CN115612806A - 一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属热处理技术领域，具体公开了一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线,包括至少两个液淬装置和至少两个空淬装置，液淬装置和空淬装置交替设置，每个液淬装置和空淬装置均包括螺旋推进器和温度采集模块，温度采集模块用于采集对应的液淬装置或空淬装置输出端的磨球温度，还包括控制系统，所有温度采集模块均与控制系统连接，控制系统能够在温度采集模块采集到的实时磨球温度与系统预设磨球温度出现偏差时控制螺旋推进器的转速。本方案用以解决现有技术中热处理工艺技术存在的温度控制不准确，工艺参数不便回溯而带来的磨球淬火质量不统一和良品率低的问题。

Description

一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线及生产工艺

技术领域

本发明涉及金属热处理技术领域，具体涉及一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线及生产工艺。

背景技术

磨球是广泛应用于各种研磨设备(如球磨机等)中的最主要的研磨介质之一。近年来各地研发人员对磨球材料进行了大量的试验研究，在一定程度上提高磨球的各项性能和质量，但磨球的热处理工艺是否合理和科学也直接影响了磨球的使用效果与寿命。提高磨球性能的主要途径有二：一是在磨球原料中特意加入一些合金元素，即用合金化的措施来提高钢材的性能，另一措施就是对锻造后的磨球进行热处理，以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺。通过热处理可以充分发挥磨球的潜力，提高磨球的使用性能和使用寿命。

目前针对锻造磨球的热处理工艺多采用液空断续淬火(也即水淬-空冷-水淬-空冷-……的水淬与空冷交替的淬火冷却方式，水淬也称液淬)，通过该工艺可以得到更多的马氏体(或下贝氏体)组织，从而满足不同磨球产品对淬火冷却的要求。

在进行液空断续淬火的生产中，目前国内现有锻造磨球液空断续淬火生产线的数字化控制程度较低，多数企业具有如淬火过程工艺制定简单(如多个水冷淬火装置均单独控制)，淬火工艺执行及记录简单，工艺可控性和可追溯性差等问题，不能对淬火冷却工艺全过程进行数字实时控制，而液空断续的淬火方式是否成功的关键因素在于水淬和空冷过程控制的准确性，尤其水淬和空冷的温度控制不好，则造成淬火质量差、产品质量不均匀和产品良品率低等问题。

发明内容

本发明意在提供一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，以解决目前磨球液空断续淬火中存在的水淬和空冷温度控制不准确而带来的磨球淬火质量差和良品率低的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，包括至少两个液淬装置和至少两个空淬装置，液淬装置和空淬装置交替设置，每个液淬装置和空淬装置均包括螺旋推进器和温度采集模块，温度采集模块用于采集对应的液淬装置或空淬装置输出端的磨球温度，还包括控制系统，所有温度采集模块均与控制系统连接，控制系统能够在温度采集模块采集到的实时磨球温度与系统预设磨球温度出现偏差时控制螺旋推进器的转速。

本方案的原理及优点是：实际应用时，本方案通过控制系统实现对锻造磨球的淬火过程的控制，在每个淬火装置(包括液淬装置和空淬装置)淬火完成后，若温度采集模块采集到的实时磨球温度与控制系统的预设磨球温度出现偏差，则对产生温度偏差的淬火装置的螺旋推进器的转速进行控制，比如当温度采集模块采集到的实时磨球温度低于系统预设磨球温度时，控制对应淬火装置的螺旋推进器的转速提高，降低磨球在该淬火装置内停留的时间；反之，则降低对应淬火装置的螺旋推进器的转速；采用本方案使得锻造磨球的液空断续淬火整个过程的温度都通过物联网方式得到了实时监控，并能通过控制系统进行及时反馈调控，保证液淬、空淬的淬火时间和磨球淬火后温度的精准性，进而解决现有技术中存在的因淬火温度控制不好而带来的淬火质量差、产品质量不均匀和产品良品率低的问题。

此外，通过控制系统的设置，使得磨球生产过程的温度都得以记录，方便对磨球的生产进行追溯，实现企业磨球生产的智能化升级。

优选的，作为一种改进，所述液淬装置还包括冷却槽，液淬装置的螺旋推进器数量有多条，液淬装置的多条螺旋推进器中部分螺旋推进器在冷却槽内倾斜设置，剩余部分螺旋推进器在冷却槽内呈水平设置，水平设置的螺旋推进器位于倾斜的螺旋推进器两侧，磨球被相邻的水平螺旋推进器和倾斜的螺旋推进器夹着推进，磨球推进过程中产生自转。

有益效果：在现有技术中，对于锻造磨球的液空断续生产，有采用淬火篮筐堆放多个磨球然后统一浸泡进行液淬的方式(如专利公开号为CN104561462B的一种贝氏体-马氏体复相钢/铁分级等温淬火热处理方法和装置)，也有采用单一的螺旋推进器在冷却槽内推进磨球的方式(如专利公告号为CN2813630Y的磨球用螺旋式热处理推进装置)，前者虽然能够在简单的提升和放下淬火篮筐后实现多个磨球的液空交替淬火，但是因为淬火篮筐内的磨球相互接触导致磨球不能完全被冷却介质所迅速冷却，也即不能实现均匀冷却，从而造成了磨球硬度的不均匀，在使用过程中易产生磨球磨耗高、韧性差，降低了磨球的使用效果和使用寿命；而后者虽然降低了磨球互相接触带来的问题，但是磨球却始终与冷却槽底部长期接触，依然会存在磨球不能均匀冷却的问题。而本方案中通过设置多条螺旋推进器夹着推进磨球，保证磨球液淬时，可以多个磨球同时进行，确保淬火的效率，同时使得磨球不再与冷却槽接触，还在不断转动的螺旋推进器的转动下带动磨球以一边随倾斜的螺旋推进器上升一边自转的方式进行液淬，保证整个液淬过程磨球整体的冷却均匀性。

此外，因存在倾斜的螺旋推进器，故而磨球在刚进入液淬装置时，磨球完全浸泡在冷却介质中，而在磨球不断自转且移升的过程中，磨球逐渐露出冷却介质。在使得在液淬过程中，还分为纯液淬阶段、液空淬共存阶段和纯空淬三个阶段，使得磨球表面温度进行逐步回升，实现了磨球内外温度与组织的均一化，避免因纯液淬完成后直接进行纯空淬带来的磨球急冷急热转变(如第一次液淬时的冷却介质温度是10℃左右，而空淬的冷却介质为20-25℃，若直接液淬完成进行空淬，则存在10-15℃的温差)，而磨球急冷急热变化一方面容易造成残余奥氏体转变后膨胀，使得磨球容易产生裂痕、增加脆性而容易破碎；另一方面，急冷急热也容易造成冷却曲线不规则而使组织转变不均匀,进而影响磨球的力学性能，使得磨球强度与韧性不匹配，造成磨球存在质量问题。

除此之外，位于冷却槽内的螺旋推进器的螺旋叶片在推进磨球的同时也对冷却槽内的冷却介质进行了搅拌，使得冷却槽内的冷却介质温度更加均匀。

优选的，作为一种改进，所述液淬装置还包括设置在螺旋推进器上方的喷淋器，冷却槽内设有便于冷却介质排出的出水口。

有益效果：因位于冷却槽内的冷却介质与磨球直接接触而更容易升温，若冷却槽内冷却介质不更换，则会造成冷却介质持续升温而使得前后批次生产的磨球质量不一；本方案通过喷淋器的设置，使得喷淋器始终向冷却槽喷出设定温度的冷却介质，保证冷却槽内的冷却介质温度变化范围小，保证前后批次生产的磨球质量的一致性；此外，喷淋器从螺旋推进器上方喷落冷却介质，冷却介质被螺旋推进器阻挡后散落到冷却槽不同地方，相当于从冷却槽的不同地方注入新的冷却介质，有利于冷却槽内的冷却介质的均匀降温。

优选的，作为一种改进，所述液淬装置中水平的螺旋推进器与倾斜的螺旋推进器之间的距离能够调整。

有益效果：本方案通过距离的调整，使得液淬装置能够适应不同规格的磨球的液淬要求，提高本方案的实用性。

优选的，作为一种改进，所述液淬装置中倾斜的螺旋推进器的叶片与相邻的水平的螺旋推进器的叶片错开。

有益效果：本方案通过将叶片错开设置，使得水平的螺旋推进器与倾斜的螺旋推进器之间的距离调节范围更大，能够适应更小规格的磨球的生产。

优选的，作为一种改进，所述空淬装置包括至少两条平行的螺旋推进器，空淬装置的所有螺旋推进器转动方向相同而叶片旋向相反，空淬装置的螺旋推进器倾斜设置。

有益效果：本方案使得磨球可以在相邻的且平行的螺旋推进器之间被推进，推进过程中，磨球在两个转动方向相同的螺旋推进器的作用下实现自转，保证磨球在空淬过程中也能均匀地与外界空气进行热量交换。

此外，空淬装置的螺旋推进器倾斜设置，使得在占地面积相同的情况下，空淬的路径能够更长。

优选的，作为一种改进，还包括位于最后一次空淬装置输出端的雾淬装置，雾淬装置与液淬装置结构相同，雾淬装置在液淬装置的基础上在螺旋推进器的上方设置有雾化器，雾化器朝向磨球喷出雾状的冷却介质。

有益效果：本方案通过雾淬装置的设置，使喷向磨球的冷却介质不产生液滴聚集而实现均匀冷却，最终缓慢冷却至室温。

优选的，作为一种改进，还包括循环冷却净化池，循环冷却净化池包括多个送水区和回水区，送水区用于给冷却槽提供新的冷却介质，回水区用于回收冷却槽内已经升温的冷却介质，前方液淬装置用过的冷却介质在进入回水区后，能够在过滤后进入后一液淬装置配合使用的送水区内，送水区内设置有温度感应器、冷却器和加热器，温度感应器、冷却器和加热器均与控制系统连接，温度感应器用于采集对应送水区的水体温度，控制系统控制能够在温度感应器采集到的实时水体温度与系统预设水体温度出现偏差时控制冷却器或加热器的启停。

有益效果：因整个淬火过程中，根据磨球规格和磨球材料会有不止一级液淬和空淬，前方的液淬所采用的冷却介质的温度低于后方的液淬的冷却介质的温度，本方案通过循环温度感应器、加热器和冷却器，实现对送水区温度的实时监控和反馈控制，保证送水区温度的水体温度准确性，确保磨球淬火质量；此外，通过本方案的设置，使得前方液淬完成后的冷却介质能够将余温利用而用于后方液淬的冷却介质，既实现了冷却介质的循环使用，还实现了冷却介质上的余温的再利用，有利于绿色生产。

优选的，作为一种改进，还包括位于雾淬装置输出端的振动装置，振动装置包括振动筛和设置在振动筛上方的压缩气体喷射器，压缩气体喷射器的喷嘴朝向振动筛。

有益效果：采用本方案时，淬火完成的磨球落入到振动装置的振动筛上，通过压缩空气喷射器和振动筛从磨球上下两方除去磨球表面氧化皮及其他黏着物。

优选的，作为一种改进，所述振动装置还包括驱动器和弹簧，弹簧倾斜设置，弹簧顶部与振动筛固定连接，驱动器用于压缩弹簧，振动筛倾斜设置，振动筛倾斜向下一端靠近雾淬装置的输出端，弹簧倾斜向上一端朝向振动筛倾斜向上一端。

有益效果，本方案通过倾斜弹簧和倾斜的振动筛的设置，使得磨球能够留在振动筛上的时间更长，使得磨球表面的氧化皮和黏着物去除更加彻底。

本技术还提供一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火的生产工艺，包括如下步骤：

S1，调试设备：根据磨球成分和规格获取磨球淬火过程的冷却工艺路线，冷却工艺路线上体现不同淬火阶段后的磨球温度，控制系统能够调用冷却工艺路线并根据冷却工艺路线对磨球淬火过程进行实时控制；

S2，液淬：采用带有多条螺旋推进器的液淬装置将磨球推动，液淬装置的多条螺旋推进器中部分螺旋推进器在液淬装置的冷却槽内倾斜设置，剩余部分螺旋推进器在冷却槽内呈水平设置，水平设置的螺旋推进器位于倾斜的螺旋推进器两侧，磨球被相邻的水平螺旋推进器和倾斜的螺旋推进器夹着推进，磨球推进过程中产生自转；采集液淬完成后的磨球温度并传送给控制系统，控制系统在液淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制液淬装置的螺旋推进器的转速；

S3，空淬：液淬完成后，进入到空淬装置进行空淬，空淬装置包括至少两个平行的螺旋推进器，空淬的磨球被空淬装置上相邻的两个螺旋推进器托起并推送，空淬过程中，磨球自转；采集空淬完成后的磨球温度并传送给控制系统，控制系统在空淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制空淬装置的螺旋推进器的转速；液淬和空淬次数根据冷却工艺路线进行相应设置，液淬和空淬交替设置；

S4，雾淬：在最后一次空淬完成后，采用雾淬装置对磨球进行雾淬，雾淬装置结构与液淬装置相同，雾淬装置使用的冷却介质温度高于最后一次空淬时的冷却介质温度；雾淬时，在雾淬装置的螺旋推进器上方安装雾化器，雾化器朝向磨球喷出雾状的冷却介质；采集雾淬完成后的磨球温度并传送给控制系统，控制系统在雾淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制雾淬装置的螺旋推进器的转速；

S5，淬火完成后除去磨球表面氧化皮及其他黏着物。

本技术方案能够通过对液淬、空淬和雾淬的磨球温度的实时采集和传递，实现了对磨球淬火过程的物联网控制，实现了对生产过程的实时监控和及时反馈，保证冷却工艺路线的准确实施，确保磨球各阶段的淬火完成后的温度，保证磨球淬火后的质量，并实现前后生产的磨球质量一致性，避免了工人操作失误的情况，提高生产效率。

此外，采用本方案的液淬装置、雾淬装置和空淬装置，使得整个淬火过程中，磨球均进行自转，保证整个淬火过程磨球整体的冷却均匀性。除此之外，在液淬和雾淬阶段，在磨球不断自转且移升的过程中，磨球逐渐露出冷却介质，使得无论是液淬过程还是空淬过程均有纯液淬阶段、液空淬共存阶段和纯空淬三个阶段，使得磨球表面温度进行逐步回升，实现了磨球内外温度与组织的均一化，避免因纯液淬完成后直接进行纯空淬带来的磨球急冷急热转变而无法达到所需要磨球质量的问题。

优选的，作为一种改进，所述步骤S1和S2之间还设有步骤锻造加热，将锻造好的磨球放入温度炉内进行加热保温；温度炉采用分区段设计，温度炉分为互相分隔且依次设置的导入区、缓存区和加热区，锻造好的磨球先进入导入区，加热区排出的磨球进入到S2中开始淬火。

有益效果：本方案通过将温度炉进行分区段设置，使得锻造完成的磨球能够成批次送去淬火，且通过温度炉的分段设置，使得进入淬火前的所有磨球温度都相同，确保磨球淬火质量不受初始温度的影响。而缓存区的设置能够尽量降低磨球温度散失。

附图说明

图1为本发明实施例的三维结构示意图。

图2为图1中温度炉的主视剖视图。

图3为图1中液淬装置的俯视图。

图4为图1中液淬装置的主视剖视图。

图5为图1中空淬装置的俯视图。

图6为图1中空淬装置的主视图。

图7为图1中振动装置在另一视角下的三维结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：工业机器人1、温度炉2、液淬装置3、空淬装置4、雾淬装置5、振动筛6、循环冷却净化池7、控制系统8、隔板21、保温板22、测温器23、加热电阻丝24、冷却槽31、螺旋推进器32、传送通道33、供水管34、出水管35、推进通道41、导向槽9、振动筛61、驱动器62、弹簧63、喷射管64、传送带10、送水区71、回水区72、过滤器73。

实施例基本如附图1至图7所示，一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，包括工业机器人1、具有调温功能的温度炉2、至少两个液淬装置3、至少两个空淬装置4、雾淬装置5、振动装置、循环冷却净化池7和控制系统8，工业机器人1用于将锻造完成的磨球送到温度炉2内进行保温，磨球淬火时，磨球从温度炉2排出到液淬装置3上，液淬装置3和空淬装置4交替设置，所有液淬装置3结构相同，所有空淬装置4结构相同；雾淬装置5安装在最后一次空淬装置4的输出端，振动装置安装在雾淬装置5的输出端，循环冷却净化池7与所有的液淬装置3、雾淬装置5连接，循环冷却净化池7用于对液淬装置3和雾淬装置5中使用的冷却介质进行温度控制和循环利用，温度炉2、液淬装置3、空淬装置4、雾淬装置5和循环冷却池均与控制系统8形成联系。本实施例以两次液淬和两次空淬为例。

具体各装置结构如下：

结合图2，温度炉2包括依次设置的导入区、缓存区和加热区，导入区和缓存区之间通过能够升降的隔板21隔开，缓存区和加热区之间、加热区的尾部均安装有能够升降的保温板22，隔板21、保温板22的升降可以通过升降气缸、升降电机等具有直线输出的驱动结构来实现。加热区内设置有加热电阻丝24和测温器23，测温器23用于测试加热区内的温度，测温器23与控制系统8连通，以便于对准备淬火的磨球进行温度控制。

结合图3和图4，液淬装置3包括冷却槽31和安装在冷却槽31内的多条螺旋推进器32，本实施例中液淬装置3的螺旋推进器32以三条为例，三条螺旋推进器32中，位于中间的螺旋推进器32倾斜设置，倾斜向上一端为螺旋推进器32的输出端，两侧螺旋推进器32水平设置，倾斜的螺旋推进器32与水平的螺旋推进器32的夹角为3°-5°；每个螺旋推进器32均带有伺服电机，通过伺服电机带动对应的螺旋推进器32转动，水平的螺旋推进器32和倾斜的螺旋推进器32之间的空间形成传送通道33以夹着磨球推进，磨球推进过程中产生自转。本实施例中，为了使得磨球能够自转并被夹着推动，可以将三个螺旋推进器32中，使得两侧的水平螺旋推进器32的叶片旋向以及主轴转动方向均相反，而中间的倾斜的螺旋推进器32相比旁侧的水平螺旋推进器32，要么叶片旋向相反，要么主轴转动方向相反。

此外，液淬装置3的螺旋推进器32上方安装有供水管34，供水管34上安装有喷淋器，喷淋器喷出的水正对水平螺旋推进器32。供水管34的冷却介质来自循环冷却净化池7。

液淬装置3中倾斜的螺旋推进器32的叶片与相邻的水平的螺旋推进器32的叶片错开。且液淬装置3中水平的螺旋推进器32与倾斜的螺旋推进器32之间的距离能够调整。具体地，水平的螺旋推进器32能够靠近或者远离倾斜的螺旋推进器32，比如在冷却槽31上安装直线模组，通过直线模组带动水平的螺旋推进器32移动。冷却槽31内开有便于冷却介质排出的出水口，出水口上安装出水管35。

结合图5和图6，空淬装置4包括至少两条平行的螺旋推进器32，空淬装置4的所有螺旋推进器32转动方向相同而叶片旋向相反，空淬装置4的螺旋推进器32倾斜设置，相邻的螺旋推进器32之间的空间形成磨球的推进通道41。本实施例中，将空淬装置4的螺旋推进器32设置为两个，两个螺旋推进器32通过同一个伺服电机并依靠皮带实现同步转动。

雾淬装置5与液淬装置3的不同之处在于，将供水管34上没有喷淋器而是有雾化器，且雾化器朝向磨球喷出雾状的冷却介质。

液淬装置3、空淬装置4和雾淬装置5的输出端均安装有温度采集模块，温度采集模块用于采集每个淬火装置(也即液淬装置3、空淬装置4和雾淬装置5)完成后的磨球温度，具体地每条传送通道33、推进通道41的末端都对应安装有一个温度采集模块，所有温度采集模块与控制系统8连接，控制系统8能够在温度采集模块采集到的实时磨球温度与系统预设磨球温度出现偏差时控制对应的螺旋推进器32的转速(也即通过控制对应淬火装置上的伺服电机来控制对应淬火装置上螺旋推进器32的转速)。本实施例中温度采集模块可以采用温度传感器。

温度炉2、液淬装置3、空淬装置4和雾淬装置5的输出端上均固定安装有倾斜的导向槽9，导向槽9的设置便于将磨球送入下一装置中。

结合图1，循环冷却净化池7包括多个送水区71和回水区72，送水区71与液淬装置3的供水管34、雾淬装置5的供水管34连通，回水区72用于回收各个冷却槽31内已经升温的冷却介质，前方液淬装置3用过的冷却介质在进入回水区72后，能够在过滤后进入后一液淬装置3配合使用的送水区71内，最后一级液淬装置3用过的冷却介质能够在过滤后用于雾淬装置5的雾化器使用；每个送水区71内设置有温度感应器、冷却器和加热器，温度感应器、冷却器和加热器均与控制系统8连接，温度感应器用于采集对应送水区71的水体温度，控制系统8控制能够在温度感应器采集到的实时水体温度与系统预设水体温度出现偏差时控制冷却器或加热器的启停。本实施例中，送水区71的数量为3个，回水区72的数量也为3个，用于同一淬火装置的送水区71和回水区72互相隔离，相邻且用于不同淬火装置的回水区72和送水区71之间通过设有的过滤器73分隔，雾淬装置5使用后的冷却介质在进入对应回水区72后，经过过滤器73后被送往一级液淬装置3对应的送水区71内。

结合图7，振动装置包括驱动器62、弹簧63、振动筛6和设置在振动筛6上方的压缩气体喷射器，压缩气体喷射器的喷嘴朝向振动筛6，弹簧63倾斜设置，弹簧63顶部与振动筛6固定连接，驱动器62用于压缩弹簧63，振动筛6倾斜设置，振动筛6倾斜向下一端靠近雾淬装置5的输出端，弹簧63倾斜向上一端朝向振动筛6倾斜向上一端。振动筛6上开有多个筛孔，以便于将磨球上的表面氧化皮及其他黏着物筛落。本实施例中压缩空气喷射器包括多根喷射管64，每根喷射管64上均开有多个朝向振动筛6的喷射孔，喷射孔内能够喷出高压压缩气体。

基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线的生产工艺，包括如下步骤：

S1，调试设备和锻造加热：根据磨球成分和规格并通过jmatpro软件计算获得CCT、TTT冷却曲线，并根据冷却曲线制定磨球淬火过程的冷却工艺路线，冷却工艺路线上体现不同淬火阶段后的磨球温度，控制系统8能够调用冷却工艺路线并根据冷却工艺路线对磨球淬火过程进行实时控制。

通过工业机器人1将锻造好的磨球放入到温度炉2的导热区内，磨球经导热区和缓存区的隔板21后进入缓存区待用，在加热区内的磨球完成设定时间的加热后，保温板22上升，磨球从加热区落入到第一个液淬装置3内；而缓存区内的磨球经缓存区与加热区的隔板21进入到加热区内加热。S2，液淬：磨球落入到冷却槽31内倾斜螺旋推进器32的倾斜下端，液淬装置3的水平螺旋推进器32与倾斜的螺旋推进器32夹着磨球斜向上推进，磨球推进过程中产生自转；磨球推进过程中，位于冷却槽31上方的喷淋器不断向水平的螺旋推进器32喷出冷却介质；在磨球不断自转且移升的过程中，磨球逐渐露出冷却介质，该过程中磨球经历纯液淬阶段、液空淬共存阶段和纯空淬三个阶段，使得磨球表面温度进行逐步回升，实现内外温度与组织的均一化；该过程中通过液淬装置3输出端的温度采集模块采集液淬完成后的磨球温度并传送给控制系统8，控制系统8在液淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制液淬装置3的螺旋推进器32的转速。若实时磨球温度偏高，则将对应螺旋推进器32的转速调低，以增加淬火的时间，若实时磨球温度偏低，则将对应螺旋推进器32的转速调高，以减少淬火的时间。

S3，空淬：液淬完成后，进入到空淬装置4进行空淬，空淬时的磨球被空淬装置4上相邻的两个螺旋推进器32托起并推送，空淬过程中，磨球自转；通过空淬装置4输出端安装的温度采集模块采集空淬完成后的磨球温度并传送给控制系统8，控制系统8在空淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制空淬装置4的螺旋推进器32的转速。若实时磨球温度偏高，则将对应螺旋推进器32的转速调低，以增加淬火的时间，若实时磨球温度偏低，则将对应螺旋推进器32的转速调高，以减少淬火的时间。

液淬和空淬次数根据冷却工艺路线进行相应设置，液淬和空淬交替设置；本实施例中液淬和空淬的次数均为两级。实际使用中液淬和空淬的次数根据冷却工艺路线进行具体设计，相应的生产线只需进行液淬装置3和空淬装置4的增减即可。

S4，雾淬：在最后一次空淬完成后，采用雾淬装置5对磨球进行雾淬，雾淬时，磨球依然是在自转过程中被推送着上移，使得磨球在该阶段除了经历纯液淬阶段、液空淬共存阶段和纯空淬三个阶段后，还通过雾化器使得磨球在完全不与冷却槽31内的冷却介质接触后，实现对磨球的喷雾处理，雾化器喷出雾状的冷却介质，使得磨球表面附着的冷却介质不产生液滴聚集而实现均匀冷却，直至磨球缓慢冷却至室温；通过温度采集模块采集雾淬完成后的磨球温度并传送给控制系统8，控制系统8在雾淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制雾淬装置5的螺旋推进器32的转速。若实时磨球温度偏高，则将对应螺旋推进器32的转速调低，以增加淬火的时间，若实时磨球温度偏低，则将对应螺旋推进器32的转速调高，以减少淬火的时间。

S5，淬火完成后通过振动筛6配合压缩气体喷射器除去磨球表面氧化皮及其他黏着物。再之后，通过分装传送带10将磨球送走以便后续对磨球进行封装。

本实施例通过控制系统8实现对锻造磨球的淬火工艺的全过程控制，磨球生产过程的各阶段温度都得以记录，方便对磨球的生产进行追溯，实现企业磨球生产的智能化升级。且本实施例利用控制系统8和温度采集，使得锻造磨球的液空断续淬火整个过程的温度都通过物联网方式得到了实时监控，并能通过控制系统8进行及时反馈调控，保证液淬、空淬、雾淬的淬火时间和磨球淬火后温度的精准性，此外，在液淬与空淬的切换过程中，磨球经历纯液淬阶段、液空淬共存阶段和纯空淬三个阶段，使得磨球表面温度进行逐步回升，实现了磨球内外温度与组织的均一化，避免因纯液淬完成后直接进行纯空淬带来的磨球急冷急热转变，保证了磨球淬火的质量、磨球淬火后的产品质量一致性，提高磨球的生产效率。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，包括至少两个液淬装置和至少两个空淬装置，液淬装置和空淬装置交替设置，其特征在于：每个液淬装置和空淬装置均包括螺旋推进器和温度采集模块，温度采集模块用于采集对应的液淬装置或空淬装置输出端的磨球温度，还包括控制系统，所有温度采集模块均与控制系统连接，控制系统能够在温度采集模块采集到的实时磨球温度与系统预设磨球温度出现偏差时控制螺旋推进器的转速。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述液淬装置还包括冷却槽，液淬装置的螺旋推进器数量有多条，液淬装置的多条螺旋推进器中部分螺旋推进器在冷却槽内倾斜设置，剩余部分螺旋推进器在冷却槽内呈水平设置，水平设置的螺旋推进器位于倾斜的螺旋推进器两侧，磨球被相邻的水平螺旋推进器和倾斜的螺旋推进器夹着推进，磨球推进过程中产生自转。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述液淬装置还包括设置在螺旋推进器上方的喷淋器，冷却槽内设有便于冷却介质排出的出水口。

4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述液淬装置中水平的螺旋推进器与倾斜的螺旋推进器之间的距离能够调整。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述液淬装置中倾斜的螺旋推进器的叶片与相邻的水平的螺旋推进器的叶片错开。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述空淬装置包括至少两条平行的螺旋推进器，空淬装置的所有螺旋推进器转动方向相同而叶片旋向相反，空淬装置的螺旋推进器倾斜设置。

7.根据权利要求2所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：还包括位于最后一次空淬装置输出端的雾淬装置，雾淬装置与液淬装置结构相同，雾淬装置在液淬装置的基础上在螺旋推进器的上方设置有雾化器，雾化器朝向磨球喷出雾状的冷却介质。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：还包括循环冷却净化池，循环冷却净化池包括多个送水区和回水区，送水区用于给冷却槽提供新的冷却介质，回水区用于回收冷却槽内已经升温的冷却介质，前方液淬装置用过的冷却介质在进入回水区后，能够在过滤后进入后一液淬装置配合使用的送水区内，送水区内设置有温度感应器、冷却器和加热器，温度感应器、冷却器和加热器均与控制系统连接，温度感应器用于采集对应送水区的水体温度，控制系统控制能够在温度感应器采集到的实时水体温度与系统预设水体温度出现偏差时控制冷却器或加热器的启停。

9.根据权利要求7所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：还包括位于雾淬装置输出端的振动装置，振动装置包括振动筛和设置在振动筛上方的压缩气体喷射器，压缩气体喷射器的喷嘴朝向振动筛。

10.一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1，调试设备：根据磨球成分和规格获取磨球淬火过程的冷却工艺路线，冷却工艺路线上体现不同淬火阶段后的磨球温度，控制系统能够调用冷却工艺路线并根据冷却工艺路线对磨球淬火过程进行实时控制；

S2，液淬：采用带有多条螺旋推进器的液淬装置将磨球推动，液淬装置的多条螺旋推进器中部分螺旋推进器在液淬装置的冷却槽内倾斜设置，剩余部分螺旋推进器在冷却槽内呈水平设置，水平设置的螺旋推进器位于倾斜的螺旋推进器两侧，磨球被相邻的水平螺旋推进器和倾斜的螺旋推进器夹着推进，磨球推进过程中产生自转；采集液淬完成后的磨球温度并传送给控制系统，控制系统在液淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制液淬装置的螺旋推进器的转速；

S3，空淬：液淬完成后，进入到空淬装置进行空淬，空淬装置包括至少两个平行的螺旋推进器，空淬的磨球被空淬装置上相邻的两个螺旋推进器托起并推送，空淬过程中，磨球自转；采集空淬完成后的磨球温度并传送给控制系统，控制系统在空淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制空淬装置的螺旋推进器的转速；液淬和空淬次数根据冷却工艺路线进行相应设置，液淬和空淬交替设置；

S4，雾淬：在最后一次空淬完成后，采用雾淬装置对磨球进行雾淬，雾淬装置结构与液淬装置相同，雾淬装置使用的冷却介质温度高于最后一次空淬时的冷却介质温度；雾淬时，在雾淬装置的螺旋推进器上方安装雾化器，雾化器朝向磨球喷出雾状的冷却介质；采集雾淬完成后的磨球温度并传送给控制系统，控制系统在雾淬完成后的磨球温度与冷却工艺路线上的对应的预设温度出现偏差后控制雾淬装置的螺旋推进器的转速；

S5，淬火完成后除去磨球表面氧化皮及其他黏着物。

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