CN1363693A - 长杆件热处理方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

长杆件热处理方法及其设备,属于机械加工技术领域。利用机械传动与先进的感应加热技术相结合的热处理工艺。所述设备包括工件自动进料机构、输送机构、工件旋转进给机构、淬火感应加热器、淬火冷却装置、回火感应加热器、回火冷却装置、输出和自动卸料机构。该方法构思先进合理,工艺简单,其设备操作灵活方便,易于控制和连续生产。使用该方法及设备,提高了生产效率,产品性能达到美国材料试验标准。

Description

长杆件热处理方法及其设备
本发明属于机械加工技术领域，涉及一种长杆件金属材料的热处理方法及其设备的技术方案。
目前一般情况下，对于较短的高强度螺钉、螺栓等工件，可采用网带炉、盐浴炉等设备加工。但对于细长杆或1米以上的长螺钉，采用现有的设备加工则很难达到质量要求，以致无法加工生产，主要存在的问题：1)由于淬火加热、冷却的不均匀性，以及操作的随意性，热处理后的工件变形量大，校直困难。2)处理后工件的机械性能不稳定，质量不易控制。3)表面质量差，螺纹牙形易碰坏，同时易出现因清洗而锈蚀等问题。
本发明目的在于克服以上存在的缺陷，利用先进合理的机械传动和加工处理技术的组合，提供一种长杆件连续热处理方法及其设备的技术方案。
所述的长杆件热处理方法，热处理工艺包括淬火加热、淬火冷却、回火加热、回火冷却，其特征在于热处理工艺前，工件采用自动进料、输送、旋转进给，所述的淬火加热、回火加热分别为淬火感应加热、回火感应加热，所述的淬火冷却、回火冷却采用淬火喷水圈冷却、回火喷水圈冷却，热处理工艺结束后工件自动输出和卸料，整个热处理工艺按上述工艺步骤连续循环操作。
所述的长杆件热处理设备，其特征是在一连续机架左部设置由工件输入滚轮及相应的飞轮构成的工件输入机构，工件输入机构前侧设置由上料拔叉轮驱动电机、上料拔叉轮、进料架构成的上料机构。连续机架中部设有三棍式旋转进给装置、淬火加热器、淬火冷却装置、回火加热器、回火冷却装置，三棍式旋转进给装置与调速电机传动配合，连续机架右部设置由工件输出滚轮及相应的飞轮构成的工件输出机构，工件输出机构前侧设置由卸料拔叉轮驱动电机、卸料拔叉轮、卸料架构成的卸料机构，工件输入滚轮、工件输出滚轮分别通过各自相配合的飞轮与调速电机传动配合。
以上描述的长杆件热处理方法，构思先进合理，工艺简单。所述的设备调整和操作灵活方便，易于控制，可进行连续生产操作，大大提高了生产效率。利用该方法和设备生产的长杆件，其弯曲变形量明显减少，表面处理质量和机械性能达到美国材料试验标准。
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明并给出其实施例。
图1为长杆件热处理设备结构示意图。
按前述长杆件热处理方法，所述的淬火感应加热和回火感应加应的工作频率可以为0.6-100KHZ，一般以2.5-40KHZ为佳，在此范围内发明人选取了2.5KHZ、5KHZ、7.5KHZ、、10KHZ、15KHZ、20KHZ、30KHZ、40KHZ的工作频率进行试验，均取得满意效果。所述的淬火感应加热和回火感应加热，其加热功率理论上讲，根据工件规格不同可任意设定，发明人通过大量试验和对最常见工件规格的研究，一般为10-50kwT 5-250kw，尤其以80-100KW和40-60KW为佳。用测温仪或目测的方法测定工件加热温度，同时根据加热温度高低，调节工件旋转进给速度，相应的工件旋转进给速度一般为100-10mm/s，以30-10mm/s为佳。实施该方法的设备，如图1所示，整台机械的连续机架为普通常用结构，图中未予详细绘出，一般设计成可拆装的连续的几个部分，便于运输、安装。一组工件输入滚轮4与飞轮6同轴连接，每二个相邻飞轮6之间以链条传动配合。上料拔叉轮2与上料拔叉轮驱动电机1传动配合，并与进料架3的位置相配合。淬火加热器10、回火加热器12采用目前较先进的淬火感应加热器和回火感应加热器，实施例中将变压器和感应器安装在机架中，其主机和操作台用导线与其连接。淬火冷却装置11、回火冷却装置13为淬火喷水圈冷却装置和回火喷水圈冷却装置，采用喷自来水冷却的方法，可获得较好的金相组织，并无环境污染。三棍式旋转进给装置9与调速电机8传动配合，使工件在处理过程中同时获得旋转、进给两个运动，致使工件加热、冷却的均匀性提高，减少工件变形。同时三棍轮组具有校直作用，使细长杆件在热处理过程中充分利用相变超塑性机理得到校直。机架右部的结构与左部的结构相似，在此不再赘述。只是卸料拔叉轮17工作时其转动方向与上料拔叉轮2相反，卸料拔叉轮17的拔叉杆较长，以便将工件叉出。其中15为与工件输出滚轮14同轴连接的飞轮，16为卸料架，18为卸料拔叉轮驱动电机。调速电机8采用无级调速电机，分别与工件输入滚轮4、三棍式旋转进给装置9、工件输出滚轮14同步传动配合，工件输入滚轮4、工件输出滚轮14为槽轮式结构。图中5为传动连接管，20为万向节，用于两个相配合部件之间的转动连接。7为上料控制接近开关、19为卸料控制接近开关，分别控制上料拔叉轮驱动电机1和卸料拔叉轮驱动电机18的动作。该设备工作时，通过上料控制接近开关7的信号控制，接通上料拔叉轮驱动电机1，并带动上料拔叉轮2将进料架3上的工作拔进滚轮槽中，把工件送到三棍式旋转进给装置9，由于无级调速电机8的工作，这时工件便安一定的转速转动，同时按一定的前进速度送进，经过淬火加热、淬火冷却、回火加热、回火冷却工艺处理后，工件送入卸料区，通过卸料控制接近开关19的信号控制，接通卸料拔叉轮驱动电机18，并带动卸料拔叉轮17将工件拔卸到卸料架16上，自动下料，完成一个工作单元回到初始状态。

Claims (10)

1.长杆件热处理方法，热处理工艺包括淬火加热、淬火冷却、回火加热、回火冷却，其特征在于热处理工艺前，工件采用自动进料、输送、旋转进给，所述的淬火加热、回火加热分别为淬火感应加热、回火感应加热，所述的淬火冷却、回火冷却采用淬火喷水圈冷却、回火喷水圈冷却，热处理工艺结束后工件自动输出和卸料，整个热处理工艺按上述工艺步骤连续循环操作。
2.如权利要求1所述的长杆件热处理方法，其特征在于淬火感应加热和回火感应加热的工作频率为0.6-100KHZ。
3.如权利要求1所述的长杆件热处理方法，其特征在于淬火感应加热和回火感应加热的加热功率分别为10-500KW和5-250KW，用测温仪或目测方法测定工件加热温度，同时根据加热温度高低调节工件旋转进给速度，相应的工件旋转进给速度为：100-10mm/s。
4.长杆件热处理设备，其特征是在一连续机架左部设置由工件输入滚轮(4)及相应的飞轮(6)构成的工件输入机构，工件输入机构前侧设置由上料拔叉轮驱动电机(1)、上料拔叉轮(2)、进料架(3)构成的上料机构。连续机架中部设有三棍式旋转进给装置(9)、淬火加热器(10)、淬火冷却装置(11)、回火加热器(12)回火冷却装置(13)，三棍式旋转进给装置(9)与调速电机(8)传动配合，连续机架右部设置由工件输出滚轮(14)及相应的飞轮(15)构成的工件输出机构，工件输出机构前侧设置由卸料拔叉轮驱动电机(18)、卸料拔叉轮(17)、卸料架(16)构成的卸料机构，工件输入滚轮(4)、工件输出滚轮(14)分别通过飞轮(6)和飞轮(15)与调速电机(8)传动配合。
5.如权利要求4所述的长杆件热处理设备，其特征在于淬火加热器(10)为淬火感应加应器，回火加热器(12)为回火感应加热器。
6.如权利要求4所述的长杆件热处理设备，其特征在于淬火冷却装置(11)为淬火喷水圈冷却装置，回火冷却装置(13)为回火喷水圈冷却装置。
7.如权利要求4所述的长杆件热处理设备，其特征在于与工件输入滚轮(4)同轴连接的每二个相邻飞轮(6)之间以链条传动配合。
8.如权利要求4所述的长杆件热处理设备，其特征在于与工件输出滚轮(14)连接的每二个相邻飞轮(15)之间以链条传动配合。
9.如权利要求4所述的长杆件热处理设备，其特征在于所述的工件输入滚轮(4)、工件输出滚轮(14)为槽轮式结构。
10.如权利要求4所述的长杆件热处理设备，其特征在于调速电机(8)为无级调速电机，分别与工件输入滚轮(4)、三棍式旋转进给装置(9)、工件输出滚轮(14)同步传动配合。
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