CN212533059U - 一种用于合金快速淬火冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是以解决合金快速淬火为目的，解决了Cu‑Cr‑Zr合金固溶之后快速水冷问题。该装置主要包含热处理加热部分、液压装置和冷却水池，所述装置固溶炉位于冷却水池正上方，并且热处理炉采用上部开口的方式进行装料；所述装置热处理炉采用底部开口的方式进行卸料，并且下炉盖有多个滑动的滚轮；所述装置中热处理炉下炉盖采用液压装置配合侧推杆实现支撑下炉盖盖和卸料的目的。本装置解决了Cu‑Cr‑Zr合金利用普通固溶炉无法实现快速冷却问题，不仅减少了固溶之后的冷却时间，而且减少了Cr元素的析出，最终实现了Cu‑Cr‑Zr合金高强高导的综合性能，有助于Cu‑Cr‑Zr合金实现产业化。

Description

一种用于合金快速淬火冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于合金快速淬火冷却装置，特别适用于铜铬锆合金固溶以及快速冷却，应用于合金热处理领域。

背景技术

目前电气化铁路主要是以铜锡、铜银、铜镁为主，但是由于三种合金均属于固溶强化型合金，无法满足未来铁路高强高导的要求。近几年，随着技术的发展以及对铜合金的进一步认识，发现Cu-Cr系列合金具有良好的导电和抗拉强度，尤其时Cu-Cr-Zr合金经过固溶时效处理之后，不但强度高而且还具有高的导电性，很好的弥补了铜镁、铜锡、铜银导电和强度不能兼得的缺点。

Cu-Cr-Zr合金属于时效强化型合金，近些年来也引起了诸多学者和工程师的研究，但是仍然无法实现批量应用。其主要原因包括，其一Cu-Cr-Zr合金中Cr、Zr元素烧损严重，普通上引熔炼炉或者其他类型熔炼炉根本无法顺利引杆；其次Cu-Cr-Zr合金即使能够引杆，也无法达到使用标准，铸杆表面毛糙有裂纹，所以目前Cu-Cr-Zr合金生产需要使用真空炉，国内目前还暂时无法生产出符合条件的上引或者水平连铸炉；最后，Cu-Cr-Zr合金属于时效析出强化型合金，热处理也是实现性能最关键的一步，如何保证固溶之后能够快速冷却也是个亟待解决的问题，目前市场上多采用叉车配合箱式固溶热处理炉，这种炉子虽然可以实现快速固溶，但是由于叉车叉料然后放入水中，这个过程占用的时间比较长，导致无法满足快速冷却的要求，因为Cr元素在铜中的固溶度在800℃约0.15％左右，导致Cu-Cr-Zr合金中Cr元素快速析出，固溶效果欠佳，从而影响后续时效处理以及最终Cu-Cr-Zr合金综合力学性能。

目前对Cu-Cr-Zr合金快速淬火装置的设计研究比较少，例如专利号为CN209178457U关于Cu-Cr-Zr合金快速冷却装置的专利，虽然可以实现快速入水，但是该装置采用侧面进料，导致进料不方便；同时采用杠杆原理通过液压装置扣住热处理炉底盖，此结构限制了装入的配料重量；同时该液压结构比较费力，易造成支撑杆损坏，长时间支撑热处理炉底盖，容易产生疲劳损坏，存在潜在的危险；并且该实用新型专利所述装置热处理炉底部并无其他支撑，很难达到大批量工件固溶淬火的目的；最后就是炉内无任何装置，在热处理结束后很难实现快速将热处理工件从炉内倾倒出来。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供一种可以实现快速淬火的热处理装置，不但解决了上述热处理装置的缺点，同时优化固溶处理工艺，解决Cu-Cr-Zr合金热处理过程中所遇到的瓶颈。为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种用于合金快速淬火冷却装置，包括热处理炉内腔、液压装置和冷却水池，其特征在于：所述热处理炉内腔位于冷却水池的上方且布设在炉体框体内，热处理炉内腔内设有工装钢板、滚轮和下炉盖，上炉盖安装在热处理炉内腔的顶面，下炉盖设于热处理炉内腔的底面，下炉盖的上方安装有多个圆柱形滚轮，工装钢板放置在滚轮上；所述液压装置设于冷却水池中，且与下炉盖连接，液压装置上安装有侧推杆，侧推杆通过转动轴销与下炉盖铰接。

所述上炉盖为活动盖板，一侧铰接在热处理炉内腔上；所述冷却水池的底面上铺设有钢板工装二；所述炉体框体采用侧边锁紧方式将热处理炉内腔固定。

基于上述装置，本申请还提出了一种用于合金快速淬火冷却装置提出具体工作方法，包含以下步骤：

1)通过液压装置连接热处理炉内腔的下炉盖；

2)打开上炉盖，通过行车将热处理工件吊起放入热处理炉内腔中，并放置在工装钢板上；

3)开始加热，达到设定温度后保温一段时间，保温时间过后开启冷却水；

4)液压装置带动下炉盖下行一段距离，然后推动下炉盖一侧上行，侧推杆收缩拉动下炉盖另一侧下行，实现工件入水。

本实用新型的有益效果如下：

1.该装置可以从上面直接加入热处理坯料，方便操作，与从侧面进料相比较，省去了在炉内安装移动装置将坯料运入炉内的步骤。

2.该热处理装置体积小，节省空间，可以直接安装在水池上面，不需要独立的安装位置也不需要配置叉车，减少了水池占地空间和热处理炉占地空间以及叉车位置的考虑。

3.该热处理装置可以通过底部液压装置的调整，将工件放入水中，省去了配置叉车节省成本。

4.该装置通过底部开口，省去了叉料的时间，可以实现将工件快速入水。

5.该装置可以更好地解决快速冷却问题，有助于铜铬锆合金实现产业化。

6.该装置既可以进行小工件的快速淬火，也可以通过调节液压装置进行大工件的快速淬火，实现功能性和淬火产品多样性。

7.该装置具有较高的安全性，不易产生零部件疲劳损伤。

8.该装置安装方便快捷，结构简单便于操作。

附图说明

图1为本实用新型一种用于合金快速淬火冷却装置的设备结构图；

图2为装入工件示意图；

图3为快速淬火示意图；

图4为热处理炉的下炉盖示意图。

图中：1热处理炉、2转动轴销、3侧推杆、4液压装置、5冷却水池、6下炉盖、7滚轮、8工装钢板、9上炉盖、10工件、11炉体框体。

具体实施方式

如图1所示，一种用于合金快速淬火冷却装置，包括热处理炉内腔1、液压装置4和冷却水池5。其中，热处理炉内腔1位于冷却水池5的上方且布设在炉体框体11内，炉体框体11采用侧边锁紧方式将热处理炉内腔1固定。热处理炉内腔1内设有工装钢板8、滚轮7和下炉盖6，上炉盖9安装在热处理炉内腔1的顶面，且上炉盖9为活动盖板，一侧铰接在热处理炉内腔1上，可以通过液压撑杆推动打开，也可以通过铰链式或者滑动方式打开。下炉盖6设于热处理炉内腔1的底面，下炉盖6的上方安装有多个圆柱形滚轮7。工装钢板8放置在滚轮7上，可以充当载物台，也可以防止工件滑入水中的过程刮伤炉底材料和防止工件卡入滚轮间隙中，更好地配合滚轮快速实现工件入水。

液压装置4设于冷却水池5中，且与下炉盖6连接，液压装置4上安装有侧推杆3，侧推杆3通过转动轴销2与下炉盖6铰接，实现灵活转动，起到支撑作用。采用液压装置是为了支撑热处理炉炉底不向下位移；采用侧推杆是为了协同液压装置支撑炉底不发生位移，其次是为了方便卸料时控制炉底盖做旋转运动。液压装置4可以根据淬火工件大小更换相应大小的液压装置以满足承载力的要求，且热处理炉和炉体框体也均采用分体模式，可以实现独立更换。

冷却水池5的底面上铺设有钢板工装二，目的在于防止工件入水时冲击破坏地面。

如图1-图3所示，基于上述装置，本申请还提出了一种用于合金快速淬火冷却装置的具体工作方法，包含以下步骤：首先通过液压装置4连接热处理炉内腔1的下炉盖6；其次打开上炉盖9，通过行车将热处理工件10吊起放入热处理炉内腔1中，并放置在工装钢板8上；开始加热，达到设定温度后保温一段时间，保温时间过后开启冷却水；液压装置4带动下炉盖6下行一段距离，然后推动下炉盖一侧上行，侧推杆3收缩拉动下炉盖6另一侧下行，实现工件10入水。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于合金快速淬火冷却装置，包括热处理炉内腔(1)、液压装置(4)和冷却水池(5)，其特征在于：所述热处理炉内腔(1)位于冷却水池(5)的上方且布设在炉体框体(11)内，热处理炉内腔(1)内设有工装钢板(8)、滚轮(7)和下炉盖(6)，上炉盖(9)安装在热处理炉内腔(1)的顶面，下炉盖(6)设于热处理炉内腔(1)的底面，下炉盖(6)的上方安装有多个圆柱形滚轮(7)，工装钢板(8)放置在滚轮(7)上；所述液压装置(4)设于冷却水池(5)中，且与下炉盖(6)连接，液压装置(4)上安装有侧推杆(3)，侧推杆(3)通过转动轴销(2)与下炉盖(6)铰接。

2.根据权利要求1所述的一种用于合金快速淬火冷却装置，其特征在于：所述上炉盖(9)为活动盖板，一侧铰接在热处理炉内腔(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种用于合金快速淬火冷却装置，其特征在于：所述冷却水池(5)的底面上铺设有钢板工装二。

4.根据权利要求1所述的一种用于合金快速淬火冷却装置，其特征在于：所述炉体框体(11)采用侧边锁紧方式将热处理炉内腔(1)固定。

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