利用噴冷提高淬透性的方法及其加工設備技術

本發明專利技術公開了一種利用噴冷提高淬透性的方法及其加工設備，其屬于軸類產品熱處理領域。它主要包括以下步驟：將待加工工件放入電磁感應加熱爐的爐膛中加熱；將加熱后的工件送入冷卻裝置以噴淋冷卻水的方式進行逐步冷卻；工件冷卻至要求溫度后，將工件再次放入電磁感應加熱爐的爐膛中進行回火加熱；回火加熱后的工件通過自然冷卻或噴淋冷卻的方式，使工件溫度降至常溫。本發明專利技術采用單件工件通過式冷卻的方式進行調質淬火，避免了產品集中下水冷卻造成淬硬層不穩定的現象，并通過改進熱處理設備，在產品不出現調質裂紋的情況下，將產品淬透性由10

【技術實現步驟摘要】
利用噴冷提高淬透性的方法及其加工設備


[0001]本專利技術屬于軸類產品熱處理領域，具體地說，尤其涉及一種利用噴冷提高淬透性的方法及其加工設備。

技術介紹

[0002]目前，在多數機械制造生產企業，對42CrMo材質產品的調質處理普遍采用的工藝是：1、調質淬火：采用箱式電爐將工件升溫到810
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830℃，保溫1個小時出爐，水淬，油冷；2、高溫回火：回火溫度480
?
520℃之間，根據調質硬度要求進行調整，回火后進行水冷，降低回火脆性。調質淬火時，要使的工件得到細針狀馬氏體為主的顯微組織，主要取決于加熱溫度、保溫時間、淬火介質冷卻能力。現有的調質處理淬硬層過淺，其淬透性在10
?
11mm之間，且當環境發生變化時，淬透性就會發生變化，導致淬透性得不到保證，穩定性較差。
[0003]目前，42CrMo材質產品的調質處理普遍采用淬火劑等淬火介質，來提高產品的淬透性。但是淬火劑成本較高，每噸消耗淬火介質大約200元，且過程控制難度較大，隨時會因為控制過程的波動，引起產品質量不穩定。

技術實現思路

[0004]本專利技術要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種利用噴冷提高淬透性的方法及其加工設備，其采用單件工件通過式冷卻的方式進行調質淬火，避免了產品集中下水冷卻造成淬硬層不穩定的現象，并通過改進熱處理設備，在產品不出現調質裂紋的情況下，將產品淬透性由10
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11mm提高到15
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16mm，使產品淬透性得到最大的提高。
[0005]所述的利用噴冷提高淬透性的方法，包括以下步驟：步驟1，將待加工工件放入電磁感應加熱爐的爐膛中，工件在爐膛內以均勻前進的方式加熱；步驟2，將步驟1中加熱后的工件送入冷卻裝置進行冷卻，冷卻裝置通過多個調制淬火圈對工件以噴淋冷卻水的方式進行逐步冷卻；步驟3，待步驟2中的工件冷卻至要求溫度后，將工件再次放入電磁感應加熱爐的爐膛中進行回火加熱；步驟4，將步驟3中回火加熱后的工件通過自然冷卻或噴淋冷卻的方式，使工件溫度降至常溫。
[0006]優選地，所述電磁感應加熱爐的爐膛長6
?
10m，工件在爐膛內以9
?
15mm/s的速度均勻前進加熱，淬火加熱溫度為750
?
840℃，回火加熱溫度570
?
660℃。
[0007]優選地，所述步驟2中冷卻裝置長4
?
6m，冷卻裝置內設有5個以上的均勻分布的調制淬火圈，加熱后的工件以9
?
15mm/s的速度均勻前進依次穿過調制淬火圈進行噴淋冷卻，工件冷卻至100
?
150℃。
[0008]優選地，所述相鄰兩個調制淬火圈之間的間距為40
?
50mm之間。
[0009]優選地，所述調制淬火圈上設有噴淋孔，噴淋孔與垂直方向的夾角為18—28
°
，噴
淋壓力在1.2
?
1.5Mpa。
[0010]優選地，所述待加工工件為圓棒形結構。
[0011]所述的利用噴冷提高淬透性的加工設備，包括進料裝置、電磁感應加熱爐和冷卻裝置，進料裝置包括工件夾緊機構和傳送裝置，傳送裝置與電磁感應加熱爐的爐膛入口連接，爐膛出口與冷卻裝置連接。
[0012]優選地，所述工件夾緊機構包括機架，機架與傳送裝置連接，傳送裝置上設有多個傳送軸，機架上設有固定連接的支撐架，支撐架上固定連接有升降機構，支撐架上轉動連接有從動軸，升降機構的伸出端與從動軸連接，機架上轉動連接有主動軸，主動軸和從動軸上分別設有相互配合的傳送輥。
[0013]優選地，所述冷卻裝置包括支架和多個調制淬火圈，支架上設有多個傳動滾軸，調制淬火圈設置于兩傳動滾軸之間，調制淬火圈與進水管連接，調制淬火圈上設有多個噴淋孔，噴淋孔的軸線與垂直方向的夾角為18—28
°
。
[0014]優選地，所述傳動滾軸上設有限位環槽，限位環槽與調制淬火圈中心處相對應。
[0015]與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：1、本專利技術調質淬火采用電磁感應加熱爐代替傳統電爐絲加熱，電磁感應加熱爐通過銅管線圈加熱，通電后產生磁場效應，且爐膛內部長流水，實現工件內部先加熱再逐步擴散至周圍，充分利用了熱量，基本實現無熱流失情況的發生；同時其內部具有水循環散熱，使得周圍環境與正常情況無異，改善了生產現場的工作環境，有利于提高工人的積極性，降低夏季降溫補貼；2、采用自內而外的加熱方式相較于傳統工藝中自外而內加熱方式，熱啟動快，啟動電磁感應加熱爐后可立刻加熱，大大提高了生產效率，實現加熱溫度實時監控，且設備帶有循環冷卻裝置，不易損壞，消除了漏電、燒壞現象的發生，基本無需維修；3、本專利技術采用單個工件逐一進行噴淋冷卻，噴淋壓力在1.2
?
1.5兆帕，使工件在通過多個調制淬火圈時，逐步冷卻至要求溫度，實現了冷卻水的循環利用，有效控制冷卻水的溫度；同時，通過調整噴淋孔的角度，在產品不出現調質裂紋的情況下，將產品淬透性（金相組織以半馬氏體為界，硬度以45HRC為界測量）由10
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11mm提高到15
?
16mm，使產品淬透性得到最大的提高，即達到淬硬層最大化，大大提高了產品性能。
附圖說明
[0016]圖1為進料裝置的結構示意圖；圖2為進料裝置的主視圖；圖3為冷卻裝置的結構示意圖；圖4為工件夾緊機構的結構示意圖；圖5為調制淬火圈的剖面示意圖。
[0017]圖中，1、進料裝置；11、機架；12、主動軸；13、主動鏈輪；14、從動軸；15、升降機構；16、提升架；17、傳送輥；18、支撐架；2、冷卻裝置；21、支架；22、傳動滾軸；23、調制淬火圈；24、進水管；25、噴淋孔；26、限位環槽；3、傳送裝置；31、傳送軸；32、限位槽。
具體實施方式
[0018]下面結合附圖對本專利技術作進一步說明：實施例一：利用噴冷提高淬透性的加工設備，包括進料裝置1、電磁感應加熱爐和冷卻裝置2，進料裝置1包括工件夾緊機構和傳送裝置3，傳送裝置3與電磁感應加熱爐的爐膛入口連接，爐膛出口與冷卻裝置2連接。
[0019]如圖1和圖2所示，工件夾緊機構包括機架11，機架11與傳送裝置3固定連接，傳送裝置3上設有多個傳送軸31，傳送軸31上設有限位槽32，傳送軸31上分別安裝鏈輪，相鄰兩鏈輪通過鏈條連接，機架11上設有固定連接的支撐架18，支撐架18上固定連接有升降機構15，升降機構15可以選用氣缸或液壓油缸，支撐架18上轉動連接有從動軸14，從動軸14通過軸承與軸承座連接，軸承座與支撐架18滑動連接，軸承座上固定有提升架16，升降機構15的伸出端通過提升架16帶動從動軸14上下移動，機架11上轉動連接有主動軸12，主動軸12和從動軸14上分別設有相互配合的傳送輥17，上下兩傳送輥17上設有與待加工工件配合的凹槽。
[0020]安裝時，主動軸12一端固定連接有主動鏈本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種利用噴冷提高淬透性的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，將待加工工件放入電磁感應加熱爐的爐膛中，工件在爐膛內以均勻前進的方式加熱；步驟2，將步驟1中加熱后的工件送入冷卻裝置（2）進行冷卻，冷卻裝置（2）通過多個調制淬火圈（23）對工件以噴淋冷卻水的方式進行逐步冷卻；步驟3，待步驟2中的工件冷卻至要求溫度后，將工件再次放入電磁感應加熱爐的爐膛中進行回火加熱；步驟4，將步驟3中回火加熱后的工件通過自然冷卻或噴淋冷卻的方式，使工件溫度降至常溫。2.根據權利要求1所述的利用噴冷提高淬透性的方法，其特征在于，所述電磁感應加熱爐的爐膛長6
?
10m，工件在爐膛內以9
?
15mm/s的速度均勻前進加熱，淬火加熱溫度為750
?
840℃，回火加熱溫度570
?
660℃。3.根據權利要求1所述的利用噴冷提高淬透性的方法，其特征在于，所述步驟2中冷卻裝置（2）長4
?
6m，冷卻裝置（2）內設有5個以上的均勻分布的調制淬火圈（23），加熱后的工件以9
?
15mm/s的速度均勻前進依次穿過調制淬火圈（23）進行噴淋冷卻，工件冷卻至100
?
150℃。4.根據權利要求3所述的利用噴冷提高淬透性的方法，其特征在于，所述相鄰兩個調制淬火圈（23）之間的間距為40
?
50mm。5.根據權利要求1至4中任一項所述的利用噴冷提高淬透性的方法，其特征在于，所述調制淬火圈（23）上設有噴淋孔（25），噴淋孔（25）與垂直方向的夾角...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊明霞，程世杰，劉濱，張傳濱，
申請(專利權)人：臨沂業隆通用機械有限公司，
類型：發明
國別省市：