CN117187517A - 一种高压阀门生产热处理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热处理加工技术领域，具体为一种高压阀门生产热处理方法及设备，对于阀门工件进整体热处理热处理工作过程中，整体工艺流程合理高效，且针对淬火工艺过程，能够根据钢铁工件实际加工状态和需求进行相适应的淬火处理；通过设置的热处理净化回收机构与喷射淬火机构的配合使用，对阀门工件表面淬火凝结粘附的残渣以及粘附的杂污进行清除，减少后续不必要的工序，提高整体工艺经济效益；且对于淬火过程中产生的热废气与热废水中的热量能够进行一定回收利用，提高能量利用效率，满足实际工艺需求。
Description
技术领域
本发明涉及热处理加工技术领域，具体为一种高压阀门生产热处理方法及设备。
背景技术
高压阀门已被广泛应用于电力行业、超硬材料制造、化学工业、石油化工、加工技术、等静压处理、超高静压挤压、粉末冶金、金属成形以及地球物理、地质理学研究等领域；高压阀门生产制造工艺中的热处理工作，阀门的主体雏形在经过退火、正火、淬火、回火等处理后取出其内部杂质，提升其整体材料性能，用以满足实际使用需求。
上述热处理工艺中，淬火工艺在钢铁工件制造过程中尤为重要，对于成品质量具有较大影响，常规淬火工艺过程中，通常是将钢铁工件通过吊钩或者其他吊装设备进行吊起，之后再将工件放置在淬火池中进行淬火处理；此过程中伴随着大量烟雾气体的产生，对于工作环境具有影响，且产生的气体得不到净化，对于其携带的热量不能进行良好的回收利用，不仅对环境具有影响，对于工作人员的人身安全造成威胁，对于其能源也是一种浪费；再者，淬火后的工件需要放置冷却一定时间，且此过程中工件表面会因为冷却而形成杂质颗粒粘附在上面，或者工件在水中淬火时粘附的杂质，需要后续通过工作人员进行操作处理，进而增加了处理工艺流程，对于整体工艺经济效益具有消极影响；不能满足实际工艺需求，需要进行改进和优化。
为此，本发明提出一种高压阀门生产热处理方法及设备用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压阀门生产热处理方法及设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压阀门生产热处理方法，包括整体热处理、表面热处理、化学热处理；其中所述整体热处理包含有退火、正火、淬火、回火；
阀门工件的退火工作，将其加热到Ac3+30-55℃或Ac1+35-60℃或Ac1以下的温度后，之后随炉温缓慢冷却；
正火：将阀门工件加热到Ac3或Accm 以上30-50℃，保温后以大于退火的冷却速度冷却，即进行空冷；
淬火：根据实际需求直接将阀门工件通过淬火设备进行淬火加工；
回火：将淬火后的阀门工件重新加热到Ac1以下，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却；
调质：淬火后高温回火称调质，即将阀门工件加热到比淬火时高15-25度的温度，保温后进行淬火，然后在450-750度的温度下进行回火，根据需求调整其内部物质组成结构。
优选的，所述表面热处理包含有火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火。
优选的，所述所述化学热处理包含有渗碳、氮化、碳氮共渗。
一种高压阀门生产热处理方法中淬火使用的设备，该淬火设备包括设备主体、固定底座、滑动承载台和热处理净化回收机构、喷射淬火机构；所述设备主体的一侧设置有腔体，腔体的腔口位置设置有固定底座，固定底座上滑动连接设置有滑动承载台，所述滑动承载台的一端与伸缩控制杆设置连接，伸缩控制杆固定设置在固定底座的一端，所述滑动承载台的一端固定设置有封腔门，所述封腔门与腔体设置位置相对应，所述设备主体上连接设置有热处理净化回收机构，设备主体中连接设置有喷射淬火机构。
优选的，所述热处理净化回收机构包含有热气导管、废水导管、箱体、连接盘体、支管、气体排出管、废水排出管、第一净化装置、第二净化装置、热交换管、承载环、支撑杆、固定板、固定杆、连接转轴、扰流叶板；所述热气导管连接设置在设备主体的顶部，所述废水导管连接设置在设备主体的底部一侧，且废水导管与热气导管都连接设置在箱体中，所述废水导管与热气导管两者的一端都固定设置有连接盘体，所述连接盘体的一侧等距固定设置有支管，所述气体排出管的一端插入在箱体中，且端部固定设置有连接盘体，气体排出管上设置有第一净化装置，所述废水排出管的一端插入在箱体中，且端部固定设置有连接盘体，废水排出管上设置有第二净化装置，所述热交换管对称连接设置在箱体的两侧，所述承载环的两侧对称固定设置有支撑杆，所述支撑杆的一端固定设置有固定板，所述固定板通过螺钉固定设置在箱体的内侧壁上，所述固定杆固定设置在承载环的内侧壁，且固定杆的中部位置活动设置有连接转轴，所述连接转轴的外侧壁等距固定设置有扰流叶板。
优选的，所述热交换管与箱体相连通设置，且热交换管的管口与承载环设置位置相对应。
优选的，所述扰流叶板在连接转轴的外侧壁上进行倾斜设置，且承载环的直径大于热交换管的管口直径。
优选的，所述喷射淬火机构包含有输水管、储水箱、连接脚、分水盒、喷水管、固定盘、喷射口、旋转控制马达、连接板、喷射嘴、雾化喷头、安装槽、承载板、弹性半环件、辅助凸粒、承载凸块、清洁毛刷；所述输水管连接设置在设备主体中，且端部与储水箱设置连接，所述储水箱的边侧对称固定设置有连接脚，连接脚通过螺钉固定设置在设备主体内腔的顶部，所述储水箱的底侧等距设置有分水盒，所述分水盒上等距设置有喷水管，所述喷水管的底端设置有固定盘，所述固定盘的底侧设置有喷射口，所述旋转控制马达固定设置在固定盘上，且旋转控制马达一端的输出轴与连接板固定连接，所述连接板上等距设置有喷射嘴，所述雾化喷头设置在连接板上，所述安装槽设置在固定盘的底侧，所述安装槽中通过螺丝固定设置有承载板，所述承载板的内侧壁等距固定设置有弹性半环件和承载凸块，所述承载凸块上连接设置有清洁毛刷，所述弹性半环件上等距设置有辅助凸粒。
优选的，所述喷射嘴在连接板上等距设置，且喷射嘴设置为倒圆台形的喷管，且每个喷射嘴的嘴口直径不同，喷射嘴与喷射口、喷水管三者设置位置相对应。
优选的，所述承载板设置为弧形板件，其与连接板上的喷射嘴和雾化喷头设置位置相对应，所述承载凸块与弹性半环件两者进行交错设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设计的高压阀门生产热处理方法及相应加工设备，对于阀门工件进整体热处理热处理工作过程中，整体工艺流程合理高效，且针对淬火工艺过程，能够根据钢铁工件实际加工状态和需求进行相适应的淬火处理；通过设置的热处理净化回收机构与喷射淬火机构的配合使用，对阀门工件表面淬火凝结粘附的残渣以及粘附的杂污进行清除，减少后续不必要的工序，提高整体工艺经济效益；且对于淬火过程中产生的热废气与热废水中的热量能够进行一定回收利用，提高能量利用效率，满足实际工艺需求。
附图说明
图1为本发明高压阀门热处理设备结构连接示意图；
图2为本发明高压阀门热处理工艺中热处理净化回收机构结构连接示意图；
图3为本发明设备主体中喷射淬火机构结构连接示意图；
图4为本发明喷射淬火机构中固定盘内部结构连接局部剖视俯视图；
图5为本发明喷射淬火机构中固定盘内部结构连接局部剖视仰视图；
图6为本发明喷射淬火机构中的承载板局部结构连接示意图。
图中：设备主体1、腔体2、固定底座3、伸缩控制杆4、滑动承载台5、封腔门6、热处理净化回收机构7、热气导管701、废水导管702、箱体703、连接盘体704、支管705、气体排出管706、废水排出管707、第一净化装置708、第二净化装置709、热交换管710、承载环711、支撑杆712、固定板713、固定杆714、连接转轴715、扰流叶板716、喷射淬火机构8、输水管801、储水箱802、连接脚803、分水盒804、喷水管805、固定盘806、喷射口807、旋转控制马达808、连接板809、喷射嘴810、雾化喷头811、安装槽812、承载板813、弹性半环件814、辅助凸粒815、承载凸块816、清洁毛刷817。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。
请参阅图1，一种高压阀门生产热处理方法，包括整体热处理、表面热处理、化学热处理；其中整体热处理包含有退火、正火、淬火、回火；
阀门工件的退火工作，将其加热到Ac3+30-55℃或Ac1+35-60℃或Ac1以下的温度后，之后随炉温缓慢冷却；
正火：将阀门工件加热到Ac3或Accm 以上30-50℃，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却，即进行空冷；
淬火：根据实际需求直接将阀门工件通过淬火设备进行淬火加工；
回火：将淬火后的阀门工件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却；其中回火的目的是降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；
调质：淬火后高温回火称调质，即将阀门工件加热到比淬火时高15-25度的温度，保温后进行淬火，然后在450-750度的温度下进行回火，根据需求调整其内部物质组成结构；调质的作用是改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度；减小淬火时的变形和开裂；获得良好的综合力学性能；稳定工件尺寸，保证产品的自身品质；
表面热处理包含有火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火，表面热处理包含有火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火；其中火焰加热表面淬火是用氧－乙炔混合气体燃烧的火焰，喷射到钢铁工件表面上，快速加热，当达到淬火温度后立即喷水冷却；提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍保持韧性状态；感应加热表面淬火是将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却；提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部保持韧性状态；
化学热处理包含有渗碳、氮化、碳氮共渗；化学热处理包含有渗碳、氮化、碳氮共渗，其中渗碳是将钢件放入渗碳介质中，加热至900～950度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层；有助于提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然保持韧性状态；氮化是利用在500～600度时氨气分解出来的活性氮原子，使钢件表面被氮饱和，形成氮化层，有助于提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力；碳氮共渗是向钢铁工件表面同时渗碳和渗氮，有助于提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力；
固溶处理：将合金加热到高温（990-1300℃）单相区恒温保持，使得过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却；
深冷处理：将淬火后的阀门工件，在低温介质（如干冰、液氮）中冷却到－40到－80℃或更低温度，温度均匀一致后取出均温到室温。
请参阅图1-图2，一种高压阀门生产热处理方法中淬火使用的设备，该淬火设备包括设备主体1、固定底座3、滑动承载台5和热处理净化回收机构7、喷射淬火机构8；设备主体1的一侧设置有腔体2，腔体2的腔口位置设置有固定底座3，固定底座3上滑动连接设置有滑动承载台5，滑动承载台5的一端与伸缩控制杆4设置连接，伸缩控制杆4固定设置在固定底座3的一端，滑动承载台5的一端固定设置有封腔门6，封腔门6与腔体2设置位置相对应，设备主体1上连接设置有热处理净化回收机构7，设备主体1中连接设置有喷射淬火机构8；热处理净化回收机构7中的热气导管701连接设置在设备主体1的顶部，废水导管702连接设置在设备主体1的底部一侧，且废水导管702与热气导管701都连接设置在箱体703中，废水导管702与热气导管701两者的一端都固定设置有连接盘体704，连接盘体704的一侧等距固定设置有支管705，气体排出管706的一端插入在箱体703中，且端部固定设置有连接盘体704，气体排出管706上设置有第一净化装置708，废水排出管707的一端插入在箱体703中，且端部固定设置有连接盘体704，废水排出管707上设置有第二净化装置709，热交换管710对称连接设置在箱体703的两侧，承载环711的两侧对称固定设置有支撑杆712，支撑杆712的一端固定设置有固定板713，固定板713通过螺钉固定设置在箱体703的内侧壁上，固定杆714固定设置在承载环711的内侧壁，且固定杆714的中部位置活动设置有连接转轴715，连接转轴715的外侧壁等距固定设置有扰流叶板716；热交换管710与箱体703相连通设置，且热交换管710的管口与承载环711设置位置相对应；扰流叶板716在连接转轴715的外侧壁上进行倾斜设置，且承载环711的直径大于热交换管710的管口直径；对于淬火产生的热废气通过热气导管701排出，产生的热废水通过废水导管702排出，最后都经过箱体703中，且在箱体703中设置支管705，可以分散其热量范围，对于热交换管710中流动的物质可以是水或者气体，根据实际需求进行通入气体或者液体，且流动的物质在通过箱体703中后，将热量传导出来，且此过程中流动的物质会带动承载环711内侧的扰流叶板716，之所以设置扰流叶板716，其目的是扰乱流动物质的流动路径，进而可以提高在箱体703中的停留时间，进一步不提高其热量回收工作效率；最后流动的气体或者液体从箱体703另一侧的热交换管710排出，实现对废水、废气中热量一定的回收利用，减少能量浪费。
请参阅图3-图6，喷射淬火机构8中的输水管801连接设置在设备主体1中，且端部与储水箱802设置连接，储水箱802的边侧对称固定设置有连接脚803，连接脚803通过螺钉固定设置在设备主体1内腔的顶部，储水箱802的底侧等距设置有分水盒804，分水盒804上等距设置有喷水管805，喷水管805的底端设置有固定盘806，固定盘806的底侧设置有喷射口807，旋转控制马达808固定设置在固定盘806上，且旋转控制马达808一端的输出轴与连接板809固定连接，连接板809上等距设置有喷射嘴810，雾化喷头811设置在连接板809上，安装槽812设置在固定盘806的底侧，安装槽812中通过螺丝固定设置有承载板813，承载板813的内侧壁等距固定设置有弹性半环件814和承载凸块816，承载凸块816上连接设置有清洁毛刷817，弹性半环件814上等距设置有辅助凸粒815；喷射嘴810在连接板809上等距设置，且喷射嘴810设置为倒圆台形的喷管，且每个喷射嘴810的嘴口直径不同，喷射嘴810与喷射口807、喷水管805三者设置位置相对应；承载板813设置为弧形板件，其与连接板809上的喷射嘴810和雾化喷头811设置位置相对应，承载凸块816与弹性半环件814两者进行交错设置；阀门工件放置在滑动承载台5上，之后送入到设备主体1中，滑动承载台5一端的封腔门6将腔体2进行封堵，之后通过输水管801进行输送水，水流从分水盒804底侧的喷水管805喷出，对阀门工件进行喷射淬火，此过程中对于阀门工件上冷却凝结的颗粒以及粘附的杂污也能够进行清除工作，此过程中可以根据时淬火状态需求对喷射水的大小进行调控，通过旋转控制马达808带动连接板809进行旋动，直到合适口径的喷射嘴810到达喷射口807位置即可，当淬火完成后，通过将雾化喷头811调控到喷射口807位置，对工件进行快速冷却，可以快速进行下一步加工工艺，对于提高整体处理加工效益具有积极影响；在进行调控旋动喷射嘴810或者雾化喷头811工作时，通过设置在承载板813上的弹性半环件814和清洁毛刷817的配合使用，对于喷射嘴810和雾化喷头811的喷口位置进行清理，避免出现堵塞的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高压阀门生产热处理方法，其特征在于：包括整体热处理、表面热处理、化学热处理；其中所述整体热处理包含有退火、正火、淬火、回火；
阀门工件的退火工作，将其加热到Ac3+30-55℃或Ac1+35-60℃或Ac1以下的温度后，之后随炉温缓慢冷却；
正火：将阀门工件加热到Ac3或Accm 以上30-50℃，保温后以大于退火的冷却速度冷却，即进行空冷；
淬火：根据实际需求直接将阀门工件通过淬火设备进行淬火加工；
回火：将淬火后的阀门工件重新加热到Ac1温度以下，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却；
调质：淬火后高温回火称调质，即将阀门工件加热到比淬火时高15-25度的温度，保温后进行淬火，然后在450-750度的温度下进行回火，根据需求调整其内部物质组成结构。
2.根据权利要求1所述的一种高压阀门生产热处理方法及设备，其特征在于：所述表面热处理包含有火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火。
3.根据权利要求1所述的一种高压阀门生产热处理方法及设备，其特征在于：所述化学热处理包含有渗碳、氮化、碳氮共渗。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述一种高压阀门生产热处理方法中淬火使用的设备，其特征在于，该淬火设备包括设备主体（1）、固定底座（3）、滑动承载台（5）和热处理净化回收机构（7）、喷射淬火机构（8）；所述设备主体（1）的一侧设置有腔体（2），腔体（2）的腔口位置设置有固定底座（3），固定底座（3）上滑动连接设置有滑动承载台（5），所述滑动承载台（5）的一端与伸缩控制杆（4）设置连接，伸缩控制杆（4）固定设置在固定底座（3）的一端，所述滑动承载台（5）的一端固定设置有封腔门（6），所述封腔门（6）与腔体（2）设置位置相对应，所述设备主体（1）上连接设置有热处理净化回收机构（7），设备主体（1）中连接设置有喷射淬火机构（8）。
5.根据权利要求4所述的一种高压阀门生产热处理方法的使用设备，其特征在于：所述热处理净化回收机构（7）包含有热气导管（701）、废水导管（702）、箱体（703）、连接盘体（704）、支管（705）、气体排出管（706）、废水排出管（707）、第一净化装置（708）、第二净化装置（709）、热交换管（710）、承载环（711）、支撑杆（712）、固定板（713）、固定杆（714）、连接转轴（715）、扰流叶板（716）；所述热气导管（701）连接设置在设备主体（1）的顶部，所述废水导管（702）连接设置在设备主体（1）的底部一侧，且废水导管（702）与热气导管（701）都连接设置在箱体（703）中，所述废水导管（702）与热气导管（701）两者的一端都固定设置有连接盘体（704），所述连接盘体（704）的一侧等距固定设置有支管（705），所述气体排出管（706）的一端插入在箱体（703）中，且端部固定设置有连接盘体（704），气体排出管（706）上设置有第一净化装置（708），所述废水排出管（707）的一端插入在箱体（703）中，且端部固定设置有连接盘体（704），废水排出管（707）上设置有第二净化装置（709），所述热交换管（710）对称连接设置在箱体（703）的两侧，所述承载环（711）的两侧对称固定设置有支撑杆（712），所述支撑杆（712）的一端固定设置有固定板（713），所述固定板（713）通过螺钉固定设置在箱体（703）的内侧壁上，所述固定杆（714）固定设置在承载环（711）的内侧壁，且固定杆（714）的中部位置活动设置有连接转轴（715），所述连接转轴（715）的外侧壁等距固定设置有扰流叶板（716）。
6.根据权利要求5所述的一种高压阀门生产热处理方法的使用设备，其特征在于：所述热交换管（710）与箱体（703）相连通设置，且热交换管（710）的管口与承载环（711）设置位置相对应。
7.根据权利要求5所述的一种高压阀门生产热处理方法的使用设备，其特征在于：所述扰流叶板（716）在连接转轴（715）的外侧壁上进行倾斜设置，且承载环（711）的直径大于热交换管（710）的管口直径。
8.根据权利要求4所述的一种高压阀门生产热处理方法的使用设备，其特征在于：所述喷射淬火机构（8）包含有输水管（801）、储水箱（802）、连接脚（803）、分水盒（804）、喷水管（805）、固定盘（806）、喷射口（807）、旋转控制马达（808）、连接板（809）、喷射嘴（810）、雾化喷头（811）、安装槽（812）、承载板（813）、弹性半环件（814）、辅助凸粒（815）、承载凸块（816）、清洁毛刷（817）；所述输水管（801）连接设置在设备主体（1）中，且端部与储水箱（802）设置连接，所述储水箱（802）的边侧对称固定设置有连接脚（803），连接脚（803）通过螺钉固定设置在设备主体（1）内腔的顶部，所述储水箱（802）的底侧等距设置有分水盒（804），所述分水盒（804）上等距设置有喷水管（805），所述喷水管（805）的底端设置有固定盘（806），所述固定盘（806）的底侧设置有喷射口（807），所述旋转控制马达（808）固定设置在固定盘（806）上，且旋转控制马达（808）一端的输出轴与连接板（809）固定连接，所述连接板（809）上等距设置有喷射嘴（810），所述雾化喷头（811）设置在连接板（809）上，所述安装槽（812）设置在固定盘（806）的底侧，所述安装槽（812）中通过螺丝固定设置有承载板（813），所述承载板（813）的内侧壁等距固定设置有弹性半环件（814）和承载凸块（816），所述承载凸块（816）上连接设置有清洁毛刷（817），所述弹性半环件（814）上等距设置有辅助凸粒（815）。
9.根据权利要求8所述的一种高压阀门生产热处理方法的使用设备，其特征在于：所述喷射嘴（810）在连接板（809）上等距设置，且喷射嘴（810）设置为倒圆台形的喷管，且每个喷射嘴（810）的嘴口直径不同，喷射嘴（810）与喷射口（807）、喷水管（805）三者设置位置相对应。
10.根据权利要求8所述的一种高压阀门生产热处理方法的使用设备，其特征在于：所述承载板（813）设置为弧形板件，其与连接板（809）上的喷射嘴（810）和雾化喷头（811）设置位置相对应，所述承载凸块（816）与弹性半环件（814）两者进行交错设置。
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