CN209652360U

CN209652360U - 可替代盐浴的高频感应等温淬火系统

Info

Publication number: CN209652360U
Application number: CN201920347732.6U
Authority: CN
Inventors: 杨景峰; 寇生中; 汪海斌
Original assignee: Shanghai Yibai Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Yibai Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2029-03-19

Abstract

本实用新型公开了一种可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于：包括预热装置、机械手、高频淬火装置、冷却装置、保温炉和控制单元；预热装置将工件预热到适合等温淬火的温度后输送到机械手处；机械手将预热之后的工件抓取送入到高频淬火装置内进行高频淬火；高频淬火装置对工件进行高频淬火处理；冷却装置对完成高频淬火的工件进行冷却；冷却之后的工件被送入到保温炉内进行等温转变；控制单元分别与预热装置、机械手、高频淬火装置、冷却装置、保温炉连接后对其进行控制。本实用新型与现有工艺比较，具有以下优点：1、环境友好。2、节约能源。3、节约冷却剂，4、生产效率高5、节约成本6、更优异的性能。

Description

可替代盐浴的高频感应等温淬火系统

技术领域

本实用新型涉及金属热处理生产中的感应淬火领域，尤其涉及一种可替代盐浴的高频感应等温淬火系统。

背景技术

感应加热表面淬火是利用电磁感应的原理，使零件在交变磁场中切割磁力线，在产品表面产生感应电流，又根据交流电的集肤效应，以涡流形式将零件表面快速加热，而后急冷的淬火方法。它在热处理领域中占有重要地位，这一技术已经在我国被广泛应用。

感应淬火装置包括感应加热部件和冷却部件组成，感应加热部件产生交变的电磁场，加热工件；冷却部件通过喷水冷却加热后的工件，提高工件的硬度，从而提高工件的耐磨性。

等温淬火是为了使材料获得贝氏体，从而具有高强度高硬度高疲劳等有优异。目前的等温淬火工艺，采用硝盐为冷却剂。将工件加热到设定的温度，保温一定的时间保证奥氏体化，然后在硝盐液中以一定的冷却速度冷却300±20℃等温，获得贝氏体组织以及相应的力学性能。然而，随着我国环保政策的日益严格，热处理厂使用硝盐进行等温淬火的工艺收到严重的制约。

实用新型内容

本实用新型的目的，开发一种可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，替代目前的盐浴工艺。

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，包括预热装置、机械手、高频淬火装置、冷却装置、保温炉和控制单元；预热装置将工件预热到适合等温淬火的温度后输送到机械手处；机械手将预热之后的工件抓取送入到高频淬火装置内进行高频淬火；高频淬火装置对工件进行高频淬火处理；冷却装置对完成高频淬火的工件进行冷却；冷却之后的工件被送入到保温炉内进行等温转变；控制单元分别与预热装置、机械手、高频淬火装置、冷却装置、保温炉连接后对其进行控制。

进一步的改进，预热装置包括传送带、加热通道、时间控制器一和温度传感器一；传送带通过传动马达提供动力；加热通道设置在传送带的上方；加热通道的两侧设有加热管一；温度传感器一设置在加热通道内用于检测加热通道内的温度；时间控制器一用于控制加热管一的加热时间；传动马达、时间控制器一、温度传感器一和加热管一分别与控制单元相连。

进一步的改进，机械手包括夹持部和旋转部；夹持部固定设置在旋转部的上方；夹持部与旋转部分别与控制单元相连；夹持部对工件进行夹持；旋转部将夹持有工件的夹持部由预热装置的出口处搬运到高频淬火装置内。

进一步的改进，高频淬火装置包括分别与控制单元相连的高频加热器、时间控制器二、温度传感器二；控制单元控制高频加热器的加热功率；高频加热器产生热量对工件进行高频加热；时间控制器二用于控制高频加热器的加热时间；温度传感器二用于控制高频加热器的加热温度。

进一步的改进，冷却装置包括空气压缩机、储气罐、热交换器和喷射套；空气压缩机和储气罐通过管道连接；储气罐上设有压力传感器一和温度传感器三；热交换器上设有温度传感器四和压力传感器二；储气罐与热交换器连通的管路上设有电磁调节阀一；热交换器与喷射套连通的管路上设有电磁调节阀二和电子流量计；喷射套包括进气管和喷头；喷头内侧壁上设有若干均匀分布的喷射孔；空气压缩机、压力传感器一、温度传感器三、电磁调节阀一、温度传感器四、压力传感器二、电磁调节阀二和电子流量计分别与控制单元相连。

进一步的改进，喷射孔的孔径为0.8-5mm。

进一步的改进，保温炉包括壳体和设置在壳体内的加热管二；保温炉内设有温度传感器五；加热管二与温度传感器五分别与控制系统相连。

进一步的改进，控制单元包括触摸屏、PLC控制板、温控模块；PLC控制板分别与触摸屏、温控模块、传动马达、时间控制器一、加热管一、夹持部、旋转部、高频加热器、时间控制器二、空气压缩机、压力传感器一、电磁调节阀一、压力传感器二、电磁调节阀二、电子流量计和加热管二电连接；温控模块分别与温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、温度传感器四和温度传感器五电连接。

本实用新型公开了一种用于机械零件的高频等温淬火系统，首先将工件预热到一定的温度，然后用高频感应将工件表面一定的厚度快速加热到奥氏体区域，转变成奥氏体，使用高压气体按照材料的冷却速度要求将工件表面冷却到320℃,快速转移至保温炉，在300保温1-2小时，使奥氏体转变为贝氏体组织。从而获得高的强硬性和抗疲劳性能。该工艺解决了目前热处理工艺使用硝盐带来的环节问题。同时可以节约大量的能源和材料。本实用新型与现有工艺比较，具有以下优点：1、环境友好。2、节约能源。3、节约冷却剂，4、生产效率高5、节约成本6、更优异的性能。

附图说明

图1是可替代盐浴的高频感应等温淬火系统的控制原理框图。

图2是可替代盐浴的高频感应等温淬火系统的冷却装置和保温炉的结构图。

图3是可替代盐浴的高频感应等温淬火系统的喷射套的结构图。

具体实施方式

下面结合附图就本实用新型的技术方案做进一步的阐述：

如图1至3所示，一种可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，包括预热装置1、机械手2、高频淬火装置3、冷却装置4、保温炉5和控制单元6。

预热装置将工件预热到适合等温淬火的温度后输送到机械手处；预热装置包括传送带、加热通道、时间控制器一11和温度传感器一12；传送带通过传动马达13提供动力；加热通道设置在传送带的上方；加热通道的两侧设有加热管一14；温度传感器一设置在加热通道内用于检测加热通道内的温度；时间控制器一用于控制加热管一的加热时间；传动马达、时间控制器一、温度传感器一和加热管一分别与控制单元相连。

机械手将预热之后的工件抓取送入到高频淬火装置内进行高频淬火；机械手2包括夹持部21和旋转部22；夹持部固定设置在旋转部的上方；夹持部与旋转部分别与控制单元相连；夹持部对工件进行夹持；旋转部将夹持有工件的夹持部由预热装置的出口处搬运到高频淬火装置内。

高频淬火装置对工件进行高频淬火处理；高频淬火装置3包括分别与控制单元相连的高频加热器31、时间控制器二32、温度传感器二33；控制单元控制高频加热器的加热功率；高频加热器产生热量对工件进行高频加热；时间控制器二用于控制高频加热器的加热时间；温度传感器二用于控制高频加热器的加热温度。

冷却装置对完成高频淬火的工件进行冷却；冷却装置包括空气压缩机41、储气罐42、热交换器43和喷射套44；空气压缩机和储气罐通过管道连接；储气罐上设有压力传感器一421和温度传感器三422；热交换器上设有温度传感器四431和压力传感器二432；储气罐与热交换器连通的管路上设有电磁调节阀一45；热交换器与喷射套连通的管路上设有电磁调节阀二46和电子流量计47；喷射套包括进气管441和喷头442；喷头内侧壁上设有若干均匀分布的喷射孔443；喷射孔的孔径为0.8-5mm。空气压缩机、压力传感器一、温度传感器三、电磁调节阀一、温度传感器四、压力传感器二、电磁调节阀二和电子流量计分别与控制单元相连。

冷却之后的工件7被送入到保温炉内进行等温转变；保温炉5包括壳体和设置在壳体内的加热管二51；保温炉内设有温度传感器五52；加热管二与温度传感器五分别与控制系统相连。

控制单元分别与预热装置、机械手、高频淬火装置、冷却装置、保温炉连接后对其进行控制。具体方案为：控制单元6包括触摸屏61、PLC控制板62、温控模块63；PLC控制板分别与触摸屏、温控模块、传动马达、时间控制器一、加热管一、夹持部、旋转部、高频加热器、时间控制器二、空气压缩机、压力传感器一、电磁调节阀一、压力传感器二、电磁调节阀二、电子流量计和加热管二电连接；温控模块分别与温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、温度传感器四和温度传感器五电连接。

为了更好地说明本技术方案，现对可替代盐浴的高频感应等温淬火系统的使用做相应的说明。

首先根据工件的材质、大小情况借助于触摸屏输入相应的参数，如预热装置的加热时间、加热温度、输送带的输送速度、高频加热器的加热时间、加热温度、保温时间、保温温度。参数配置完成后，将待处理的工件放入到预热装置内进行预热，机械手接收到设置在预热装置出口处的检测开关23信号后，启动夹持部，夹持部将工件夹持牢固后旋转部转动将预热完成的工件运送到高频淬火装置内进行高频淬火。根据设定的工艺要求，工件在高频淬火装置内完成高频淬火。空气压缩机用于将常压气体压缩成0.1-1MPa的压缩空气。压缩后的空气进入储气罐中形成一定压力的气体，压缩空气经热交换器，达到工艺要求的温度，通过电磁调节阀一、电磁调节阀二和电子流量计控制进入喷射套的气体流量，通过调节空气的压力、温度和流速，使工件达到与等温淬火工艺相当的冷却速率。当工件的温度冷却到等温淬火保温温度时，工件被快速转移至保温炉中，完成等温贝氏体转变。喷射套的直径、喷射套的内侧喷射孔的孔径、喷射套的角度等影响工件的冷却速率，根据理论计算和实验可以建立冷却速率与喷射孔的孔径、角度及空气的温度、流量和压力有相应的函数关系。通过喷射套的直径、喷射套的内侧喷射孔的孔径、喷射孔的角度的精确控制,调节气体的压力和流量使冷却剂通过喷射孔以一定的速度、压力和角度喷射到工件的表面，实现工件按预定的冷却速度冷却。

本实用新型的特色在于使用环境友好的空气作为冷却剂，通过对冷却过程的精确控制，实现盐浴淬火的工艺，解决了现有工艺的硝盐等温淬火过程的污染问题。可准确控制淬火及等温处理时工件表面的温度,可实现组织转变的最大化,及实现少无变形热处理。该实用新型可用于钢材、QT500等合金淬火及贝氏体淬火，从而获得高的强硬性和抗疲劳性能。该工艺解决了目前热处理工艺使用水、油及硝盐带来的环节问题。同时，节能源和材料消耗，提高生产效率，减低成本。

Claims

1.一种可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于：包括预热装置、机械手、高频淬火装置、冷却装置、保温炉和控制单元；预热装置将工件预热到适合等温淬火的温度后输送到机械手处；机械手将预热之后的工件抓取送入到高频淬火装置内进行高频淬火；高频淬火装置对工件进行高频淬火处理；冷却装置对完成高频淬火的工件进行冷却；冷却之后的工件被送入到保温炉内进行等温转变；控制单元分别与预热装置、机械手、高频淬火装置、冷却装置、保温炉连接后对其进行控制。

2.根据权利要求1所述的可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于，预热装置包括传送带、加热通道、时间控制器一和温度传感器一；传送带通过传动马达提供动力；加热通道设置在传送带的上方；加热通道的两侧设有加热管一；温度传感器一设置在加热通道内用于检测加热通道内的温度；时间控制器一用于控制加热管一的加热时间；传动马达、时间控制器一、温度传感器一和加热管一分别与控制单元相连。

3.根据权利要求2所述的可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于，机械手包括夹持部和旋转部；夹持部固定设置在旋转部的上方；夹持部与旋转部分别与控制单元相连；夹持部对工件进行夹持；旋转部将夹持有工件的夹持部由预热装置的出口处搬运到高频淬火装置内。

4.根据权利要求3所述的可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于，高频淬火装置包括分别与控制单元相连的高频加热器、时间控制器二、温度传感器二；控制单元控制高频加热器的加热功率；高频加热器产生热量对工件进行高频加热；时间控制器二用于控制高频加热器的加热时间；温度传感器二用于控制高频加热器的加热温度。

5.根据权利要求4所述的可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于，冷却装置包括空气压缩机、储气罐、热交换器和喷射套；空气压缩机和储气罐通过管道连接；储气罐上设有压力传感器一和温度传感器三；热交换器上设有温度传感器四和压力传感器二；储气罐与热交换器连通的管路上设有电磁调节阀一；热交换器与喷射套连通的管路上设有电磁调节阀二和电子流量计；喷射套包括进气管和喷头；喷头内侧壁上设有若干均匀分布的喷射孔；空气压缩机、压力传感器一、温度传感器三、电磁调节阀一、温度传感器四、压力传感器二、电磁调节阀二和电子流量计分别与控制单元相连。

6.根据权利要求5所述的可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于，喷射孔的孔径为0.8-5mm。

7.根据权利要求6所述的可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于，保温炉包括壳体和设置在壳体内的加热管二；保温炉内设有温度传感器五；加热管二与温度传感器五分别与控制系统相连。

8.根据权利要求6所述的可替代盐浴的高频感应等温淬火系统，其特征在于，控制单元包括触摸屏、PLC控制板、温控模块；PLC控制板分别与触摸屏、温控模块、传动马达、时间控制器一、加热管一、夹持部、旋转部、高频加热器、时间控制器二、空气压缩机、压力传感器一、电磁调节阀一、压力传感器二、电磁调节阀二、电子流量计和加热管二电连接；温控模块分别与温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、温度传感器四和温度传感器五电连接。