，提升锻件质量。

d、退火：待锻件温度降低到500℃以下时，将冷却通道内的锻件送入退火炉中，保温，之后随炉冷却。

进一步，冷却通道装置的盖板设有进风窗，进风窗的叶片朝向出风口斜向设置，能够使冷却通道装置使用时不断向通道内补充空气，能够使得锻件更加快速的冷却。

进一步，冷却通道装置内设有温度传感器，能够测量冷却通道内铸件的温度，以便在铸件温度低于500℃时能够及时将铸件送入退火炉中保温。

进一步，步骤a中2)加热中充入惰性气体，防止表面的铁氧化，减少棒料的烧损。

进一步，步骤b中1)装置检查的详细步骤为：开启支撑装置的动力开关，查看支撑装置能否转动；查看滑块能否正常在滑轨中滑动；检查传送装置能否正常启动；检查风机能否正常运转。能够减少在生产过程中机器不能使用导致影响生产。

进一步，步骤b中4)冷却通道装置固定的详细步骤为：先将限位块上的第二顶紧螺栓松开，滑动限位块调节限位块在限位杆上的位置，之后拧紧第二顶紧螺栓，转动旋转块，将限位杆固定在套杆上并且旋转块卡紧支撑板，加强支撑板的稳固性，防止支撑板在意外撞击后松动，影响冷却通道装置的使用，更有甚者引发人身伤害。

进一步，步骤b中5)冷却通道装置盖板安装的详细步骤为：先将冷却通道装置中的顶板与传送装置清理干净，然后在盖板内侧安装支撑杆，之后调节盖板的方向，将盖板置于顶板上，将支撑杆固定在顶板上，离心风机设于盖板上，在盖板设置支撑杆能够起到支撑作用，防止盖板变形，同时便于盖板与顶板的拆卸，方便维护传送装置。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明通过支撑装置在冷却过程中更好的卡住锻件，防止锻件在冷却过程中脱落。冷却通道装置能够调节高度，减小冷却通道装置与退火炉的炉口的高度落差，方便锻件在冷却以后能够更加方便省力的进入退火炉中完成剩余的退火工序。在锻件锻造成型后，锻件温度为900℃，直接对锻件进行正火处理，将锻件置于支撑装置中，支撑装置在冷却通道装置中旋转，能够使得锻件均匀受风，冷却更加均匀。本发明取消正火加热环节资源成本的消耗，在冷却通道装置内实现快速均匀降温，经过对工艺的优化和对设备的改造后，形成锻造、正火和退火结合的一条生产线，节约了锻造以后重新加热正火和退火的能源消耗和人力资源的成本问题，产品质量的稳定性也显著提高了。

本发明中支撑装置包括动力旋转机构、上支撑圈和下支撑圈，下支撑圈设置于动力旋转机构上，动力旋转机构带动下支撑圈缓慢转动，下支撑圈设有下支撑块，下支撑块向上倾斜，顶面设有凸起部，凸起部限位锻件，下支撑块与锻件接触面积小，能够更少的影响锻件冷却，使锻件冷却更加均匀，提升锻件质量，下支撑圈设有滑轨，滑轨上设有滑块，滑块与滑轨滑动连接，滑块外套设有卡块，卡块设设置有第一顶紧螺栓，第一顶紧螺栓顶紧滑轨，上支撑圈与滑块固定连接，上支撑圈设置有上支撑块，上支撑块向下倾斜，便于锻件放置时的定位，支撑装置与锻件接触面积小，有利于锻件的均匀冷却，支撑装置能够旋转，在冷却通道装置中受风更加均匀，冷却也更加均匀，进一步提高锻件的质量。本发明中冷却通道装置包括传送装置、顶板、盖板、离心风机和支撑架，传送装置设置于顶板上，顶板上设置盖板，盖板上设置离心风机，离心风机对盖板内侧的铸件进行风冷，顶板的底部设置有套杆，支撑架设置有定位杆，定位杆设置于套杆中，定位杆与套杆滑动连接，支撑架上设有支撑板，支撑板与支撑架转动连接，顶板的底部设有限位板，限位板限位支撑板。本发明支撑装置与锻件接触面积小，有利于锻件的均匀冷却，支撑装置能够旋转，在冷却通道装置中受风更加均匀，冷却也更加均匀，进一步提高锻件的质量，冷却通道装置能够高度调节以便减小冷却通道装置与退火炉的炉口的高度落差，方便锻件在冷却以后能够更加方便省力的进入退火炉中完成剩余的退火工序，冷却通道装置与支撑装置配合能够使锻件冷却更加快速、更加均匀，提高铸件的质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺的结构示意图；

图2为本发明中调节冷却通道装置高度的结构示意图；

图3为本发明中支撑装置的结构示意图；

图4为本发明中锻件置于支撑装置中的结构示意图；

图5为本发明中支撑架的结构示意图。

图中，1-动力旋转机构；2-上支撑圈；3-下支撑圈；4-下支撑块；5-凸起部；6-滑轨；7-滑块；8-卡块；9-第一顶紧螺栓；10-上支撑块；11-传送装置；12-顶板；13-盖板；14-离心风机；15-支撑架；16-套杆；17-定位杆；18-支撑板；19-限位板；20-进风窗；21-限位杆；22-限位块；23-旋转块；24-第二顶紧螺栓；25-支撑装置；26-支撑杆。

具体实施方式

如图1至图5所示，为本发明一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，包括如下步骤：

a、锻造：

1)下料：裁剪棒料进行下料。

2)加热：将棒料加热至800-1150℃。

3)锻造成型：进行锻造成型，锻件锻造温度为1300℃，终锻温度为900℃。柔轮毛胚锻件锻造成型。

b、支撑装置25与冷却通道的准备：

1)装置检查。

2)支撑装置25的调节：根据锻件的尺寸调节支撑装置25中上支撑圈2与下支撑圈3之间的间距，先将卡块8上的第一顶紧螺栓9松开，滑动滑轨6上的滑块7，调节上支撑圈2的高度，然后拧紧卡块8上的第一顶紧螺栓9，将滑块7固定在滑轨6上，完成支撑装置25的调节。调节支撑圈上下间距，便于在冷却过程中更好的卡住锻件，防止锻件在冷却过程中脱落，影响锻件质量。

3)冷却通道装置的调节：根据退火炉的高度，调节冷却通道装置的高度，将冷却通道装置的顶板12撑起，顶板12带动连接在顶板12底部的套杆16仪器向上移动，支撑架15中的定位杆17与套筒滑动连接则不会向上移动，转动位于支撑架15上的支撑板18，将支撑板18卡入限位板19中，再放下顶板12，完成冷却通道装置的高度调节。调节冷却通道装置的高度，以便减小冷却通道装置与退火炉的炉口的高度落差，方便锻件在冷却以后能够更加方便省力的进入退火炉中完成剩余的退火工序。

4)冷却通道装置固定。

5)冷却通道装置盖板安装。

c、正火：将锻造成型的锻件置于位于传送装置11上的支撑装置25中，开启支撑装置25的动力开关，支撑装置25开始旋转，打开离心风机14，开启传送装置11开关，将支撑装置25送入冷却通道装置，冷却通道装置内的离心风机14对锻件进行均匀冷却。在锻件锻造成型后，锻件温度为900℃，直接对锻件进行正火处理，将锻件置于支撑装置25中，支撑装置25在冷却通道装置中旋转，能够使得锻件均匀受风，冷却更加均匀。在正火过程中，若是将锻件直接置于传送带或者地面上空冷，则会使锻件与底面或者传送带的接触接触面冷却速率降低，导致锻件冷却不均匀，若是倒扣锻件，则会使锻件内侧冷却速率降低，通过支撑装置25能使锻件冷却更加均匀，提升锻件质量。

d、退火：待锻件温度降低到500℃以下时，将冷却通道内的锻件送入退火炉中，保温，之后随炉冷却。

冷却通道装置的盖板13设有进风窗20，进风窗20的叶片朝向出风口斜向设置，能够使冷却通道装置使用时不断向通道内补充空气，能够使得锻件更加快速的冷却。

冷却通道装置内设有温度传感器，能够测量冷却通道内铸件的温度，以便在铸件温度低于500℃时能够及时将铸件送入退火炉中保温。

步骤a中2)加热中充入惰性气体，防止表面的铁氧化，减少棒料的烧损。

步骤b中1)装置检查的详细步骤为：开启支撑装置25的动力开关，查看支撑装置25能否转动；查看滑块7能否正常在滑轨6中滑动；检查传送装置11能否正常启动；检查风机能否正常运转。能够减少在生产过程中机器不能使用导致影响生产。

骤b中4)冷却通道装置固定的详细步骤为：先将限位块22上的第二顶紧螺栓24松开，滑动限位块22调节限位块在限位杆上的位置，之后拧紧第二顶紧螺栓24，转动旋转块23，将限位杆21固定在套杆16上并且旋转块卡紧支撑板18，加强支撑板18的稳固性，防止支撑板18在意外撞击后松动，影响冷却通道装置的使用，更有甚者引发人身伤害。

步骤b中5)冷却通道装置盖板安装的详细步骤为：先将冷却通道装置中的顶板12与传送装置11清理干净，然后在盖板13内侧安装支撑杆26，之后调节盖板13的方向，将盖板13置于顶板上，将支撑杆26固定在顶板12上。离心风机14设于盖板13上，在盖板13设置支撑杆26能够起到支撑作用，防止盖板13变形，同时便于盖板13与顶板12的拆卸，方便维护传送装置11。

本发明通过支撑装置25在冷却过程中更好的卡住锻件，防止锻件在冷却过程中脱落。冷却通道装置能够调节高度，减小冷却通道装置与退火炉的炉口的高度落差，方便锻件在冷却以后能够更加方便省力的进入退火炉中完成剩余的退火工序。在锻件锻造成型后，锻件温度为900℃，直接对锻件进行正火处理，将锻件置于支撑装置25中，支撑装置25在冷却通道装置中旋转，能够使得锻件均匀受风，冷却更加均匀。本发明取消正火加热环节资源成本的消耗，在冷却通道装置内实现快速均匀降温，经过对工艺的优化和对设备的改造后，形成锻造、正火和退火结合的一条生产线，节约了锻造以后重新加热正火和退火的能源消耗和人力资源的成本问题，产品质量的稳定性也显著提高了。

本发明中支撑装置25包括动力旋转机构1、上支撑圈2和下支撑圈3，下支撑圈3设置于动力旋转机构1上，动力旋转机构1带动下支撑圈3缓慢转动，下支撑圈3设有下支撑块4，下支撑块4向上倾斜，顶面设有凸起部5，凸起部5限位锻件，下支撑块4与锻件接触面积小，能够更少的影响锻件冷却，使锻件冷却更加均匀，提升锻件质量，下支撑圈3设有滑轨6，滑轨6上设有滑块7，滑块7与滑轨6滑动连接，滑块7外套设有卡块8，卡块8设设置有第一顶紧螺栓9，第一顶紧螺栓9顶紧滑轨6，上支撑圈2与滑块7固定连接，上支撑圈2设置有上支撑块10，上支撑块10向下倾斜，便于锻件放置时的定位，支撑装置25与锻件接触面积小，有利于锻件的均匀冷却，支撑装置25能够旋转，在冷却通道装置中受风更加均匀，冷却也更加均匀，进一步提高锻件的质量。本发明中冷却通道装置包括传送装置11、顶板12、盖板13、离心风机14和支撑架15，传送装置11设置于顶板12上，顶板12上设置盖板13，盖板13上设置离心风机14，离心风机14对盖板13内侧的铸件进行风冷，顶板12的底部设置有套杆16，支撑架15设置有定位杆17，定位杆17设置于套杆16中，定位杆17与套杆16滑动连接，支撑架15上设有支撑板18，支撑板18与支撑架15转动连接，顶板12的底部设有限位板19，限位板19限位支撑板18。本发明支撑装置25与锻件接触面积小，有利于锻件的均匀冷却，支撑装置25能够旋转，在冷却通道装置中受风更加均匀，冷却也更加均匀，进一步提高锻件的质量，冷却通道装置能够高度调节以便减小冷却通道装置与退火炉的炉口的高度落差，方便锻件在冷却以后能够更加方便省力的进入退火炉中完成剩余的退火工序，冷却通道装置与支撑装置25配合能够使锻件冷却更加快速、更加均匀，提高铸件的质量。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，其特征在于包括如下步骤：

a、锻造：

1)下料：裁剪棒料进行下料；

2)加热：将棒料加热至800-1150℃；

3)锻造成型：进行锻造成型，锻件锻造温度为1300℃，终锻温度为900℃；

b、支撑装置与冷却通道的准备：

1)装置检查；

2)支撑装置的调节：根据锻件的尺寸调节支撑装置中上支撑圈与下支撑圈之间的间距，先将卡块上的第一顶紧螺栓松开，滑动滑轨上的滑块，调节上支撑圈的高度，然后拧紧卡块上的第一顶紧螺栓，将滑块固定在滑轨上，完成支撑装置的调节；

3)冷却通道装置的调节：根据退火炉的高度，调节冷却通道装置的高度，将冷却通道装置的顶板撑起，顶板带动连接在顶板底部的套杆仪器向上移动，支撑架中的定位杆与套筒滑动连接则不会向上移动，转动位于支撑架上的支撑板，将支撑板卡入限位板中，再放下顶板，完成冷却通道装置的高度调节；

4)冷却通道装置固定：先将限位块上的第二顶紧螺栓松开，滑动限位块调节限位块在限位杆上的位置，之后拧紧第二顶紧螺栓，转动旋转块，将限位杆固定在套杆上并且旋转块卡紧支撑板：

5)冷却通道装置盖板安装；

c、正火：将锻造成型的锻件置于位于传送装置上的支撑装置中，开启支撑装置的动力开关，支撑装置开始旋转，打开离心风机，开启传送装置开关，将支撑装置送入冷却通道装置，冷却通道装置内的离心风机对锻件进行均匀冷却；

d、退火：待锻件温度降低到500℃以下时，将冷却通道内的锻件送入退火炉中，保温，之后随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，其特征在于：所述冷却通道装置的盖板设有进风窗，所述进风窗的叶片朝向出风口斜向设置。

3.根据权利要求1所述的一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，其特征在于：所述冷却通道装置内设有温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，其特征在于：步骤a中2)加热中充入惰性气体，防止表面的铁氧化，减少棒料的烧损。

5.根据权利要求1所述的一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，其特征在于：步骤b中1)装置检查的详细步骤为：开启支撑装置的动力开关，查看支撑装置能否转动；查看滑块能否正常在滑轨中滑动；检查传送装置能否正常启动；检查风机能否正常运转。

6.根据权利要求1所述的一种超过强度钢锻造成型工艺和正退火结合的热处理工艺，其特征在于：步骤b中5)冷却通道装置盖板安装的详细步骤为：先将冷却通道装置中的顶板与传送装置清理干净，然后在盖板内侧安装支撑杆，之后调节盖板的方向，将盖板置于顶板上，将支撑杆固定在顶板上。

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