CN110760649A - 一种轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，涉及轴承生产加工领域，包括如下步骤：S1、通过试验测量淬火硝盐槽内水的消耗速度，所述消耗速度记为D；S2、根据所述消耗速度乘以一个工步周期的时长计算得到每个工步周期内向所述淬火硝盐槽补水的补水量，所述一个工步周期的时长记为△T，所述补水量记为M1，M1=D*△T；S3、实际淬火加工中，每个工步周期内按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水，并搅拌所述淬火硝盐槽内的硝盐和水使它们均匀混合。本发明能够减少轴承零件淬火过程中硝盐含水量的波动，提高轴承零件的淬火质量。

Description

一种轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法
技术领域
本发明涉及轴承生产加工领域，并且更具体地，涉及一种轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法。
背景技术
对于棍棒炉、箱式炉、网带炉等炉型，通常采用硝盐为淬火介质进行淬火生产工艺，轴承零件采用硝盐淬火比采用油淬能够提高产品的淬透性，采用硝盐更适应于进行中大型轴承淬火工艺，硝盐中添加一定水分，可以更加提高淬火盐的冷却特性。硝盐内水分含量直接影响硝盐的冷却速度，当其水分含量出现较大波动时，轴承零件的理化性能、金相组织及变形将出现很大的波动，影响产品的后续加工和使用寿命。由于硝盐有结晶水的缘故，测量硝盐内水分含量需要长时间烘干蒸发，测得的数据指导生产存在滞后性，水分含量波动范围可达0.3-0.5%，对生产影响较大。而且目前采用硝盐生产多数采用人工加水，对不同壁厚产品采用一次性加水生产，加水后续进行适当搅拌均匀后进行生产，采用该方式加水人工控制含水量不够精确，加水后搅拌不均匀，零件淬火易产生裂纹，搅拌均匀生产，影响生产效率。
发明内容
本发明目的就是为了弥补现有技术存在的缺陷，提供一种轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，减少轴承零件淬火过程中硝盐含水量的波动，提高轴承零件的淬火质量。
本发明的技术方案如下：一种轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、通过试验测量淬火硝盐槽内水的消耗速度，所述消耗速度记为D；
S2、根据所述消耗速度乘以一个工步周期的时长计算得到每个工步周期内向所述淬火硝盐槽补水的补水量，所述一个工步周期的时长记为△T，所述补水量记为M1，M1=D*△T；
S3、实际淬火加工中，每个工步周期内按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水，并搅拌所述淬火硝盐槽内的硝盐和水使它们均匀混合。
进一步，步骤S1中，在第一时刻从所述淬火硝盐槽中提取硝盐和水混合物的第一样品，称量所述第一样品的重量，然后将所述第一样品烘干，称量烘干后的所述第一样品的重量，其中第一时刻记为T1，所述第一样品烘干前的重量记为M2，所述第一样品烘干后的重量记为M3；在第二时刻从所述淬火硝盐槽中提取硝盐和水混合物的第二样品，称量所述第二样品的重量，然后将所述第二样品烘干，称量烘干后的所述第二样品的重量，其中第二时刻记为T2，所述第二样品烘干前的重量记为M4，所述第二样品烘干后的重量记为M5；根据上述测量结果起算所述消耗速度，D=(M2/M3-M4/M5)*(M6/(T2-T1))，其中M6为所述淬火硝盐槽中硝盐的总重量。
进一步，所述第二时刻与第一时刻间隔1小时。
进一步，所述一个工步周期的时长为5-10分钟。
进一步，在每个工步周期的开始按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水。
进一步，步骤S3中，控制补水系统每个工步周期内按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水，所述补水系统包括PLC上位机控制器、继电器、电控计量泵和储水槽，所述PLC上位机控制器、继电器和电控计量泵依次电连接，所述储水槽与所述淬火硝盐槽通过输水管路连通，所述电控计量泵设置在所述输水管路上。
进一步，所述淬火硝盐槽上设置有搅拌电机，所述搅拌电机与所述PLC上位机控制器电连接，所述搅拌电机连接有对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行搅拌的搅拌件。
进一步，还包括设置在所述淬火硝盐槽上的温度传感器和对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行加热的感应加热设备，所述温度传感器和感应加热设备与所述PLC上位机控制器电连接，当所述温度传感器检测到所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物的温度低于设定值时，控制所述感应加热设备对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行加热，直至所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物的温度达到设定值。
本发明的有益效果在于：能够精确控制淬火硝盐槽的补水量，淬火硝盐槽内硝盐的含水量波动小，轴承零件淬火不易产生裂纹，轴承零件的淬火质量好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将本对发明描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的补水系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
一种轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，包括如下步骤：
S1、通过试验测量淬火硝盐槽内水的消耗速度，所述消耗速度记为D。试验测量时设置淬火硝盐槽的工作条件与实际淬火加工中的条件相同，从而能够测得接近实际淬火加工中淬火硝盐槽内水的消耗速度。
S2、根据所述消耗速度乘以一个工步周期的时长计算得到每间隔一个工步周期向所述淬火硝盐槽补水的补水量，所述一个工步周期的时长记为△T，所述补水量记为M1，M1=D*△T。实际淬火加工中，多批轴承零件连续地周期性进入所述淬火硝盐槽进行淬火，淬火完成后从所述淬火硝盐槽出来，工步周期指一批轴承零件进入所述淬火硝盐槽到从所述淬火硝盐槽出来的过程，一个工步周期的时长即为该一个工步周期的时间间隔。
S3、实际淬火加工中，每个工步周期内按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水，并搅拌所述淬火硝盐槽内的硝盐和水使它们均匀混合。
对于传统的一次性加水生产方法，在淬火前计算将所有轴承零件淬火完成所需要的耗水量，然后一次性加入该耗水量的水，导致淬火中不同工步内淬火硝盐槽中的含水量差别较大，会导致不同批次的轴承零件的理化性能、金相组织及变形将出现很大的波动，影响产品的后续加工和使用寿命。本发明的上述方法与传统的方法不同，通过测量出淬火过程中淬火硝盐槽内的耗水速度，计算出为了保持不同工步之间淬火硝盐槽内硝盐含水量的稳定，需要在每个工步内进行补水的量，在实际淬火加工中，每个工步周期内按该计算出来的量向所述淬火硝盐槽内加水，并搅拌所述淬火硝盐槽内的硝盐和水使它们均匀混合，从而能够保证不同工步内淬火硝盐槽中的含水量差别较小，能够控制在0.1%之内，不同批次的轴承零件的理化性能、金相组织及变形接近，便于产品的后续加工和提高使用寿命。而且加水搅拌后，水与硝盐的混合更加均匀，轴承零件淬火不易产生裂纹。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤S1中测量淬火硝盐槽内水的消耗速度的方法如下，在第一时刻从所述淬火硝盐槽中提取硝盐和水混合物的第一样品，称量所述第一样品的重量，然后将所述第一样品烘干，称量烘干后的所述第一样品的重量，其中第一时刻记为T1，所述第一样品烘干前的重量记为M2，所述第一样品烘干后的重量记为M3；在第二时刻从所述淬火硝盐槽中提取硝盐和水混合物的第二样品，称量所述第二样品的重量，然后将所述第二样品烘干，称量烘干后的所述第二样品的重量，其中第二时刻记为T2，所述第二样品烘干前的重量记为M4，所述第二样品烘干后的重量记为M5；根据上述测量结果起算所述消耗速度，D=(M2/M3-M4/M5)*(M6/(T2-T1))，其中M6为所述淬火硝盐槽中硝盐的总重量。
根据本发明的一些优选实施方式，所述第二时刻与第一时刻间隔1小时。
根据本发明的一些优选实施方式，所述一个工步周期的时长为5-10分钟。
根据本发明的一些优选实施方式，在每个工步周期的开始按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤S3中，控制补水系统每个工步周期内按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水，如图1所示，所述补水系统包括PLC上位机控制器、继电器、电控计量泵和储水槽，所述PLC上位机控制器、继电器和电控计量泵依次电连接，所述储水槽与所述淬火硝盐槽通过输水管路连通，所述电控计量泵设置在所述输水管路上。所述PLC上位机控制器包括输入模块、输出模块、存储模块、通讯模块和处理器，通过所述输入模块可以向所述PLC上位机控制器输入控制指令，包括补水的时间点（即每个周期内补水的时刻）和补水的量，所述处理器运算处理得到控制信号，并通过通讯模块传送给继电器，控制所述继电器连通的时间点和连通的时间，从而控制计量泵工作从储水槽向淬火硝盐槽内加水的时间点和补水的量。该补水控制方式与传统的通过人工加水控制含水量相比，淬火硝盐槽内硝盐的含水量控制更加精确，生产效率高。
根据本发明的一些优选实施方式，所述淬火硝盐槽上设置有搅拌电机，所述搅拌电机与所述PLC上位机控制器电连接，所述搅拌电机连接有对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行搅拌的搅拌件，每次补水后，PLC上位机控制器通过其通讯模块给搅拌电机发送控制信号，控制搅拌电机转动一段时间从而带动搅拌件将淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物搅拌均匀。
根据本发明的一些优选实施方式，还包括设置在所述淬火硝盐槽上的温度传感器和对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行加热的感应加热设备，所述温度传感器和感应加热设备与所述PLC上位机控制器电连接，当所述温度传感器检测到所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物的温度低于设定值时，控制所述感应加热设备对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行加热，直至所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物的温度达到设定值。通过上述设置，能够防止向淬火硝盐槽加入的水过量，当向淬火硝盐槽加入的水过量时，会导致淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物的温度偏低，通过感应加热设备对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行加热，能够加快淬火硝盐槽内水的蒸发，从而将淬火硝盐槽内水的含量降到设定值内，因此能够更加精确地控制淬火硝盐槽内水的含量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、通过试验测量淬火硝盐槽内水的消耗速度，所述消耗速度记为D；
S2、根据所述消耗速度乘以一个工步周期的时长计算得到每个工步周期内向所述淬火硝盐槽补水的补水量，所述一个工步周期的时长记为△T，所述补水量记为M1，M1=D*△T；
S3、实际淬火加工中，每个工步周期内按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水，并搅拌所述淬火硝盐槽内的硝盐和水使它们均匀混合。
2.根据权利要求1所述的轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于，步骤S1中，在第一时刻从所述淬火硝盐槽中提取硝盐和水混合物的第一样品，称量所述第一样品的重量，然后将所述第一样品烘干，称量烘干后的所述第一样品的重量，其中第一时刻记为T1，所述第一样品烘干前的重量记为M2，所述第一样品烘干后的重量记为M3；在第二时刻从所述淬火硝盐槽中提取硝盐和水混合物的第二样品，称量所述第二样品的重量，然后将所述第二样品烘干，称量烘干后的所述第二样品的重量，其中第二时刻记为T2，所述第二样品烘干前的重量记为M4，所述第二样品烘干后的重量记为M5；根据上述测量结果起算所述消耗速度，D=(M2/M3-M4/M5)*(M6/(T2-T1))，其中M6为所述淬火硝盐槽中硝盐的总重量。
3.根据权利要求2所述的轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于，所述第二时刻与第一时刻间隔1小时。
4.根据权利要求3所述的轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于，所述一个工步周期的时长为5-10分钟。
5.根据权利要求4所述的轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于，在每个工步周期的开始按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水。
6.根据权利要求5所述的轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于，步骤S3中，控制补水系统每个工步周期内按所述补水量向所述淬火硝盐槽内加水，所述补水系统包括PLC上位机控制器、继电器、电控计量泵和储水槽，所述PLC上位机控制器、继电器和电控计量泵依次电连接，所述储水槽与所述淬火硝盐槽通过输水管路连通，所述电控计量泵设置在所述输水管路上。
7.根据权利要求6所述的轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于，所述淬火硝盐槽上设置有搅拌电机，所述搅拌电机与所述PLC上位机控制器电连接，所述搅拌电机连接有对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行搅拌的搅拌件。
8.根据权利要求7所述的轴承零件淬火用硝盐含水量控制方法，其特征在于，还包括设置在所述淬火硝盐槽上的温度传感器和对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行加热的感应加热设备，所述温度传感器和感应加热设备与所述PLC上位机控制器电连接，当所述温度传感器检测到所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物的温度低于设定值时，控制所述感应加热设备对所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物进行加热，直至所述淬火硝盐槽内硝盐和水的混合物的温度达到设定值。
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