CN205473896U - 一种圆环链热处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆环链热处理装置，包括依次设置的淬火部、回火部，所述淬火部、回火部处均设置有冷却部一，所述淬火部设置有淬火调温箱，所述回火部依次设置有均温回火加热箱、至少一个回火调温箱、差温回火加热箱，所述淬火调温箱处设置有冷却部二，本实用新型具有集成化程度高、工作效率高的特点，圆环链淬火后能够获得均匀、细小的低碳板条马氏体组织，淬火质量高，本实用新型中冷却部二与冷却部一分别连接冷却源，有助于提高冷却质量，满足圆环链各部位对硬度、韧性方面的要求。

Description

一种圆环链热处理装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿设备制造工艺技术领域，具体而言涉及一种圆环链热处理装置。

背景技术

随着机械化采煤技术的发展，矿用刮板输送机、转载机等大型、重型设备得到了广泛的应用，这些设备使用最多的核心零部件是圆环链，圆环链的质量和性能优劣直接影响到设备的工作效率和煤矿的煤炭产量。

矿用圆环链主要经历了矿用圆环链用钢、热处理技术、环尺寸和形状的优化、不同的链条设计以及制链技术的发展阶段，促使矿用圆环链的力学性能和可靠性已经获得了较大的提高。

圆环链使用的金属材料为锰镍铬钼系列的高合金链条钢，该材质具有硬度高、韧性强、加工难度大的特点。另外，由于圆环链为矩形环状，其肩顶部和直臂部对硬度的要求不同，合理的热处理工艺是保证圆环链具有较高且稳定的力学性能的可靠办法。目前，对圆环链进行热处理的加热炉普遍存在加热周期长、效率低、不易得到非常细的奥氏体晶粒的问题，很难达到圆环链各部位对硬度、强度的要求。因此，圆环链的热处理工序成为制约圆环链发展的关键因素。

实用新型内容

本实用新型提供了一种圆环链热处理装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种圆环链热处理装置，包括依次设置的淬火部、回火部，所述淬火部设置有淬火调温箱，所述回火部依次设置有均温回火加热箱、至少一个回火调温箱、差温回火加热箱，所述淬火调温箱处设置有冷却部二，所述淬火部、回火部处均设置有冷却部一。

进一步，所述淬火调温箱前还依次设置有预热加热箱、奥氏体化加热箱。

进一步，所述回火调温箱的数量设置为4-6个，并且沿着圆环链的运动方向，相邻的回火调温箱顺次连接。

进一步，所述淬火调温箱、回火调温箱内部均设置有陶瓷保温结构，所述预热加热箱、奥氏体化加热箱、均温回火加热箱和差温回火加热箱内部均设置为加热感应线圈结构。

进一步，还包括传动部和控制部，所述控制部分别与淬火部、回火部、传动部连接，所述传动部包括主动导链轮和从动导链轮，所述主动导链轮设置在热处理装置的端部，所述从动导链轮设置在冷却部一内部。

进一步，所述冷却部二包括相连接的淬火喷头和连接管，所述淬火喷头正对淬火调温箱设置，其表面设置有开孔，其内部设置有通孔，所述冷却部 一和冷却部二分别连接冷却源，所述开孔的中轴线与淬火调温箱出口的中轴线夹角为30-70°。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型设置有淬火部、回火部、冷却部一和冷却部二，可以一次性完成圆环链的热处理工艺，具有集成化程度高、工作效率高的特点。

2、本实用新型设置有淬火调温箱，消除肩顶部和直臂部的温度差，保证圆环链的各部位在淬火前温度均匀、成分均匀，淬火后获得均匀、细小的低碳板条马氏体组织，提高淬火质量。

3、本实用新型中相邻的回火调温箱顺次连接，有助于减少圆环链与外界的接触时间，避免发生热传导，造成热量散失。

4、本实用新型设置有冷却部二，对经过淬火调温箱的圆环链进行迅速喷水冷却，冷却部二与冷却部一分别连接冷却源，且所述冷却部二处冷却水的温度低于冷却部一处冷却水的温度，有助于提高冷却质量。

5、本实用新型对圆环链的移动速度、加热时间、调温时间、冷却时间及冷却间隔时间进行设定，保证圆环链在各箱内进行充分的淬火或回火处理，满足圆环链对硬度、韧性方面的要求。

6、本实用新型设置有均温回火加热箱、回火调温箱，保证圆环链的肩顶部得到设定温度的充分回火，有助于消除内应力，促使圆链环的肩顶部具有 较高的抗磨损和承载能力。

7、本实用新型设置有差温回火加热箱，保证圆环链的直臂部得到较高的回火温度，有助于提高位于直臂部焊接区的塑、韧性，防止由摩擦引起的腐蚀疲劳失效。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的淬火喷头结构示意图；

图3是本实用新型的加热感应线圈结构示意图；

图4是本实用新型的陶瓷保温结构示意图；

图5是本实用新型的圆环链结构示意图。

附图中：淬火部1、回火部2、冷却部一3、冷却部二4、淬火喷头41、连接管42、通孔43、开孔44、预热加热箱5、奥氏体化加热箱6、淬火调温箱7、均温回火加热箱8、回火调温箱9、差温回火加热箱10、主动导链轮11、从动导链轮12、控制部13、加热感应线圈结构14、箱体外壳141、加热感应线圈142、绝缘保温层143、内筒144、热探头145、陶瓷保温结构15、箱体外壳151、保温陶瓷152、加热元件153、不锈钢内筒154、K型热电偶155、圆环链16、直臂部161、肩顶部162；

其中，A、B、C、D分别表示圆环链表面的硬度测试处。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1、图5所示，一种圆环链热处理装置，包括依次设置的淬火部1、回火部2，所述淬火部1、回火部2处均设置有冷却部一3，可以一次性完成圆环链的热处理工艺，集成化程度高，工作效率高。

所述淬火部1设置有淬火调温箱7，所述淬火调温箱7前还依次设置有预热加热箱5、奥氏体化加热箱6，所述圆环链16在预热加热箱5、奥氏体化加热箱6内匀速移动时，被不断加热，由于感应淬火特性，高温时，圆环链16的直臂部161温度远低于肩顶部162温度，温度差会对圆环链淬火后的组织和性能产生影响，加设淬火调温箱7，其设定温度为950-960℃，促使直臂部161高温向肩顶部162低温传热，达到温度平衡状态，消除温度差，保证圆环链的各部位在淬火前温度均匀、成分均匀，淬火后获得均匀、细小的低碳板条马氏体组织，提高淬火质量。

如图1、图2所示，所述淬火调温箱7处设置有冷却部二4，所述冷却部二4包括相连接的淬火喷头41和连接管42，所述淬火喷头41正对淬火调温箱7设置，其表面设置有开孔44，其内部设置有通孔43，所述圆环链16贯穿通孔43进入冷却部一3，所述圆环链16经所述淬火调温箱7的出口导出时，由所述开孔44向圆环链16喷射冷却水，进行初次喷水冷却，冷却水流速为0.2-0.6m/s，冷却水温度设置为10-20℃，促使所述冷却部二4的冷却速度大于圆环链16的临界冷却速度，加之循环水的冷却能力优于静止水的冷却能力，促使所述圆环链16内部迅速进行马氏体转变，所述开孔44的中轴线与淬火调温箱7出口的中轴线夹角为30-70°，保证自开孔44喷射的冷却水能够汇聚到圆环链16表面，提高冷却效果。

经过初次喷水冷却后，所述圆环链16进入冷却部一3进行二次冷却，冷却水温度设置为20-40℃，所述冷却部一3和冷却部二4分别连接冷却源，且所述冷却部二4处冷却水的温度低于冷却部一3处冷却水的温度，所述冷却部二4处冷却水的液面高度高于冷却部一3处冷却水的液面高度，所述初次喷水冷却与二次冷却的时间间隔设置为1-2min，有助于提高冷却部一3和冷却部二4的冷却质量，采用先强冷后弱冷的冷却方式，有助于获得均匀、细小的低碳板条马氏体组织。

所述传动部包括主动导链轮11和从动导链轮12，所述主动导链轮11设 置在热处理装置的端部，本实施例中，所述主动导链轮11分别设置在预热加热箱1、差温回火加热箱10处，所述从动导链轮12设置在冷却部一3内部，在所述主动导链轮11和从动导链轮12的配合作用下，所述圆环链16的以900-1100mm/min的速度匀速移动，所述控制部13分别与淬火部1、回火部2、传动部连接。

实施例二：

如图1、图5所示，所述回火部2依次设置有均温回火加热箱8、至少一个回火调温箱9、差温回火加热箱10，所述均温回火加热箱8保证圆环链的肩顶部162得到设定温度的充分回火，有助于消除内应力，促使圆链环的肩顶部162具有较高的抗磨损和承载能力，所述回火调温箱9的设定温度为350-400℃，所述均温回火加热箱8和差温回火加热箱10顺次之间设置有4-6个回火调温箱9，并且沿着圆环链的运动方向，相邻的回火调温箱9顺次连接，有助于减少圆环链与外界的接触时间，避免发生热传导，造成热量散失，沿着圆环链的运动方向，所述回火调温箱9的设定温度依次增高，并且相邻回火调温箱9的温度差为10-20℃，延长圆环链的保温时间，最大程度的消除圆环链各部位的温度差，所述圆环链16经过回火调温箱9调温后，进行三次冷却，所述待处理的圆环链经过二次冷却后，其内部的马氏体和残余的奥氏体组织不稳定，继续发生转变，所述二次冷却与三次冷却的时间间隔设置为9-15min，能够有效地稳定内 部组织，减少变形开裂倾向。

所述差温回火加热箱10保证圆环链的直臂部161得到较高的回火温度，所述圆环链16经过差温回火加热箱10加热后，进行四次冷却，所述三次冷却与四次冷却的时间间隔设置为2-4min，有助于提高位于直臂部161焊接区的塑、韧性，防止由摩擦引起的腐蚀疲劳失效。

对所述圆环链16的移动速度、加热时间、调温时间、冷却时间及冷却间隔时间进行优选设定，保证圆环链在各箱内进行充分的淬火或回火处理，满足圆环链对硬度、韧性方面的要求。

如图1、图4所示，所述淬火调温箱7、回火调温箱9内部均设置有陶瓷保温结构15，所述陶瓷保温结构15由外向内依次设置有箱体外壳151、保温陶瓷152和不锈钢内筒154，所述陶瓷保温结构15选用耐高温陶瓷，具有良好的防水、保温功能，所述保温陶瓷内部设置有加热元件153，所述加热元件153选用电阻丝，以保证陶瓷保温结构15的内部温度，所述箱体外壳151与不锈钢内筒154之间设置有K型热电偶155。

如图1、图3所示，所述预热加热箱5、奥氏体化加热箱6、均温回火加热箱8和差温回火加热箱10内部均设置有加热感应线圈结构14，所述加热感应线圈结构14由外向内依次设置有箱体外壳141、加热感应线圈142、绝缘保温层143和内筒144，所述加热感应线圈142内部通入冷却水，所述内筒144 与箱体外壳141之间设置有热探头145，所述绝缘保温层143选用耐火胶泥，其厚度为15-25mm，具有良好的隔热缓冲、绝缘作用，所述加热感应线圈142设置为中频炉感应线圈。

所述预热加热箱5的功率为210-255kW，所述奥氏体化加热箱6的功率为260-320kW，所述均温回火加热箱8的功率为150-195kW，所述差温回火加热箱10的功率为110-140kW。

实施例三：

本实施例中，所述圆环链16的规格为Φ38mm×137mm，所述回火调温箱9的数量设置为4个，对所述圆环链16进行热处理时，包括以下步骤：

(1)将圆环链16与牵引链连接，并且将所述牵引链经传动部依次贯穿淬火部1和回火部2，启动所述控制部13，将所述淬火调温箱7预热至950℃，将所述回火调温箱9依次预热至350℃、370℃、390℃、400℃；

(2)在所述主动导链轮11、从动导链轮12的配合作用下，所述圆环链16在牵引链的牵引作用下匀速移动；

(3)所述圆环链16依次进入预热加热箱5、奥氏体化加热箱6进行加热，加热时间分别为1.5min，之后进入淬火调温箱7进行调温，调温时间为1min；

(4)所述圆环链16经过调温处理后，到达所述冷却部二4，进行初次喷水冷却，冷却时间为2.5min，之后进入所述冷却部一3，进行二次冷却，冷却时 间为2.5min；

(5)所述圆环链16经过二次冷却后，进入所述均温回火加热箱8进行加热，加热时间为1.5min，之后顺序进入所述回火调温箱9进行调温，调温时间均为1.5min；

(6)所述圆环链16经过回火调温箱9调温后，进入所述冷却部一3，进行三次冷却，冷却时间为3min，之后进入所述差温回火加热箱10加热，加热时间为1.5min；

(7)所述圆环链16经过差温回火加热箱10加热后，再次进入所述冷却部一3，进行四次冷却，冷却时间为2min，完成热处理工序。

本实施例中，所述预热加热箱5的功率为210kW，所述奥氏体化加热箱6的功率为260kW，所述均温回火加热箱8的功率为150kW，所述差温回火加热箱10的功率为110kW，所述圆环链16的移动速度为900mm/min。

所述冷却部一处的冷却水温度设置为20℃，所述冷却部二处的冷却水温度设置为10℃，冷却水流速为0.2m/s，所述初次喷水冷却与二次冷却的时间间隔设置为1min，所述二次冷却与三次冷却的时间间隔设置为9min，所述三次冷却与四次冷却的时间间隔设置为2min，所述开孔44的中轴线与淬火调温箱7出口的中轴线夹角为30°。

本实施例中，所述圆环链16经过所述预热加热箱5加热后，其肩顶部162 温度为620℃，其直臂部161温度为690℃；经过所述奥氏体化加热箱6加热后，其肩顶部162温度为940℃，其直臂部161温度为960℃；经过所述均温回火加热箱8加热后，其肩顶部162温度为450℃，其直臂部161温度为290℃；经过所述差温回火加热箱10加热后，其肩顶部162温度为290℃，其直臂部161温度为490℃。

实施例四：

本实施例中，与实施例三相同的部分不再赘述，不同的是：

所述圆环链16的规格为Φ42mm×146mm，所述回火调温箱9的数量设置为5个，所述淬火调温箱7预热至955℃，将所述回火调温箱9依次预热至350℃、365℃、380℃、390℃、400℃。

所述圆环链16在预热加热箱5、奥氏体化加热箱6、均温回火加热箱8、差温回火加热箱10内进行加热处理时，加热时间均为2.5min；在淬火调温箱7内的调温时间为2min；在所述回火调温箱9内的调温时间均为2min；所述初次喷水冷却时间为3.5min，二次冷却时间为5.5min，三次冷却时间为4.5min，四次冷却时间为4min；所述冷却部一处的冷却水温度设置为40℃，所述冷却部二处的冷却水温度设置为20℃，冷却水流速为0.6m/s，所述初次喷水冷却与二次冷却的时间间隔设置为1.5min，所述二次冷却与三次冷却的时间间隔设置为15min，所述三次冷却与四次冷却的时间间隔设置为4min。

本实施例中，所述预热加热箱5的功率为255kW，所述奥氏体化加热箱6的功率为320kW，所述均温回火加热箱8的功率为195kW，所述差温回火加热箱10的功率为140kW，所述圆环链16的移动速度为1000mm/min，所述开孔44的中轴线与淬火调温箱7出口的中轴线夹角为70°。

本实施例中，所述圆环链16经过所述预热加热箱5加热后，其肩顶部162温度为630℃，其直臂部161温度为700℃；经过所述奥氏体化加热箱6加热后，其肩顶部162温度为950℃，其直臂部161温度为980℃；经过所述均温回火加热箱8加热后，其肩顶部162温度为470℃，其直臂部161温度为320℃；经过所述差温回火加热箱10加热后，其肩顶部162温度为310℃，其直臂部161温度为500℃。

实施例五：

本实施例中，与实施例三相同的部分不再赘述，不同的是：

所述圆环链16的规格为Φ38mm×146mm，所述回火调温箱9的数量设置为6个，所述淬火调温箱7预热至960℃，将所述回火调温箱9依次预热至350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃。

所述圆环链16在预热加热箱5、奥氏体化加热箱6、均温回火加热箱8、差温回火加热箱10内进行加热处理时，加热时间均为2min；在淬火调温箱7内的调温时间为1.5min；在所述回火调温箱9内的调温时间均为1.7min；所述 初次喷水冷却时间为3min，二次冷却时间为4min，三次冷却时间为4min，四次冷却时间为3min，所述冷却部一处的冷却水温度设置为30℃，所述冷却部二处的冷却水温度设置为15℃，冷却水流速为0.4m/s，所述初次喷水冷却与二次冷却的时间间隔设置为2min，所述二次冷却与三次冷却的时间间隔设置为12min，所述三次冷却与四次冷却的时间间隔设置为3min。

本实施例中，所述预热加热箱5的功率为232kW，所述奥氏体化加热箱6的功率为290kW，所述均温回火加热箱8的功率为175kW，所述差温回火加热箱10的功率为130kW，所述圆环链16的移动速度为1100mm/min，所述开孔44的中轴线与淬火调温箱7出口的中轴线夹角为50°。

本实施例中，所述圆环链16经过所述预热加热箱5加热后，其肩顶部162温度为625℃，其直臂部161温度为710℃；经过所述奥氏体化加热箱6加热后，其肩顶部162温度为945℃，其直臂部161温度为970℃；经过所述均温回火加热箱8加热后，其肩顶部162温度为460℃，其直臂部161温度为300℃；经过所述差温回火加热箱10加热后，其肩顶部162温度为300℃，其直臂部161温度为500℃。

对比实验一：

分别取本实用新型实施例三、实施例四和实施例五处理的圆环链，分别标记为试样一、试样二和试样三，对所述三者进行硬度测试。

如图5所示，在圆环链表面取A、B、C、D四处，在每处分别取点一、点二、点三和点四，所述点一位于圆环链表面，所述点二位于距圆环链表面1/4半径处，所述点三位于距圆环链表面1/3半径处，所述点四位于距圆环链表面1/2半径处，对以上所述部位进行硬度检测，得出实验数据如表1：

表1：

上述实验在山东能源重装集团鲁南装备制造有限公司化验室进行通过如上实验数据分析，在每处检测位置中，圆环链的表面及心部硬度 大体一致，且四处检测位置的硬度分布均匀。

对比实验二：

取对比实验一中所述的试样一在试验机上夹紧后，按照GB/T12718-2009的规定，首先将试验机的实验负荷加载到725kN，然后将负荷降至初始负荷，使用千分尺标定其长度，将实验负荷以不大于每秒20N/mm²的加载速度加载到1450kN，使用千分尺标定其长度，计算在施加实验负荷下的伸长率，标记为δ₁；继续给试样一施加负荷，直至断裂为止，记录破断负荷及试样一的总伸长量，计算破断总伸长率，标记为δ₁'；

采用上述方法，分别计算试样二的实验负荷下的伸长率δ₂及破断总伸长率δ₂'，计算试样三的实验负荷下的伸长率δ₃及破断总伸长率δ₃'，得出的实验数据如表2：

表2：

伸长率/％	试样一	试样二	试样三
				实验负荷下的伸长率δ	1.2	1.3	1.2
破断总伸长率δ'	14	15	16

上述实验在山东能源重装集团鲁南装备制造有限公司化验室进行通过如上实验数据分析，所述试样一、试样二和试样三的实验负荷下的伸长率均≤1.6％，所述三者的破断总伸长率均≥12％，说明经过本实用新型所 述的圆环链热处理装置处理的圆环链，其硬度和韧性均可以达到国家标准。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种圆环链热处理装置，其特征在于：包括依次设置的淬火部、回火部，所述淬火部、回火部处均设置有冷却部一，所述淬火部设置有淬火调温箱，所述回火部依次设置有均温回火加热箱、至少一个回火调温箱、差温回火加热箱，所述淬火调温箱处设置有冷却部二。

2.根据权利要求1所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于：所述淬火调温箱前还依次设置有预热加热箱、奥氏体化加热箱。

3.根据权利要求2所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于：所述回火调温箱的数量设置为4-6个，并且沿着圆环链的运动方向，相邻的回火调温箱顺次连接。

4.根据权利要求3所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于：所述淬火调温箱、回火调温箱内部均设置有陶瓷保温结构，所述预热加热箱、奥氏体化加热箱、均温回火加热箱和差温回火加热箱内部均设置为加热感应线圈结构。

5.根据权利要求1所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于：还包括传动部和控制部，所述控制部分别与淬火部、回火部、传动部连接，所述传动部包括主动导链轮和从动导链轮，所述主动导链轮设置在热处理装置的端部，所述从动导链轮设置在冷却部一内部。

6.根据权利要求1所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于：所述冷却部二包括相连接的淬火喷头和连接管，所述淬火喷头正对淬火调温箱设置，其表面设置有开孔，其内部设置有通孔，所述冷却部一和冷却部二分别连接冷却源，所述开孔的中轴线与淬火调温箱出口的中轴线夹角为30-70°。