CN110904310B - 一种金属型材热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热处理方法，尤其是一种金属型材热处理方法，属于金属热处理技术领域；该工艺是将堆码好后的金属型材送入热处理炉进行加热，金属型材的编号一侧面朝向炉门放置，加热升温后，进行保温，完成后运出金属型材进行淬火，通过台车将金属型材送入加热炉中，加热处理后，将金属型材通过台车运出进行空冷，完成回火；本发明有效的解决了传统金属型材热处理升温时间周期长，能耗大的问题，本设计中，借助每层堆码的设计使得在淬火过程中金属型材可以充分的得到加热，使得淬火效率更高，尤其是结合堆码的设计以及在回火工艺中，减少托盘的带入，使回火工艺中有效的降低了能量的消耗，在同样热量的情况下，有效的提高了回火效率。

Description

一种金属型材热处理方法

技术领域

本发明涉及一种热处理方法，尤其是一种金属型材热处理方法，属于金属热处理技术领域。

背景技术

钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。

将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度Ac1(加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度)的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。一般用于减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。

淬火与回火的工艺属于金属热处理的传统工艺，并且属于金属热处理的常用工艺，而在实际应用中，淬火与回火是需要大量的能耗对金属进行加热处理，在目前提倡节能降耗的政策下，以及企业的运营成本的控制下，对于金属热处理工艺中降低能耗并提高生产效率是至关重要的，一直以来，关于金属热处理节能降耗的公开文章比比皆是，比如：《金属材料热处理节能技术研究进展》，王长宝，2015,(35)。因此，如何充分利用能源，并且还提高生产效率的方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种金属型材热处理方法，该处理方法能够有效的充分利用加热炉中的能量，并且促进金属型材能够快速升温从而实现节能降耗的同时提高生产效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种金属型材热处理方法，包括以下步骤：

S1、码垛，将金属型材在托盘上进行堆码，该码垛方式包括多层金属型材，层与层之间采用垫块隔离，每层金属型材具有多根金属型材，每层的相邻金属型材之间具有间隙，最底层的金属型材沿码垛的长度L方向为整体型材，最底层与托盘之间也设置有垫块；

S2、淬火，将堆码好后的金属型材送入热处理炉进行加热，金属型材的编号一侧面朝向炉门放置，加热升温后，进行保温，完成后运出金属型材进行淬火；

S3、搬运，利用工装穿入到淬火后的金属型材底层的下方，搬运时由吊运装置吊起工装，由工装带起码好的金属型材，加热炉的台车上设置支撑条，将码好金属型材最底层放置于支撑条上，取出工装，以实现回火工艺中不需要托盘且避免托盘造成的热损耗；

S4、回火，通过台车将金属型材送入加热炉中，加热处理后，将金属型材通过台车运出进行空冷，完成回火。

进一步的，所述步骤S1中，每层的金属型材在堆码的结构上，相邻的金属型材之间的间隙大于金属型材的宽度。

进一步的，所述垫块与工装均为条形金属条，其工装的高度低于垫块的高度。

进一步的，所述工装包括至少2根金属条，该金属条设置于底层的金属型材的下方。

进一步的，该金属条包括2根，并平行设置，且垂直于金属型材L方向放置，该金属条的长度大于堆码后的宽度D。

进一步的，所述步骤S3中，吊运装置包括起吊机构以及挂吊机构，该挂吊机构包括至少4个挂扣和连接起吊机构的挂钩，挂钩通过铁链连接挂钩，挂钩与挂钩之间的铁链还设置有固定铁链的固定框。

进一步的，所述步骤S2中，用于淬火的冷却介质为油或水。

进一步的，所述步骤S1中，还包括对堆码的型材进行编号，将堆码好的金属型材的一端面进行编号，并根据编号形成编号记录。

进一步的，所述步骤S1中，每层的金属型材排列方式由上至下相同以避免金属型材变形。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的一种金属型材热处理方法有效的解决了传统金属型材热处理升温时间周期长，能耗大的问题，本设计中，借助每层堆码的设计使得在淬火过程中金属型材可以充分的得到加热，使得淬火效率更高，尤其是结合堆码的设计以及在回火工艺中，减少托盘的带入，使回火工艺中有效的降低了能量的消耗，在同样热量的情况下，有效的提高了回火效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明流程图；

图2是本发明金属型材码垛结构示意图；

图3是本发明金属型材码垛结构俯视图；

图4是本发明金属型材码垛结构侧视图；

图5是挂吊结构的结构示意图；

图6是铁链固定的结构示意图；

图7是金属型材码垛结构在回火的台车上的示意图。

图中标记：1-金属型材、2-托盘、3-垫块、4-支撑条、5-吊运装置、51-挂扣、52-挂钩、53-铁链、54-固定框、6-工装。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例

一种金属型材热处理方法，如图1至图7所示，包括以下步骤：

S1、码垛，将金属型材1在托盘2上进行堆码，该码垛方式包括多层金属型材，层与层之间采用垫块3隔离，每层金属型材具有多根金属型材，每层的相邻金属型材之间具有间隙，最底层的金属型材沿码垛的长度L方向为整体型材，最底层与托盘之间也设置有垫块；

S2、淬火，将堆码好后的金属型材送入热处理炉进行加热，金属型材的编号一侧面朝向炉门放置，加热升温后，进行保温，完成后运出金属型材进行淬火；

S3、搬运，利用工装6穿入到淬火后的金属型材底层的下方，搬运时由吊运装置5吊起工装，由工装带起码好的金属型材，加热炉的台车上设置支撑条4，将码好金属型材最底层放置于支撑条上，取出工装，以实现回火工艺中不需要托盘且避免托盘造成的热损耗；

S4、回火，通过台车将金属型材送入加热炉中，加热处理后，将金属型材通过台车运出进行空冷，完成回火。

本实施例中，作为具体的描述，本方法在实际操作中，首先，由于每层金属型材的堆码，使得金属型材能在用于淬火的热处理炉(淬火炉)中进行升温，由于是采用的是型材，其本身结构具备非常好的调整的灵活性，虽然在一定的情况下可以更多的放入型材，但是为了保证其效果也是需要一定的设计的。另外，在淬火工艺中，其炉温能够达到850℃-1200℃，并且由于需要极速降温，采用工装的话淬火时会产生变形，从而导致安全事故，因此，在垫块的设计基础上，还采用了托盘，而托盘都是采用金属制成，通常一个金属托盘重达一吨多，在回火的工艺中，则该托盘将会吸收大量的热，而回火的温度较低，其炉温在300℃-850℃，并且是采用的空冷。因此，对比两种工艺，采用了回火工艺中避免托盘的进入以及方便搬运，从而采用了上述的方法，而此方法的应用使得金属型材在回火的热处理炉(回火炉)中升到目标温度仅仅需要原有基础上的时间的一半，在相同的环境下进行升温，缩短了一般的升温时间也降低了一半的能耗，从而有效的实现降低能耗，提高生产效率的效果。

作为更加具体的描述，在上述具体实施方式的设计原则上，所述步骤S1中，每层的金属型材在堆码的结构上，相邻的金属型材之间的间隙大于金属型材的宽度。

根据实际操作中，在摆放的设计上，以金属型材端面为说明，金属型材端面相邻的侧边(宽度b)较大的用于放置在垫块上。该结构是为了保证金属型材的稳定性。

结合上面所设计的要点中，我们传统的金属热处理工艺中，在淬火工艺中，常会伴随着一定的金属型材部分会出现表面硬度不达标的情况，虽然相对而言不合格的比例是非常小的，但是产品的生产上，对生产经营是具有非常大的影响的，而通过上述的设计经过淬火工艺的金属型材在表面硬度检测上，其合格率是100％。非生产设备或者是特别环境情况的影响，本设计是不用再担心产品热处理的合格率问题。

当然，由于是才垫块进行上下层的隔离，在实际当中，金属型材的高度a是相同的，主要不同的是在于金属型材的宽度b不同，因此，为了保证其加热效果，垫块的厚度是与金属型材的厚度相同，或者略大于金属型材的厚度。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，所述垫块与工装均为条形金属条，其工装的高度低于垫块的高度。利用该高度差的来实现工作对金属型材的搬运。

基于上述具体实施方式中，在其中一具体实施方式中，所述工装包括至少2根金属条，该金属条设置于底层的金属型材的下方。作为更加具体的设计，该金属条包括2根，并平行设置，且垂直于金属型材L方向放置，该金属条的长度大于堆码后的宽度D。

而作为更加具体的设计，作为具体的描述，在另一具体实施方式中，所述步骤S3中，吊运装置包括起吊机构以及挂吊机构，该挂吊机构包括至少4个挂扣51和连接起吊机构的挂钩52，挂钩通过铁链53连接挂钩，挂钩与挂钩之间的铁链还设置有固定铁链的固定框54。针对实际的应用效果，该方式有效的解决了一个关于采用工装托起金属型材而出现相对转动或者是高度不一出现滑落的安全问题。作为具体的，吊机结构为厂房内使用的行车。

作为更加具体的设计，如图5所示，该铁链为一环扣一环的结构，具体的，挂吊机构包括4个挂扣51，固定框可沿链条实现挂扣和挂钩之间来回滑动。具体的，固定框为矩形结构，其四个角处设置有四个通孔，链条穿过通孔。该通孔的侧壁上设置有用于装配定位销的装配孔，利用定位销穿过装配孔和链条中部的空心部分以实现固定框的位置定位。并且，利用该方式也调整了链条的长度，尤其是根据其长度可调整更加适应码好的金属型材的情况进行调整，进一步保证了其安全系数。作为更加具体的设计，其铁链与挂扣和挂钩的固定方式为常规技术。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，所述步骤S2中，用于淬火的冷却介质为油或水。

进一步的，作为更加具体的设计，尤其是对于目前需要达到产品生产加工需要具有记录可以追寻，在另一具体实施方式中，所述步骤S1中，还包括对堆码的型材进行编号，将堆码好的金属型材的一端面进行编号，并根据编号形成编号记录。

作为具体的设计，在步骤S2中，金属型材送入热处理炉(淬火炉)时，金属型材的编号一侧面朝向炉门放置。同样的，在步骤S4中，金属型材送入热处理炉(回火炉)时，金属型材的编号一侧面朝向炉门放置。以固定方向确定金属型材的位置，同时，在后期中，也可以根据编号找寻其圆加热位置，不仅对产品有所跟踪，对于加热设备也提供了重要的参考，对于设备的维护以及保养提供了非常显著的提示效果。尤其是以本设计中关于金属型材的堆码以及摆放，充分的可以借助坐标原理来实现其编号的问题。

进一步的，所述步骤S1中，每层的金属型材排列方式由上至下相同以避免金属型材变形。作为更加具体的设计，每层的垫块排列方式也相同。具体的，每层金属型材堆码数量为3根，每层垫块的数量也为3根。

本发明的一种金属型材热处理方法有效的解决了传统金属型材热处理升温时间周期长，能耗大的问题，本设计中，借助每层堆码的设计使得在淬火过程中金属型材可以充分的得到加热，使得淬火效率更高，尤其是结合堆码的设计以及在回火工艺中，减少托盘的带入，使回火工艺中有效的降低了能量的消耗，在同样热量的情况下，有效的提高了回火效率。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种金属型材热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、码垛，将金属型材（1）在托盘（2）上进行堆码，码垛方式包括多层金属型材，层与层之间采用垫块（3）隔离，每层金属型材具有多根金属型材，每层的相邻金属型材之间具有间隙，最底层的金属型材沿码垛的长度L方向为整体型材，对堆码的型材进行编号，将堆码好的金属型材的一端面进行编号，并根据编号形成编号记录，最底层与托盘之间也设置有垫块；

S2、淬火，将堆码好后的金属型材送入热处理炉进行加热，金属型材的编号一侧面朝向炉门放置，加热升温后，进行保温，完成后运出金属型材进行淬火；

S3、搬运，利用工装（6）穿入到淬火后的金属型材底层的下方，搬运时由吊运装置（5）吊起工装，由工装带起码好的金属型材，加热炉的台车上设置支撑条（4），将码好金属型材最底层放置于支撑条上，取出工装，以实现回火工艺中不需要托盘且避免托盘造成的热损耗，垫块与工装均为条形金属条，其工装的高度低于垫块的高度；

吊运装置包括起吊机构以及挂吊机构，该挂吊机构包括4个挂扣（51）和连接起吊机构的挂钩（52），挂钩通过铁链（53）连接挂钩，挂钩与挂钩之间的铁链还设置有固定铁链的固定框（54），固定框可沿链条实现挂扣和挂钩之间来回滑动，固定框为矩形结构，其四个角处设置有四个通孔，链条穿过通孔，该通孔的侧壁上设置有用于装配定位销的装配孔，利用定位销穿过装配孔和链条中部的空心部分以实现固定框的位置定位；

S4、回火，通过台车将金属型材送入加热炉中，加热处理后，将金属型材通过台车运出进行空冷，完成回火。

2.如权利要求1所述的一种金属型材热处理方法，其特征在于：步骤S1中，每层的金属型材在堆码的结构上，相邻的金属型材之间的间隙大于金属型材的宽度。

3.如权利要求1所述的一种金属型材热处理方法，其特征在于：所述工装包括至少2根金属条，该金属条设置于底层的金属型材的下方。

4.如权利要求3所述的一种金属型材热处理方法，其特征在于：该金属条包括2根，并平行设置，且垂直于金属型材L方向放置，该金属条的长度大于堆码后的宽度D。

5.如权利要求1所述的一种金属型材热处理方法，其特征在于：步骤S2中，用于淬火的冷却介质为油或水。

6.如权利要求1所述的一种金属型材热处理方法，其特征在于：步骤S1中，每层的金属型材排列方式由上至下相同以避免金属型材变形。

Images