專利名稱：軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備涉及軸承零件鍛后冷卻工
藝過程及裝備。
背景技術(shù)：
目前高碳鉻軸承鋼鍛造，在溫度為90(TC到68(rC時(shí)特別容易產(chǎn)生網(wǎng)狀碳化物。網(wǎng)狀碳化物將影響軸承的性能，所以將網(wǎng)狀碳化物控制在合格的級(jí)別之內(nèi)是保證軸承質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。軸承行業(yè)常用保證網(wǎng)狀碳化物合格的工藝有二個(gè) 通常情況下，軸承行業(yè)常用鍛后"噴霧冷卻"抑制網(wǎng)狀碳化物生成。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，現(xiàn)行噴霧冷卻的工藝參數(shù)存在諸多不可控因素，當(dāng)出現(xiàn)噴霧不足，冷卻不夠，網(wǎng)狀碳化物便大于2. 5級(jí)；當(dāng)噴霧過量，便造成工件裂紋；當(dāng)噴霧不勻，造成鍛件質(zhì)量一致性差；當(dāng)噴霧時(shí)間過長(zhǎng)，表面出現(xiàn)馬氏體組織或混晶組織等等。 第二個(gè)為正火。當(dāng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物超標(biāo)后，采用正火作為補(bǔ)救工藝。正火可以消除大部分網(wǎng)狀碳化物和細(xì)化組織。但正火存在費(fèi)時(shí)和耗能大的缺點(diǎn)，并且正火工藝還存在使鋼材中粗大碳化物長(zhǎng)大，細(xì)小碳化物溶解的風(fēng)險(xiǎn)。如果在正火工藝的冷卻過程中控制不當(dāng)，同樣還會(huì)產(chǎn)生新的網(wǎng)狀碳化物超標(biāo)(JB/T1255)。所以這種工藝主要用在已產(chǎn)生網(wǎng)狀碳化物的情況下。 控制鍛件網(wǎng)狀碳化物不超標(biāo)是目前高碳鉻軸承鋼鍛件生產(chǎn)中的一個(gè)大難題。也是當(dāng)前影響我國(guó)軸承鍛件質(zhì)量的一個(gè)主要技術(shù)難題。 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，研究設(shè)計(jì)一種新型的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備，克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明的目的是研究設(shè)計(jì)一種新型的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備，解決高碳鉻軸承鋼鍛造后冷卻過程中，由于噴霧冷卻的工藝存在諸多不可控因素，當(dāng)出現(xiàn)噴霧不足，冷卻不夠，網(wǎng)狀碳化物便大于2. 5級(jí)；當(dāng)噴霧過量，便造成工件裂紋；當(dāng)噴霧不勻，造成鍛件質(zhì)量一致性差；當(dāng)噴霧時(shí)間過長(zhǎng)，表面出現(xiàn)馬氏體組織或混晶組織等等問題。 本發(fā)明所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備是由水泵、測(cè)溫定位件、高溫測(cè)量?jī)x、噴淋降溫區(qū)、低溫測(cè)量?jī)x、浸泡降溫區(qū)所組成。所述的噴淋降溫區(qū)在右部，浸泡降溫區(qū)在左部組成降溫裝置。噴淋降溫區(qū)由水泵、噴水管、工件滾道和進(jìn)料門組成。進(jìn)料門裝在右側(cè)邊上部，門里裝有工件滾道，水泵裝在下部，經(jīng)噴水管引到工件滾道的上部。所述的浸泡降溫區(qū)由提升纜、提升支撐軸、提升輪、出料門、工件提升藍(lán)組成。提升輪經(jīng)提升支撐軸裝在浸泡降溫區(qū)的上部，提升纜的一端連接工件提升藍(lán)，另一端過提升輪到纏繞裝置，出料門裝在左側(cè)邊上部。所述的進(jìn)料門左側(cè)通過支撐軸裝有測(cè)溫定位件。測(cè)溫定位件上部裝有高溫測(cè)量?jī)x，浸泡降溫區(qū)的上部裝有低溫測(cè)量?jī)x。
本發(fā)明所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝過程如下 第一步，將終鍛后的高溫工件放置在測(cè)溫定位件上，高溫測(cè)量?jī)x對(duì)工件的溫度進(jìn)行測(cè)量； 當(dāng)工件終鍛溫度低于溫度設(shè)定值1時(shí)，計(jì)算機(jī)智能判定為廢品，送入廢品處理；
當(dāng)工件終鍛溫度高于溫度設(shè)定值1時(shí)，通過釣鉤懸掛或推桿拖拽運(yùn)送方式把工件送進(jìn)進(jìn)料門里的工件滾道上； 第二步，計(jì)算機(jī)控制啟動(dòng)水泵(1)通過噴水管(2)對(duì)工件(6)進(jìn)行熱水噴淋冷卻；工件通過噴淋區(qū)的速度為可調(diào)0. 5 lm/s，以適應(yīng)不同尺寸的工件降溫要求；水泵的最小流量要求大于10升/秒； 第三步，工件進(jìn)入工件提升藍(lán)后，通過低溫測(cè)量?jī)x測(cè)量溫度，經(jīng)計(jì)算機(jī)智能判斷工件溫度是否合格 當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件表面后(返紅)的溫度在溫度設(shè)定值2范圍內(nèi)，計(jì)算機(jī)判定工件為合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入合格品滾道收集后空氣冷卻；
當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件表面后(返紅)的溫度高于溫度設(shè)定值2范圍時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)控制提升纜的運(yùn)動(dòng)方向，使工件提升藍(lán)進(jìn)入熱水浸泡降低工件的溫度，4 8秒后提起工件提升藍(lán)對(duì)工件進(jìn)行測(cè)溫，如此反復(fù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)智能判斷工件內(nèi)部溫度傳遞到工件表面后(返紅)的溫度在溫度設(shè)定值2范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算機(jī)判定工件為合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入合格品滾道收集后空氣冷卻； 當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件表面后(返紅)的溫度低于溫度設(shè)定值2范圍下限值時(shí)，計(jì)算機(jī)判定工件為不合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入廢品滾道。 本發(fā)明所述的水泵通過噴水管對(duì)工件進(jìn)行熱水噴淋冷卻所用的熱水溫度為90°C
以上。所述的工件提升藍(lán)進(jìn)入熱水浸泡降低工件的溫度所使用熱水溫度為9(TC以上。本發(fā)
明所述的溫度設(shè)定值1為80(TC，溫度設(shè)定值2為460 680°C。 本發(fā)明所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備技術(shù)特點(diǎn) 1、終鍛后快速冷卻，表面溫度降到溫度設(shè)定值2及以下，結(jié)束快速冷卻，進(jìn)行空
冷。工件在快冷過程中，減小了碳的擴(kuò)散能力，抑制了網(wǎng)狀碳化物產(chǎn)生，促進(jìn)珠光體團(tuán)析出，
細(xì)化珠光體晶粒。在其后的緩慢空冷過程中發(fā)生偽共析轉(zhuǎn)變，使軸承鍛件從奧氏體組織轉(zhuǎn)
變成索氏體組織(或上貝氏體與索氏體的混合組織)，為球化退火獲得細(xì)小點(diǎn)狀球化組織
做好準(zhǔn)備。 2、快速冷卻的過程在設(shè)備的噴淋降溫區(qū)和浸泡降溫區(qū)完成。由于工件大小和形狀不同，工件的熱容量不同，噴淋降溫區(qū)主要功能是將工件大部熱量吸走，浸泡降溫區(qū)的主要功能是將熱容量較大的工件(如壁厚在30以上)進(jìn)行分段冷卻，保證工件內(nèi)外溫度下降基本一致，并在返紅時(shí)表面溫度在設(shè)定值2的范圍內(nèi)。 3、在快速冷卻的過程中，設(shè)備能主動(dòng)100%測(cè)量每個(gè)工件溫度，能根據(jù)工件溫度情況判斷工件是結(jié)束快速冷卻或繼續(xù)(二次或三次浸泡)快速冷卻。保證返紅溫度<溫度設(shè)定值2的上限值。 4、通過計(jì)算機(jī)控制設(shè)備自動(dòng)完成工件冷卻的過程，并將測(cè)量工件的高、低溫度、冷卻時(shí)間、出冷卻箱溫度等均記錄在電腦中，以備查驗(yàn)。 5、冷卻介質(zhì)為9(TC以上熱水，由于冷卻介質(zhì)的溫度基本固定，冷卻時(shí)的速度基本成一個(gè)定值，方便控制，有利于冷卻效果一致性。冷卻方式為熱水噴淋或熱水浸泡，保證了 工件各部與冷卻介質(zhì)密切接觸，冷卻均勻，冷卻速度快于噴霧，并沒有裂紋，從而達(dá)到安全 和可靠的目的，消除了噴霧冷卻中的諸多不可控因素。設(shè)備能自動(dòng)添加水源，保持水位不因 蒸發(fā)損耗而下降。由于水位控制的作用，每次添加的介質(zhì)較少，不會(huì)因添加介質(zhì)出現(xiàn)介質(zhì)溫 度下降到9(TC以下。 6、冷卻成本低，運(yùn)行成本低。與正火相比，沒有高能耗，與噴霧相比，水的循環(huán)使
用，節(jié)省水源，工件本身的熱量足以維持工作時(shí)水溫不下降。 7、本技術(shù)環(huán)保節(jié)能，冷卻過程中水變蒸汽后排放，沒有污染。8、本工藝適用范圍廣，本設(shè)備適用于直徑680mm以下，套圈寬度220mm以下，重量 50kg以下的壁厚達(dá)40mm以下的各類軸承套圈快冷?？炖浜蟮木W(wǎng)狀碳化物在2. 5級(jí)以下。
9、本設(shè)備能滿足鍛造生產(chǎn)節(jié)拍，與壓力機(jī)和輾擴(kuò)機(jī)組成生產(chǎn)線。
10.本工藝可以應(yīng)用到高碳鋼、高合金鋼類零件(包括成型刀具)的鍛后冷卻過程
本發(fā)明所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備變目前冷卻過程中的各個(gè) 不可控制因素為可控，從而保證了網(wǎng)狀碳化物達(dá)標(biāo)。通過快速冷卻的控制，使鍛件組織為細(xì) 小的索氏體為球化退火提供了良好的組織準(zhǔn)備并可替代現(xiàn)有的正火工藝和噴霧冷卻工藝。
本發(fā)明所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備的優(yōu)點(diǎn) 1以90°C以上熱水作為軸承鍛件快速冷卻介質(zhì)的工藝技術(shù)。該介質(zhì)具有安全可靠 節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。 2采用90°C以上熱水噴淋和浸泡相結(jié)合的控冷工藝技術(shù)。噴淋的冷卻速度較浸泡 快，噴淋與浸泡相結(jié)合的控冷工藝可方便實(shí)現(xiàn)較精確控制快冷后的溫度。對(duì)于壁厚不大的 套圈，通過噴淋即可完成快速冷卻。對(duì)于壁厚較大的套圈，噴淋后讓內(nèi)部的溫度傳到表面再 進(jìn)行浸泡降溫，以利于內(nèi)外溫度一致達(dá)到控制網(wǎng)狀碳化物產(chǎn)生。 3噴淋時(shí)間控制工藝技術(shù)。通過調(diào)整工件在噴淋區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度及噴流量大小達(dá) 到控制噴淋時(shí)間控制。 4對(duì)每一個(gè)工件進(jìn)行溫度測(cè)量、以保證每一件工件在2分鐘之內(nèi)溫度從溫度設(shè)定 值1快速冷卻到溫度設(shè)定值2范圍內(nèi)，保證網(wǎng)狀碳化物達(dá)到<=2. 5級(jí)的工藝技術(shù)。
5運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)冷卻溫度的控制從而保證冷卻溫度的可控。
6運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)快冷質(zhì)量的判別和不合格的自動(dòng)剔選。


本發(fā)明共有兩幅附圖，其中 圖1是軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是工藝流程圖 圖中1、水泵2、噴水管3、工件滾道4、支撐軸5、測(cè)溫定位件6、工件7、高溫測(cè)量 儀8、進(jìn)料門9、噴淋降溫區(qū)10、低溫測(cè)量?jī)x11、提升纜12、提升支撐軸13、提升輪14、出料門 15、工件提升藍(lán)16、浸泡降溫區(qū)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施例如附圖1所示，所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備，是由水泵1、測(cè)溫定位件5、高溫測(cè)量?jī)x7、噴淋降溫區(qū)9、低溫測(cè)量?jī)x10、浸泡降溫區(qū)16 所組成，所述的噴淋降溫區(qū)9在右部，浸泡降溫區(qū)16在左部組成降溫裝置；噴淋降溫區(qū)9由 水泵1、噴水管2、工件滾道3和進(jìn)料門8組成；進(jìn)料門8裝在右側(cè)邊上部，門里裝有工件滾 道3，水泵1裝在下部，經(jīng)噴水管2引到工件滾道3的上部。所述的浸泡降溫區(qū)16由提升纜 11、提升支撐軸12、提升輪13、出料門14、工件提升藍(lán)15組成。提升輪13經(jīng)提升支撐軸12 裝在浸泡降溫區(qū)16的上部，提升纜11的一端連接工件提升藍(lán)15，另一端過提升輪13到纏 繞裝置，出料門14裝在左側(cè)邊上部；所述的進(jìn)料門8左側(cè)通過支撐軸4裝有測(cè)溫定位件5。 測(cè)溫定位件5上部裝有高溫測(cè)量?jī)x7，浸泡降溫區(qū)16的上部裝有低溫測(cè)量?jī)x10。
本發(fā)明所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝過程如下 第一步，將終鍛后的高溫工件6放置在測(cè)溫定位件5上，高溫測(cè)量?jī)x7對(duì)工件6的 溫度進(jìn)行測(cè)量； 當(dāng)工件終鍛溫度低于溫度設(shè)定值1時(shí)，計(jì)算機(jī)智能判定為廢品，送入廢品處理；
當(dāng)工件終鍛溫度高于溫度設(shè)定值1時(shí)，通過釣鉤懸掛或推桿拖拽運(yùn)送方式把工件 6送進(jìn)進(jìn)料門8里的工件滾道3上； 第二步，計(jì)算機(jī)控制啟動(dòng)水泵1通過噴水管2對(duì)工件6進(jìn)行熱水噴淋冷卻；工件6 通過噴淋區(qū)的速度為可調(diào)0. 5 lm/s，以適應(yīng)不同尺寸的工件降溫要求；水泵的最小流量 要求大于10升/秒； 第三步，工件6進(jìn)入工件提升藍(lán)15后，通過低溫測(cè)量?jī)xIO測(cè)量溫度，經(jīng)計(jì)算機(jī)智 能判斷工件6溫度是否合格 當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件6表面后(返紅)的溫度在溫度設(shè)定值2范圍內(nèi)，計(jì) 算機(jī)判定工件6為合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入合格品滾道收集后空氣冷卻；
當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件6表面后(返紅)的溫度高于溫度設(shè)定值2范圍時(shí)， 通過電動(dòng)機(jī)控制提升纜11的運(yùn)動(dòng)方向，使工件提升藍(lán)15進(jìn)入熱水浸泡降低工件6的溫度， 4 8秒后提起工件提升藍(lán)15對(duì)工件6進(jìn)行測(cè)溫，如此反復(fù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)智能判斷工件6內(nèi)部 溫度傳遞到工件6表面后(返紅)的溫度在溫度設(shè)定值2范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算機(jī)判定工件6為 合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入合格品滾道收集后空氣冷卻； 當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件表面后(返紅)的溫度低于溫度設(shè)定值2范圍下限值 時(shí)，計(jì)算機(jī)判定工件6為不合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入廢品滾道。 本發(fā)明所述的水泵1通過噴水管2對(duì)工件6進(jìn)行熱水噴淋冷卻所用的熱水溫度為 90°C以上。所述的工件提升藍(lán)15進(jìn)入熱水浸泡降低工件6的溫度所使用熱水溫度為90°C 以上。本發(fā)明所述的溫度設(shè)定值1為80(TC，溫度設(shè)定值2為460 680°C。
權(quán)利要求
一種軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)裝備，是由水泵(1)、測(cè)溫定位件(5)、高溫測(cè)量?jī)x(7)、噴淋降溫區(qū)(9)、低溫測(cè)量?jī)x(10)、浸泡降溫區(qū)(16)所組成，其特征在于所述的噴淋降溫區(qū)(9)在右部，浸泡降溫區(qū)(16)在左部組成降溫裝置；噴淋降溫區(qū)(9)由水泵(1)、噴水管(2)、工件滾道(3)和進(jìn)料門(8)組成；進(jìn)料門(8)裝在右側(cè)邊上部，門里裝有工件滾道(3)，水泵(1)裝在下部，經(jīng)噴水管(2)引到工件滾道(3)的上部；所述的浸泡降溫區(qū)(16)由提升纜(11)、提升支撐軸(12)、提升輪(13)、出料門(14)、工件提升藍(lán)(15)組成；提升輪(13)經(jīng)提升支撐軸(12)裝在浸泡降溫區(qū)(16)的上部，提升纜(11)的一端連接工件提升藍(lán)(15)，另一端過提升輪(13)到纏繞裝置，出料門(14)裝在左側(cè)邊上部；所述的進(jìn)料門(8)左側(cè)通過支撐軸(4)裝有測(cè)溫定位件(5)；測(cè)溫定位件(5)上部裝有高溫測(cè)量?jī)x(7)，浸泡降溫區(qū)(16)的上部裝有低溫測(cè)量?jī)x(10)。
2. —種軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝，其特征在于智能控冷技術(shù)工藝過程如下 第一步，將終鍛后的高溫工件(6)放置在測(cè)溫定位件(5)上，高溫測(cè)量?jī)x(7)對(duì)工件(6)的溫度進(jìn)行測(cè)量；當(dāng)工件終鍛溫度低于溫度設(shè)定值1時(shí)，計(jì)算機(jī)智能判定為廢品，送入廢品處理； 當(dāng)工件終鍛溫度高于溫度設(shè)定值1時(shí)，通過釣鉤懸掛或推桿拖拽運(yùn)送方式把工件(6)送進(jìn)進(jìn)料門(8)里的工件滾道(3)上；第二步，計(jì)算機(jī)控制啟動(dòng)水泵(1)通過噴水管(2)對(duì)工件(6)進(jìn)行熱水噴淋冷卻；工件(6)通過噴淋區(qū)的速度為可調(diào)O. 5 lm/s，以適應(yīng)不同尺寸的工件降溫要求；水泵的最小流量要求大于10升/秒；第三步，工件(6)進(jìn)入工件提升藍(lán)(15)后，通過低溫測(cè)量?jī)x(10)測(cè)量溫度，經(jīng)計(jì)算機(jī)智能判斷工件(6)溫度是否合格當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件(6)表面后(返紅)的溫度在溫度設(shè)定值2范圍內(nèi)，計(jì)算機(jī)判定工件(6)為合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入合格品滾道收集后空氣冷卻；當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件(6)表面后(返紅)的溫度高于溫度設(shè)定值2范圍時(shí)，通 過電動(dòng)機(jī)控制提升纜(11)的運(yùn)動(dòng)方向，使工件提升藍(lán)(15)進(jìn)入熱水浸泡降低工件(6)的 溫度，4 8秒后提起工件提升藍(lán)(15)對(duì)工件(6)進(jìn)行測(cè)溫，如此反復(fù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)智能判斷 工件(6)內(nèi)部溫度傳遞到工件(6)表面后(返紅)的溫度在溫度設(shè)定值2范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算 機(jī)判定工件(6)為合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入合格品滾道收集后空氣冷卻；當(dāng)工件內(nèi)部溫度傳遞到工件表面后(返紅)的溫度低于溫度設(shè)定值2范圍下限值時(shí)， 計(jì)算機(jī)判定工件(6)為不合格品，經(jīng)出料門出去，進(jìn)入廢品滾道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝，其特征在于所述的水泵 (1)通過噴水管(2)對(duì)工件(6)進(jìn)行熱水噴淋冷卻所用的熱水溫度為9(TC以上；所述的工 件提升藍(lán)(15)進(jìn)入熱水浸泡降低工件(6)的溫度所使用熱水溫度為9(TC以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝，其特征在于所述的溫度設(shè) 定值1為80(TC，溫度設(shè)定值2為460 680°C。
全文摘要
本發(fā)明所述的軸承零件鍛后智能控冷技術(shù)工藝及裝備，用于控制高碳鉻軸承鋼套圈鍛后網(wǎng)狀碳化物≤2.5級(jí)，其設(shè)備由測(cè)溫部件、快速降溫部件和控制部件及執(zhí)行部件所組成。設(shè)備工作時(shí)對(duì)鍛件一邊快速冷卻一邊測(cè)量溫度并自動(dòng)判斷溫度是否降到680℃以下，當(dāng)溫度達(dá)到680℃以下時(shí)自動(dòng)將工件送出進(jìn)行空冷。本發(fā)明以90℃以上的沸水為冷卻介質(zhì)，通過噴淋和浸泡的快速冷卻抑制網(wǎng)狀碳化物生成和細(xì)化組織并不會(huì)產(chǎn)生裂紋，每個(gè)工件進(jìn)行溫度測(cè)量，保證鍛件結(jié)束快冷時(shí)溫度在680℃以下，快冷效果較現(xiàn)行霧冷可靠。本發(fā)明的設(shè)備適用于重量＜50kg，壁厚≤40mm，直徑680mm以下的軸承套圈鍛件。
文檔編號(hào)B21K29/00GK101716648SQ20091022051
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者劉宣淳, 楊宇, 楊年申, 楊燁, 葛宇龍, 葛宰林 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)