CN115141922A - 大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法，涉及活塞杆表面淬火水冷工艺方法，尤其涉及大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法。大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于,大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法；淬火水冷装置包括:淬火机床床体(100)、固态加热电源(200)、淬火变压器(300)、加热感应器(400)、淬火液冷却水模块(500)、控制模块(600)。本发明与现有技术相比：采用淬火水冷装置,设置淬火水冷的参数，对活塞杆进行淬火冷却，在保证活塞杆淬硬的同时不发生淬裂的现象，提高了活塞杆淬火的质量和生产效率，保证了工艺过程的安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及活塞杆表面淬火水冷工艺方法，尤其涉及大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法。
背景技术
船用柴油机活塞杆是低速柴油机的关键部件，柴油机在运转过程中，其上端在气缸内运动，下端与连杆连接，工作条件要求活塞杆表面具有较高硬度和耐磨性。因此，活塞杆需要进行表面硬化处理。
通常船用柴油机的活塞杆选用的材料是中碳钢S30MnH或45#钢，随着低速柴油机冲程增大、功率提升、减轻柴油机总体重量等设计理念的要求，船用柴油机活塞杆的材料也更倾向合金钢，如42CrMo。
现有技术的船用柴油机活塞杆表面处理工艺方法是火焰加热淬火，浪费能源，活塞杆变形很大，对后面的加工造成困难，42CrMo材质中碳合金钢作为活塞杆的材料，合金元素Cr和Mo都有提高工件淬透性的作用，对42CrMo材料淬火,选用淬火油或水基淬火介质对材料进行传统工艺淬火冷却，不能有效保证材料淬硬的同时不发生淬裂的现象。
发明内容
本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于,包括以下步骤：
步骤一：将活塞杆轴向垂直地面吊至淬火机床床体上进行装夹固定；
步骤二：打开淬火液冷却水模块开关，将加热感应器移至活塞杆需要淬火位置后，对活塞杆加热；
步骤三：加热感应器自下而上沿活塞杆轴向运行并自下而上加热活塞杆，同时，活塞杆轴向自转；
步骤四：将活塞杆加热的位置自下而上沿活塞杆轴向喷淋冷却，进行淬火处理；
步骤五：待感应器上行至活塞杆无需淬火位置后，停止加热，继续对活塞杆保持喷淋1-3分钟后，停止喷淋。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：加热感应器把活塞杆加热温度到：900℃-920℃时，立即用冷却水将加热位置喷淋冷却，喷淋水压为：0.2MPa-0.3MPa，喷淋水温≥20℃，喷淋水量为：5.5L/min-6L/min。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：加热感应器沿活塞杆轴向移动速度为：50mm/min-150mm/min，活塞杆自转转速为：50rpm-100rpm。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：所述活塞杆材料为42CrMo，所述活塞杆直径为130mm-180mm，所述冷却水为淡水。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法，其特征在于，包括:淬火水冷装置，所述淬火水冷装置包括：淬火机床床体、固态加热电源、淬火变压器、加热感应器、淬火液冷却水模块、控制模块，淬火机床床体与控制模块相连,固态加热电源与控制模块相连，加热感应器与控制模块相连，淬火液冷却水模块与控制模块相连，加热感应器沿垂直地面方向可移动地设置在淬火机床床体上，加热感应器与淬火液冷却水模块相连，固态加热电源与淬火变压器相连，淬火变压器与加热感应器相连，淬火机床床体上设置定位夹紧装置：上顶尖和下顶尖，加热感应器由左右两个半圆弧形空心管对接而成，空心管上设置有喷淋孔。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：淬火变压器输出电压260V-330V，输出电流450A-560A，功率120kW-185kW。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：加热感应器为中频加热感应器。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：喷淋孔有20个-100个，喷淋孔直径为1mm-3mm。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：喷淋孔设置在加热感应器空心管内侧向下位置，喷淋孔平面与水平面成45°。
根据以上所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：喷淋孔间隔2mm-10mm。
本发明与现有技术相比：提供了大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法，采用淬火水冷装置,设置淬火水冷的参数，保证活塞杆淬火部分可以充分冷却，淬火后硬度在420HV-580HV之间，淬硬层深度在1.5mm-3.5mm之间，且不出现淬火裂纹。在保证质量及安全性的前提下，大大提高了生产效率，节约了成产成本。
附图说明
附图1是本发明大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷方法的淬火水冷装置的结构示意图。
附图2是本发明大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷方法的淬火水冷装置的装夹淬火示意图。
具体实施方式
优选实施方式
附图1是本发明大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷方法的淬火水冷装置的结构示意图。
附图2是本发明大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷方法的淬火水冷装置的装夹淬火示意图。
大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于,包括以下步骤：
步骤一：将活塞杆轴向垂直地面吊至淬火机床床体上进行装夹固定；
步骤二：打开淬火液冷却水模块开关，将加热感应器移至活塞杆需要淬火位置后，对活塞杆加热；
步骤三：加热感应器自下而上沿活塞杆轴向运行并自下而上加热活塞杆，同时，活塞杆轴向自转；
步骤四：将活塞杆加热的位置自下而上沿活塞杆轴向喷淋冷却，进行淬火处理；
步骤五：待感应器上行至活塞杆无需淬火位置后，停止加热，继续对活塞杆保持喷淋1-3分钟后，停止喷淋。
所述加热感应器把活塞杆加热温度到：900℃-920℃时，立即用冷却水将加热位置喷淋冷却，喷淋水压为：0.2MPa-0.3MPa，喷淋水温≥20℃，喷淋水量为：5.5L/min-6L/min。
所述加热感应器沿活塞杆轴向移动速度为：50mm/min-150mm/min，活塞杆自转转速为：50rpm-100rpm。
所述活塞杆材料为42CrMo，所述活塞杆直径为130mm-180mm，所述冷却水为淡水。采用淡水喷淋的方法对42CrMo材质活塞杆加热部分进行冷却。
所述大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法，包括:淬火水冷装置，所述淬火水冷装置包括：淬火机床床体100、固态加热电源200、淬火变压器300、加热感应器400、淬火液冷却水模块500、控制模块600，淬火机床床体100与控制模块600相连,固态加热电源200与控制模块600相连，加热感应器400与控制模块600相连，淬火液冷却水模块500与控制模块600相连，加热感应器400沿垂直地面方向可移动地设置在淬火机床床体100上，加热感应器400与淬火液冷却水模块500相连，固态加热电源与淬火变压器300相连，淬火变压器300与加热感应器400相连，淬火机床床体100上设置定位夹紧装置：上顶尖101和下顶尖102，加热感应器400由左右两个半圆弧形空心管对接而成，空心管上设置有喷淋孔401。控制模块600通过控制设定淬火变压器300的参数控制加热感应器400的加热温度，控制模块600通过控制淬火液冷却水模块500的参数控制喷淋水压、喷淋水温及喷淋水量，控制模块600设定和控制加热感应器400的轴向移动速度，控制模块600通过设定和控制上顶尖101和下顶尖102转动速度控制所装夹活塞杆的轴向转动速度。
所述淬火变压器300输出电压260V-330V，输出电流450A-560A，功率120kW-185kW。对淬火变压器300输出电压、输出电流、功率参数的设置，保证了淬火的质量。
所述加热感应器400为中频加热感应器。中频加热感应器保证了加热的效率和安全性。
所述喷淋孔401有20个-100个，喷淋孔401直径为1mm-3mm。喷淋孔的直径和数量保证了淬火的质量所需的喷淋冷却速度。
所述喷淋孔401设置在加热感应器400空心管内侧向下位置，喷淋孔401平面与水平面成45°。喷淋水通过加热感应器400的空心管，从喷淋孔401向下、向内倾斜喷淋在活塞杆加热部分周围。
所述喷淋孔401间隔2mm-10mm。喷淋孔间隔保证了淬火的质量所需的喷淋冷却速度。
采用大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法，采用淬火水冷装置,设置淬火水冷的参数，保证活塞杆淬火部分可以充分冷却，实现活塞杆表面无加热冷却痕迹，淬火后硬度在420HV-580HV之间，淬硬层深度在1.5mm-3.5mm之间，且不出现淬火裂纹。在保证质量及安全性的前提下，大大提高了生产效率，节约了成产成本。
一种优选实施方式2
附图1是本发明大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷方法的淬火水冷装置的结构示意图。
附图2是本发明大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷方法的淬火水冷装置的装夹淬火示意图。
大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于,包括以下步骤：
步骤一：将活塞杆轴向垂直地面吊至淬火机床上进行装夹固定；
步骤二：打开喷淋开关，将淬火机床上的加热感应器移至活塞杆需要淬火位置后，对活塞杆加热；
步骤三：加热感应器自下而上沿活塞杆轴向运行并自下而上加热活塞杆，同时，活塞杆轴向自转；
步骤四：将活塞杆加热的位置自下而上沿活塞杆轴向喷淋冷却，进行淬火处理；
步骤五：待感应器上行至活塞杆无需淬火位置后，停止加热，继续对活塞杆保持喷淋2分钟后，停止喷淋。
所述加热感应器把活塞杆加热温度到：900℃-920℃时，立即用冷却水将加热位置喷淋冷却，喷淋水压为：0.2MPa-0.3MPa，喷淋水温≥20℃，喷淋水量为：5.5L/min-6L/min。所述加热感应器沿活塞杆轴向移动速度为：80mm/min-130mm/min，活塞杆自转转速为：60rpm-90rpm。所述活塞杆材料为42CrMo，所述活塞杆直径为130mm-180mm，所述冷却水为淡水。采用淡水喷淋的方法对42CrMo材质活塞杆加热部分进行冷却。
大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法，包括：淬火水冷装置，所述淬火水冷装置包括:淬火机床床体100、固态加热电源200、淬火变压器300、加热感应器400、淬火液冷却水模块500、控制模块600，淬火机床床体100与控制模块600相连,固态加热电源200与控制模块600相连，加热感应器400与控制模块600相连，淬火液冷却水模块500与控制模块600相连，加热感应器400沿垂直地面方向可移动地设置在淬火机床床体100上，加热感应器400与淬火液冷却水模块500相连，固态加热电源与淬火变压器300相连，淬火变压器300与加热感应器400相连，淬火机床床体100上设置定位夹紧装置：上顶尖101和下顶尖102，加热感应器400由左右两个半圆弧形空心管对接而成，空心管上设置有喷淋孔401。控制模块600通过控制设定淬火变压器300的参数控制加热感应器400的加热温度，控制模块600通过控制淬火液冷却水模块500的参数控制喷淋水压、喷淋水温及喷淋水量，控制模块600设定和控制加热感应器400的轴向移动速度，控制模块600通过设定和控制上顶尖101和下顶尖102转动速度控制所装夹活塞杆的轴向转动速度。
所述淬火变压器300输出电压260V-330V，输出电流450A-560A，功率120kW-185kW。对淬火变压器300输出电压、输出电流、功率参数的设置，保证了淬火的质量。所述加热感应器400为中频加热感应器。中频加热感应器保证了加热的效率和安全性。所述喷淋孔401有40个-80个，喷淋孔401直径为1mm-3mm。喷淋孔的直径和数量保证了淬火的质量所需的喷淋冷却速度。所述喷淋孔401设置在加热感应器400空心管内侧向下位置，喷淋孔401平面与水平面成45°。喷淋水通过加热感应器400的空心管，从喷淋孔401向下、向内倾斜喷淋在活塞杆加热部分周围。所述喷淋孔401间隔2mm-10mm。喷淋孔间隔保证了淬火的质量所需的喷淋冷却速度。
采用大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法，采用淬火水冷装置,设置淬火水冷的参数，保证活塞杆淬火部分可以充分冷却，实现活塞杆表面无加热冷却痕迹，淬火后硬度在420HV-580HV之间，淬硬层深度在1.5mm-3.5mm之间，且不出现淬火裂纹。在保证质量及安全性的前提下，大大提高了生产效率，节约了成产成本。
Claims (10)
1.大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于,包括以下步骤：
步骤一：将活塞杆轴向垂直地面吊至淬火机床床体上进行装夹固定；
步骤二：打开淬火液冷却水模块开关，将加热感应器移至活塞杆需要淬火位置后，对活塞杆加热；
步骤三：加热感应器自下而上沿活塞杆轴向运行并自下而上加热活塞杆，同时，活塞杆轴向自转；
步骤四：将活塞杆加热的位置自下而上沿活塞杆轴向喷淋冷却，进行淬火处理；
步骤五：待感应器上行至活塞杆无需淬火位置后，停止加热，继续对活塞杆保持喷淋1-3分钟后，停止喷淋。
2.如权利要求1所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：加热感应器把活塞杆加热温度到：900℃-920℃时，立即用冷却水将加热位置喷淋冷却，喷淋水压为：0.2MPa-0.3MPa，喷淋水温≥20℃，喷淋水量为：5.5L/min-6L/min。
3.如权利要求1所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：加热感应器沿活塞杆轴向移动速度为：50mm/min-150mm/min，活塞杆自转转速为：50rpm-100rpm。
4.如权利要求2所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：所述活塞杆材料为42CrMo，所述活塞杆直径为130mm-180mm，所述冷却水为淡水。
5.如权利要求4所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法，其特征在于，包括：淬火水冷装置，所述淬火水冷装置包括:淬火机床床体(100)、固态加热电源(200)、淬火变压器(300)、加热感应器(400)、淬火液冷却水模块(500)、控制模块(600)，淬火机床床体(100)与控制模块(600)相连,固态加热电源(200)与控制模块(600)相连，加热感应器(400)与控制模块(600)相连，淬火液冷却水模块(500)与控制模块(600)相连，加热感应器(400)沿垂直地面方向可移动地设置在淬火机床床体(100)上，加热感应器(400)与淬火液冷却水模块(500)相连，固态加热电源与淬火变压器(300)相连，淬火变压器(300)与加热感应器(400)相连，淬火机床床体(100)上设置定位夹紧装置：上顶尖(101)和下顶尖(102)，加热感应器(400)由左右两个半圆弧形空心管对接而成，空心管上设置有喷淋孔(401)。
6.如权利要求5所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：淬火变压器(300)输出电压260V-330V，输出电流450A-560A，功率120kW-185kW。
7.如权利要求5所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：加热感应器(400)为中频加热感应器。
8.如权利要求7所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：喷淋孔(401)有20个-100个，喷淋孔(401)直径为1mm-3mm。
9.如权利要求5所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：喷淋孔(401)设置在加热感应器(400)空心管内侧向下位置，喷淋孔(401)平面与水平面成45°。
10.如权利要求8或9所述的大型低速船用柴油机活塞杆表面淬火水冷工艺方法,其特征在于：喷淋孔(401)间隔2mm-10mm。
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