CN116555548A - 一种锻件热处理两用设备 - Google Patents

Abstract

一种锻件热处理两用设备，包括自动上料工位、加热炉、热处理两用工位、等温回火炉、后端冷却室和自动下料工位，自动上料工位、加热炉、热处理两用工位、等温回火炉、后端冷却室和自动下料工位沿热处理工艺顺序依次排列设置，热处理两用工位包括有控制机构、移动机构、速冷机构和淬火机构，移动机构以其移动方向垂直于排列方向的方式设置地面上且其上作用连接有控制机构，速冷机构和淬火机构并列设置在移动机构上且其两端分别朝加热炉的出料口和等温回火炉的进料口设置。本发明其内含有的热处理两用工位可根据实际处理需求选择使用速冷机构或淬火机构，并通过相关机构将所需处理机构移动至与加热炉和等温回火炉对接以供等温正火或调质处理使用。

Description

一种锻件热处理两用设备

技术领域

本发明涉及锻件热处理技术领域，具体涉及一种锻件热处理两用设备。

背景技术

等温正火工艺将锻件加热到一定温度后保温一定时间使组织充分奥氏体转变，出炉后进入冷却室，控制冷速及时间，使零件温度降至贝氏体转变温度以上，再进入等温炉内保温一定时间使组织均匀的完成铁素体和珠光体的转变。等温正火工艺的采用实现了变速器齿轮、轴类零件齿坯质量的有效控制，从而改善了切削加工性和热处理变形稳定性。调质处理是指淬火加高温回火的双重热处理方法，调质处理可以使锻件的性能、材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。

目前针对锻件的等温正火以及调质处理均采用独立设备，即需等温正火的锻件在等温正火设备中进行处理，需调质处理的锻件在调质设备中进行处理。由于大部分的锻件热处理设备均含有多道独立的生产设备以构成整个生产线，占地面积、设备成本和生产成本均较高。鉴于等温正火设备以及调质设备两者之间含有若干相同的处理工艺，如若将两者进行有效结合得到一热处理两用设备，成为亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种锻件热处理两用设备，以解决现有技术所存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种锻件热处理两用设备，包括自动上料工位、加热炉、热处理两用工位、等温回火炉、后端冷却室和自动下料工位，所述自动上料工位、所述加热炉、所述热处理两用工位、所述等温回火炉、所述后端冷却室和所述自动下料工位沿热处理工艺顺序依次排列设置，所述热处理两用工位包括有控制机构、移动机构、速冷机构和淬火机构，所述移动机构以其移动方向垂直于排列方向的方式设置地面上且其上作用连接有所述控制机构，所述速冷机构和所述淬火机构并列设置在所述移动机构上且其两端分别朝所述加热炉的出料口和所述等温回火炉的进料口设置。

作为优选的，所述速冷机构包括速冷室、冷却传输部件、冷却部件和第一温度监控器，所述速冷室设置在所述移动机构上，所述冷却传输部件的两端贯穿所述速冷室设置并延伸至所述加热炉的出料口、所述等温回火炉的进料口处，所述冷却传输部件以所述速冷室进料口至出料口方向定义为其传输方向，所述冷却部件设置在所述速冷室的顶部并与其内部空间连通，所述速冷室的内部还设置有所述第一温度监控器。

作为优选的，所述冷却部件包括鼓风机、循环风机和排风机，所述鼓风机、所述循环风机和所述排风机依次阵列设置在所述速冷室的顶部并与其内部空间连通，所述鼓风机上作用连接有一变频控制器。

作为优选的，所述排风机的进风口与所述速冷室的内部空间连通，所述排风机的内部在靠近其进风口的位置处移动设置有一风机闸门，所述风机闸门上还作用连接有一闸门驱动器。

作为优选的，所述冷却传输部件位于所述速冷室外部且靠近所述速冷室出料口设置的部分上设有一冷却保温室，所述冷却保温室的内部与所述速冷室的内部连通，所述冷却保温室内设有一第二温度监控器。

作为优选的，淬火机构包括有淬火槽和淬火传输部件，所述淬火槽设置在所述移动机构上且其内部盛放有淬火介质，所述淬火传输部件包括有传输驱动器和淬火传输带，所述淬火传输带与所述传输驱动器驱动连接，所述淬火传输带沿所述加热炉出料口至所述等温回火炉进料口方向依次分为淬火入料段、淬火浸没段和淬火出料段，所述淬火入料段相对于所述淬火槽底部呈倾斜向下设置且其端部延伸至所述加热炉的出料口处，所述淬火出料段相对于所述淬火槽底部呈倾斜向上设置且其端部延伸至所述等温回火炉的进料口处，所述淬火浸没段浸没于所述淬火介质中。

作为优选的，所述淬火机构还包括有搅拌装置，所述搅拌装置包括有搅拌叶轮和搅拌驱动件，所述搅拌驱动件设置在所述淬火槽的顶部并与所述搅拌叶轮驱动连接，所述搅拌叶轮设置在所述淬火传输带的淬火入料段的下方处并浸没在所述淬火介质中。

作为优选的，所述淬火机构还包括有淬火介质冷却装置，所述淬火介质冷却装置包括有冷却泵和板式换热器，所述淬火槽位于所述淬火传输带的淬火入料段和淬火浸没段的位置处分别设有所述板式换热器，所述冷却泵通过管道与两个所述板式换热器连通。

作为优选的，所述淬火机构还包括有液帘密封装置，所述液帘密封装置包括液帘泵、液帘架和液帘管，所述液帘架设置在所述淬火槽的顶部，所述液帘管以垂直于所述淬火槽底部的方式设置在所述淬火传输带的淬火入料段上方处，所述液帘管上设置有所述液帘泵并与帘液管路连通。

作为优选的，所述液帘管位于所述液帘泵进液端的位置处设有一过滤网。

与现有技术相比，本发明提供的一种锻件热处理两用设备，其内含有的热处理两用工位可根据实际处理需求选择使用速冷机构或淬火机构，并通过控制机构控制移动机构将所需处理机构移动至与加热炉和等温回火炉对接，以供锻件等温正火或调质处理使用。本设备兼具等温正火和调质处理功能，经其处理所得到的锻件均达到产品技术要求的组织性能和要求，相对于原有的独立设备，本设备占地面积小，设备成本和生产成本也更节约。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明提供的一种锻件热处理两用设备的俯视图；

图2为本发明提供的一种锻件热处理两用设备中速冷机构的结构示意图；

图3为本发明提供的一种锻件热处理两用设备中淬火机构的结构示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：

1、自动上料工位；2、加热炉；3、等温回火炉；4、后端冷却室；5、自动下料工位；6、速冷机构；7、淬火机构；

601、速冷室；602、冷却传输部件；603、第一温度监控器；604、鼓风机；605、循环风机；606、排风机；607、风机闸门；608、冷却保温室；609、第二温度监控器；

701、淬火槽；702、淬火传输部件；703、搅拌叶轮；704、搅拌驱动件；705、冷却泵；706、板式换热器；707、液帘泵；708、液帘架；709、液帘管；7021、淬火入料段；7022、淬火浸没段；7023、淬火出料段。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1～图3所示，一种锻件热处理两用设备，包括自动上料工位1、加热炉2、热处理两用工位、等温回火炉3、后端冷却室4和自动下料工位5，自动上料工位1、加热炉2、热处理两用工位、等温回火炉3、后端冷却室4和自动下料5工位沿热处理工艺顺序依次排列设置。现有的等温正火处理过程为上料、加热炉、速冷室、等温炉、后冷室和下料，调质处理过程为上料、加热炉、淬火槽、回火炉、后冷室和下料，因此根据两者过程相同部分可共用上述自动上料工位1、加热炉2、等温回火炉3、后端冷却室4以及自动下料工位5，具体生产参数可根据实际生产要求进行调整。两者工艺不同部分则采用上述热处理两用工位来实现。

热处理两用工位包括有控制机构(图中未示出)、移动机构(图中未示出)、速冷机构6和淬火机构7，移动机构以其移动方向垂直于排列方向的方式设置地面上且其上作用连接有控制机构，速冷机构6和淬火机构7并列设置在移动机构且其两端分别朝加热炉2的出料口和等温回火炉3的进料口设置。通过控制机构控制移动机构往复移动，使其上的速冷机构6或淬火机构7移动至与加热炉2和等温回火炉3对接，以供锻件等温正火或调质处理使用。

其中，速冷机构6包括速冷室601、冷却传输部件602、冷却部件和第一温度监控器603，作为速冷机构6主体的速冷室601设置在移动机构上，冷却传输部件602的两端贯穿速冷室601设置并延伸至加热炉2的出料口、等温回火炉3的进料口处，以便锻件从加热炉2内传输至速冷室601中冷却或经速冷室601进入等温回火炉3中保温，冷却传输部件602以速冷室601进料口至出料口方向定义为其传输方向。

冷却部件设置在速冷室601的顶部并与其内部空间连通，冷却部件包括鼓风机604、循环风机605和排风机606，鼓风机604、循环风机605和排风机606依次阵列设置在速冷室601的顶部并与其内部空间连通。鼓风机604采用大流量鼓风机并在其上作用连接有一变频控制器(图中未示出)，以将室外冷空气鼓入至速冷室601内，同时配合循环风机605的使用，从而使得速冷室601内各处冷却温度均匀。排风机606的进风口与速冷室601的内部空间连通，排风机606的内部在靠近其进风口的位置处移动设置有一风机闸门607，风机闸门607上还作用连接有一闸门驱动器(图中未示出)。鼓风机604、循环风机605以及排风机606均根据第一温度监控器603所反馈的速冷室601内实时温度进行动态调整，使得经加热炉2加热达到奥氏体化的锻件，在控制冷却的条件下，在一定冷速、一定温度下冷却，从而获得均匀的组织和理想的硬度。

当在速冷室601内冷却完毕后的锻件经冷却传输部件602从速冷室601传输至等温回火炉3内进行保温，由于从速冷室601至等温回火炉3的过程中锻件会被暴露在室温下，为保证冷却效果，特此在冷却传输部件602位于速冷室601外部且靠近速冷室601出料口设置的部分上设有一冷却保温室608，冷却保温室608的内部与速冷室601的内部连通并在冷却保温室608内设有一第二温度监控器609。冷却保温室608的设置相当于延长了速冷室601的腔体长度，但是并不要求在冷却保温室608内进行冷却处理，仅需保证锻件在指定冷却温度状态下传送至等温回火炉3内即可。

经等温正火处理后锻件硬度范围在165～200HB，脱碳层增加量小于等于0.1mm，金相组织为均匀分布的铁素体加珠光体，轿车类锻件晶粒度小于等于6级，非轿车类锻件晶粒度小于等于5级，齿轮类同批锻件硬度散差小于等于15HB，同一锻件硬度散差小于等于8HB，均符合相关生产要求。

再者，淬火机构7包括有淬火槽701和淬火传输部件702，其中作为淬火机构7主体的淬火槽701设置在移动机构上且其内部盛放有淬火介质。淬火传输部件702包括有传输驱动器和淬火传输带，淬火传输带与传输驱动器驱动连接，为了便于锻件入液淬火以及出液传输，将淬火传输带沿加热炉2出料口至等温回火炉3进料口方向依次分为淬火入料段7021、淬火浸没段7022和淬火出料段7023，其中淬火入料段7021相对于淬火槽701底部呈倾斜向下设置且其端部延伸至加热炉2的出料口处即用于承接从加热炉2加工后的锻件，淬火出料段7023相对于淬火槽701底部呈倾斜向上设置且其端部延伸至等温回火炉3的进料口处即将完成淬火的锻件传送至等温回火炉3内进行回火处理，淬火浸没段7022则浸没于淬火介质中即将其上的锻件浸没在淬火介质中进行淬火调质处理。

淬火机构7还包括有搅拌装置，搅拌装置包括有搅拌叶轮703和搅拌驱动件704，搅拌驱动件704设置在淬火槽701的顶部并与搅拌叶轮703驱动连接，搅拌叶轮703设置在淬火传输带的淬火入料段7021的下方处并浸没在淬火介质中，搅拌装置可充分保证淬火时有充足的冷却介质流速，并可将锻件附近的淬火热介质迅速驱散。

淬火机构7还包括有淬火介质冷却装置，淬火介质冷却装置包括有冷却泵705和板式换热器706，淬火槽701位于淬火传输带的淬火入料段7021和淬火浸没段7022的位置处分别设有板式换热器706，板式换热器706优选采用高效不锈钢板式换热器，冷却泵705通过管道与两个板式换热器706连通，当淬火介质温度超过工艺设定值时，冷却泵705自动启动，对淬火介质进行热交换，确保淬火介质符温度符合工艺要求，确保锻件品质。

进一步的，淬火机构7还包括有液帘密封装置，液帘密封装置包括液帘泵707、液帘架708和液帘管709，其中液帘架708设置在淬火槽701的顶部，液帘管709以垂直于淬火槽701底部的方式设置在淬火传输带的淬火入料段7021上方处，液帘管709上设置有液帘泵707并与帘液管路连通。通过设置液帘密封装置，可防止淬火槽701内的淬火水汽进入加热炉3内，影响锻件品质。同时，还需在液帘管709位于液帘泵707进液端的位置处设有一过滤网(图中未示出)，避免氧化皮进入循环、冷却管路，堵塞喷射口或板式换热器706。

经调质处理后的锻件晶粒小于等于5级，淬火后硬度大于等于388HB，淬火后同批锻件硬度散差小于等于50HB，同一锻件硬度散差小于等于30HB，回火后同批锻件硬度散差小于等于35HB，同一锻件硬度散差小于等于20HB，均符合相关生产要求。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种锻件热处理两用设备，其特征在于：包括自动上料工位、加热炉、热处理两用工位、等温回火炉、后端冷却室和自动下料工位，所述自动上料工位、所述加热炉、所述热处理两用工位、所述等温回火炉、所述后端冷却室和所述自动下料工位沿热处理工艺顺序依次排列设置，所述热处理两用工位包括有控制机构、移动机构、速冷机构和淬火机构，所述移动机构以其移动方向垂直于排列方向的方式设置地面上且其上作用连接有所述控制机构，所述速冷机构和所述淬火机构并列设置在所述移动机构上且其两端分别朝所述加热炉的出料口和所述等温回火炉的进料口设置。

2.根据权利要求1所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：所述速冷机构包括速冷室、冷却传输部件、冷却部件和第一温度监控器，所述速冷室设置在所述移动机构上，所述冷却传输部件的两端贯穿所述速冷室设置并延伸至所述加热炉的出料口、所述等温回火炉的进料口处，所述冷却传输部件以所述速冷室进料口至出料口方向定义为其传输方向，所述冷却部件设置在所述速冷室的顶部并与其内部空间连通，所述速冷室的内部还设置有所述第一温度监控器。

3.根据权利要求2所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：所述冷却部件包括鼓风机、循环风机和排风机，所述鼓风机、所述循环风机和所述排风机依次阵列设置在所述速冷室的顶部并与其内部空间连通，所述鼓风机上作用连接有一变频控制器。

4.根据权利要求3所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：所述排风机的进风口与所述速冷室的内部空间连通，所述排风机的内部在靠近其进风口的位置处移动设置有一风机闸门，所述风机闸门上还作用连接有一闸门驱动器。

5.根据权利要求2所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：所述冷却传输部件位于所述速冷室外部且靠近所述速冷室出料口设置的部分上设有一冷却保温室，所述冷却保温室的内部与所述速冷室的内部连通，所述冷却保温室内设有一第二温度监控器。

6.根据权利要求1所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：淬火机构包括有淬火槽和淬火传输部件，所述淬火槽设置在所述移动机构上且其内部盛放有淬火介质，所述淬火传输部件包括有传输驱动器和淬火传输带，所述淬火传输带与所述传输驱动器驱动连接，所述淬火传输带沿所述加热炉出料口至所述等温回火炉进料口方向依次分为淬火入料段、淬火浸没段和淬火出料段，所述淬火入料段相对于所述淬火槽底部呈倾斜向下设置且其端部延伸至所述加热炉的出料口处，所述淬火出料段相对于所述淬火槽底部呈倾斜向上设置且其端部延伸至所述等温回火炉的进料口处，所述淬火浸没段浸没于所述淬火介质中。

7.根据权利要求6所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：所述淬火机构还包括有搅拌装置，所述搅拌装置包括有搅拌叶轮和搅拌驱动件，所述搅拌驱动件设置在所述淬火槽的顶部并与所述搅拌叶轮驱动连接，所述搅拌叶轮设置在所述淬火传输带的淬火入料段的下方处并浸没在所述淬火介质中。

8.根据权利要求6所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：所述淬火机构还包括有淬火介质冷却装置，所述淬火介质冷却装置包括有冷却泵和板式换热器，所述淬火槽位于所述淬火传输带的淬火入料段和淬火浸没段的位置处分别设有所述板式换热器，所述冷却泵通过管道与两个所述板式换热器连通。

9.根据权利要求6所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：所述淬火机构还包括有液帘密封装置，所述液帘密封装置包括液帘泵、液帘架和液帘管，所述液帘架设置在所述淬火槽的顶部，所述液帘管以垂直于所述淬火槽底部的方式设置在所述淬火传输带的淬火入料段上方处，所述液帘管上设置有所述液帘泵并与帘液管路连通。

10.根据权利要求9所述的一种锻件热处理两用设备，其特征在于：所述液帘管位于所述液帘泵进液端的位置处设有一过滤网。