CN205443385U - 一种细弹簧钢丝快速淬火装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种细弹簧钢丝快速淬火装置。该装置包括呈封闭状的管状冷却器和油处理装置；管状冷却器是由固定管和嵌套在固定管中的滑动管组成，在滑动管和固定管的外延端分别安装有封堵；沿封堵的轴心开设有钢丝穿孔，环绕封堵圆周表面开设有向内凹陷的环形进液槽，在环形进液槽的槽底开设有连通钢丝穿孔的冷却液体喷腔；两封堵上的环形进液槽的槽口分别与固定管、滑动管外延端设置的进液管相连通，位于滑动管中部底腔的回流口处安装有回流管，进液管和回流管均与外部液压系统相连接。本实用新型可实现细弹簧钢在淬火过程中的快速冷却，又可实现冷却液的少挥发，清洁生产，减少污染，降低生产和环保成本。
Description
技术领域
本实用新型属于钢丝热处理油淬火回火技术领域，主要涉及的是一种细弹簧钢丝快速淬火装置。
背景技术
目前，已知的钢丝热处理工艺主要有索氏体化、正火、退火、淬火等，其中索氏体化、正火、退火等几种热处理属中间热处理，且一般要将钢丝加热到800℃或900℃以上，再进行后续的冷却使之进行组织转变以获得合适的组织状态和性能；淬火是成品热处理，一般和回火结合在一起，即先淬火成马氏体再经回火得到回火马氏体。其中淬火-回火热处理都要用到淬火介质来进行辅助冷却，以快速冷至合适工艺温度后再保温、回火等得到最终合适的热处理组织，且一般都采用的是展开式多丝连续生产线进行，即钢丝展开后连续经过热处理炉加热+冷却组织转变+铅回火+收线等装备。
为得到超高性能的弹簧钢丝，大多采用油淬火回火处理（即调质处理），使钢丝获得高的强度极限和弹性极限，提高钢丝的抗应力松弛性能和疲劳强度，对于细规格钢丝（钢丝直径范围0.8-1.9mm），尤其如此。传统的细规格弹簧钢丝油淬火回火处理时，常规为多管电加热马弗炉加热到奥氏体，然后在油中淬火和铅浴加热回火；淬火中产生大量油烟，不仅严重污染环境，还有着火危险。
我国20世纪80年代至今，细规格油淬火回火生产线大多数为多丝生产线，且规格一般在2～5mm中粗规格，DV值不到35mm.m/min，目前还没有生产厂家利用单丝快速淬火冷却装备来生产细规格规格（0.8～1.9mm）的油淬火回火弹簧钢丝。
发明内容
本实用新型正是针对现有技术的不足之处而提供的一种细弹簧钢丝快速淬火装置，可实现细弹簧钢在淬火过程中的快速冷却，提高了生产效率；近乎封闭的冷却液循环系统减少了冷却液的挥发，实现了清洁生产，减少污染，降低生产成本和环保处理成本。因此，本实用新型解决了目前细规格钢丝在连续热处理中存在的油烟大、冷却介质严重污染环境、安全性差等技术问题。
本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：
本实用新型的细弹簧钢丝快速淬火装置包括呈封闭状的管状冷却器和油处理装置；所述管状冷却器是由固定管和以滑动配合方式嵌套在固定管中的滑动管组成(通过调整滑动段的位置可以调节管状冷却器的长度，以实现对钢丝的精确淬火冷却)，在滑动管和固定管的外延端分别安装有封堵（两端封堵可使冷却液集中充满于管状冷却器的内腔，并通过回流口处安装的回流管流出）；沿所述封堵的轴心开设有钢丝穿孔，环绕所述封堵圆周表面开设有向内凹陷的环形进液槽，在所述环形进液槽的槽底开设有若干个连通钢丝穿孔的冷却液体喷腔；两个封堵上的环形进液槽的槽口分别与固定管、滑动管外延端设置的进液管相连通，位于所述滑动管中部底腔的回流口处安装有回流管（便于淬火冷却液的回收和循环利用），所述进液管和回流管均与外部液压系统的相应管口相连接。
本实用新型中两个所述封堵上的冷却液体喷腔均以向内倾斜方式设置，所述冷却液体喷腔与封堵的轴线之间夹角为30～60度（当冷却液以一定的流量和流速喷出时会起到封堵作用，使冷却液不会或大大减少其从钢丝穿孔流出）。所述冷却液体喷腔的数量至少三个。
本实用新型中在所述回流管内腔中安装有拆卸式过滤网（过滤网可快速拆卸，保证冷却液洁净度）。所述过滤网是上、中、下三层不锈钢圆形筛网，其中上层为8-15目，中层为16-25目，下层为30-50目。
本实用新型中所述回流管竖直朝下设置，且轴线与管状冷却器的轴线垂直相交。
本实用新型中所述油处理装置是超声波去油器，是由不锈钢清洗槽和相连的超声波电源组成(通过油处理装置将钢丝在冷却过程中的氧化皮过滤掉，保持冷却液的洁净，从而保证其冷却效果，防止堵塞管状冷却器；采用市售的超声波系统，可以快速清除钢丝表面淬火油，避免在回火过程中产生油烟。同时，由于超声波系统可以直接从市场上采购，降低了生产成本)。
此外，本实用新型中所述管状冷却器的长度调整可采用手动调节，也采用控制装置控制执行机构来进行调节：可配置PLC或电脑等自动控制系统时，可藉由控制模型、专家系统等通过采集钢丝速度、直径、温度、冷却液液温、流量等对淬火冷却过程进行精确控制。本实用新型中所述进液管和回流管通过管道、阀门、泵与外部液压系统（例如冷却液储液箱）相连接，加上管状冷却器基本上是封闭状态，使管状冷却器和冷却液储液箱通过泵、管道、阀门构成一个近乎全封闭的系统。本实用新型可与适用性较高、成本较低的普遍感应加热装备来进行淬火操作中冷却工序之前的感应加热。
本实用新型的原理如下:
本实用新型中所述管状冷却器两端头均安装有封堵，使冷却液集中充满于管状冷却器的内腔，并通过回流口处安装的回流管流出，整个冷却液循环管路基本上呈密封状态。在淬火过程中，被感应加热后的钢丝从两端封堵内的钢丝穿孔中进、出管状冷却器，并被管状冷却器内腔中的冷却液快速冷却至工艺温度，再通过后续的保温、加热等手段完成完整的热处理工艺。从中可以看出，近乎封闭的冷却液循环系统，不仅实现了淬火过程中钢丝的快速冷却，还实现了冷却液的少挥发，降低污染的可能性，从而降低生产和环保处理成本；本实用新型在回流管中设置有上、中、下三级拆卸式过滤网，可以洁净冷却液，保证冷却液的洁净度，防止堵塞管状冷却器，减少氧化皮在循环池中的沉积；采用市售的超声波去油器，可以快速清除钢丝表面残留的淬火油，避免在回火过程中产生油烟，消除油烟污染以及安全隐患，直接从市场上采购也降低了生产成本；此外，本实用新型中所述管状冷却器的长度能够调整（可以手动调节或智能控制），可对淬火冷却过程进行精确控制。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型可实现细弹簧钢在淬火过程中的快速冷却，提高了生产效率；近乎封闭的冷却液循环系统减少了冷却液的挥发，实现了清洁生产，减少污染，降低生产成本和环保处理成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型中管状冷却器的结构示意图。
图3是本实用新型中封堵的结构示意图。
图中序号：1、管状冷却器；2、油处理装置；3、钢丝；4、封堵，4-1、钢丝穿孔，4-2、环形进液槽，4-3、冷却液体喷腔，5、固定管；6、滑动管，7、进液管，8、拆卸式过滤网，9、回流管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1～图3所示，本实用新型的细弹簧钢丝快速淬火装置包括呈封闭状的管状冷却器1和油处理装置2；所述管状冷却器1是由固定管5和以滑动配合方式嵌套在固定管5中的滑动管6组成(通过调整滑动段的位置可以调节管状冷却器的长度，以实现对钢丝的精确淬火冷却)，在滑动管6和固定管5的外延端分别安装有封堵4（两端封堵可使冷却液集中充满于管状冷却器的内腔，并通过回流口处安装的回流管流出）；沿所述封堵4的轴心开设有钢丝穿孔4-1，环绕所述封堵4圆周表面开设有向内凹陷的环形进液槽4-2，在所述环形进液槽4-2的槽底开设有若干个连通钢丝穿孔4-1的冷却液体喷腔4-3；两个封堵上的环形进液槽4-2的槽口分别与固定管5、滑动管6外延端设置的进液管7相连通，位于所述滑动管6中部底腔的回流口处安装有回流管9（便于淬火冷却液的回收和循环利用），所述进液管7和回流管9均与外部液压系统的相应管口相连接。
本实用新型中两个所述封堵4上的冷却液体喷腔4-3均以向内倾斜方式设置，所述冷却液体喷腔4-3与封堵4的轴线之间夹角为30～60度（参见图3，当冷却液以一定的流量和流速喷出时会起到封堵作用，使冷却液大大减少其从钢丝穿孔流出）。所述冷却液体喷腔4-3的数量至少三个。
本实用新型中在所述回流管9内腔中安装有拆卸式过滤网8（过滤网可快速拆卸，保证冷却液洁净度）。所述过滤网8是上、中、下三层不锈钢圆形筛网，其中上层为8-15目，中层为16-25目，下层为30-50目（参见图2）。
本实用新型中所述回流管9竖直朝下设置，且轴线与管状冷却器1的轴线垂直相交。
本实用新型中所述油处理装置2是超声波去油器，是由不锈钢清洗槽和相连的超声波电源组成(参见图1，通过油处理装置将钢丝在冷却过程中的氧化皮过滤掉，保持冷却液的洁净，从而保证其冷却效果，防止堵塞管状冷却器1；采用市售的超声波系统，可以快速清除钢丝3表面残留的淬火油，避免在回火过程中产生油烟。同时，由于超声波系统可以直接从市场上采购，降低了生产成本)。
本实用新型的具体使用情况如下：
本实用新型在使用之前，首先要将进液管7和回流管9的外延端通过管道、阀门、泵与外部液压系统（例如冷却液储液箱）相连接，使管状冷却器1和冷却液储液箱之间构成一个近乎全封闭的系统，并与相应的电控装置和执行机构相连接；然后，将油处理装置2（即超声波去油器）中的电路和清洗管路连接到位；在本实用新型所在工位的前面放置有用于加热钢丝3的感应加热装备。
本实用新型在使用时，来自外部冷却液储液箱的冷却液从管状冷却器1的两端头进入中空内腔里，并在两端安装有封堵4，可使冷却液集中充满于管状冷却器1的内腔、并通过设置在管状冷却器1中部底腔回流管9中的拆卸式过滤网8过滤后流出进入循环利用。当加热到奥氏体温度的钢丝3（尤其是细弹簧钢丝）纵穿管状冷却器1（从两端封堵4中的钢丝穿孔4-1及充满冷却液的管状冷却器1内腔中通过）后得以快速冷却；同时从冷却液体喷腔4-3喷出的冷却液会起到封堵作用，大大减少冷却液从钢丝穿孔4-1流出的可能性：即保证了冷却管路是个近乎封闭的系统。此结构设计不仅实现了淬火过程中钢丝的快速冷却，还实现了冷却液的少挥发，降低污染的可能性。而冷却液在循环过程中，经过设置在回流管9中的上、中、下三级拆卸式过滤网8，可以洁净冷却液，保证冷却液的洁净度，防止堵塞管状冷却器1，减少氧化皮在循环池中的沉积。经过管状冷却器1快速冷却后的钢丝3，在前移的过程中再通过超声波去油器可以快速清除钢丝表面残留的淬火油，避免在回火过程中产生油烟，消除油烟污染以及安全隐患。此外，本实用新型中所述管状冷却器1的长度能够调整，对淬火冷却过程进行精确控制，其调整可以手动调节，也可以智能控制：例如可配置PLC或电脑等自动控制系统时，可藉由控制模型、专家系统等通过采集钢丝速度、直径、温度、冷却液液温、流量等对淬火冷却过程进行精确控制。
Claims (7)
1.一种细弹簧钢丝快速淬火装置，其特征在于：它包括呈封闭状的管状冷却器（1）和油处理装置（2）；所述管状冷却器（1）是由固定管（5）和以滑动配合方式嵌套在固定管（5）中的滑动管（6）组成，在滑动管（6）和固定管（5）的外延端分别安装有封堵（4）；沿所述封堵（4）的轴心开设有钢丝穿孔（4-1），环绕所述封堵（4）圆周表面开设有向内凹陷的环形进液槽（4-2），在所述环形进液槽（4-2）的槽底开设有若干个连通钢丝穿孔（4-1）的冷却液体喷腔（4-3）；两个封堵上的环形进液槽（4-2）的槽口分别与固定管（5）、滑动管（6）外延端设置的进液管（7）相连通，位于所述滑动管（6）中部底腔的回流口处安装有回流管（9），所述进液管（7）和回流管（9）均与外部液压系统的相应管口相连接。
2.根据权利要求1所述的细弹簧钢丝快速淬火装置，其特征在于：两个所述封堵（4）上的冷却液体喷腔（4-3）均以向内倾斜方式设置，所述冷却液体喷腔（4-3）与封堵（4）的轴线之间夹角为30～60度。
3.根据权利要求1所述的细弹簧钢丝快速淬火装置，其特征在于：所述冷却液体喷腔（4-3）的数量至少三个。
4.根据权利要求1所述的细弹簧钢丝快速淬火装置，其特征在于：在所述回流管（9）内腔中安装有拆卸式过滤网（8）。
5.根据权利要求4所述的细弹簧钢丝快速淬火装置，其特征在于：所述过滤网（8）是上、中、下三层不锈钢圆形筛网，其中上层为8-15目，中层为16-25目，下层为30-50目。
6.根据权利要求1所述的细弹簧钢丝快速淬火装置，其特征在于：所述回流管（9）竖直朝下设置，且轴线与管状冷却器（1）的轴线垂直相交。
7.根据权利要求1所述的细弹簧钢丝快速淬火装置，其特征在于：所述油处理装置（2）是超声波去油器，是由不锈钢清洗槽和相连的超声波电源组成。
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