專利名稱：一種立式噴淋淬火設備及淬火工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種淬火設備及應用該設備的淬火工藝，具體而言涉及一種 適用于大直徑合金棒材淬火用的立式噴淋淬火設備及淬火工藝。
背景技術：
大規(guī)格可熱處理強化合金擠壓棒材在航空航天領域有著廣泛的應用。隨 著合金棒材直徑尺寸的增加，合金材料遇到了淬透性的問題。合金的淬透性 對合金的性能具有重要的影響，也直接影響飛機服役期間的安全問題。如何 提高大直徑合金棒材的淬透性，從而滿足航空航天領域對合金材料的需求成 為目前合金材料工作者的一個關心的熱點。提高淬火時水流沖擊到合金棒材 表面的水流速度，可以擊碎在合金在淬火時產生的蒸氣膜，從而有效的提高 合金材料的淬透性，但是目前還沒有針對大直徑合金棒材的強制噴淋淬火設 備的報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高大直徑合金棒材淬透性的噴淋淬火的設 備及應用該設備的淬火工藝。
為了實現上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案
一種立式噴淋淬火設備，該設備包括以下幾個組成部分加熱室，其頂 部具有進料口，底部具有出料口；水蒸氣隔離板；噴淋淬火室，其頂部具有 進料口；進出料控制系統和增壓泵；其中，該加熱室、水蒸氣隔離板和噴淋 淬火室依次垂直布置，該進出料控制系統將合金工件依次送至加熱室和噴淋 淬火室進行加熱和淬火處理。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設備，其中該加熱室可為具有程序控溫裝置 的環(huán)形馬弗爐，其頂部和底部能夠打開作為進料口和出料口。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設備，其中該水蒸氣隔離板可采用鋼板加工 而成，隔離板對開開合，中間有一略大于進出料桿的圓形孔。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設備，其中該噴淋淬火室可具有進水口和出水口，內部環(huán)設噴水嘴，該噴水嘴的數量不少于3個，該進水口一端連接增
壓泵，另一端連接噴水嘴。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設備，其中該噴淋淬火室可以為圓柱狀。 本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設備，其中該進出料控制系統可由電機、滑
輪、鋼絲繩、加料桿、裝料斗組成，電機通過滑輪巻揚鋼絲繩帶動加料桿及
其下的裝料斗作上下運動。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設備，其中該加料桿的長度應保證在加熱或
淬火時，加料桿的上端置于加熱室上部，從而避免鋼絲繩的直接加熱。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設備，其中該加料桿的材料可以是耐熱鋼。 一種合金工件的加熱淬火工藝，其使用本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設備，
其包括以下步驟
一、 將合金工件置于加料斗內；
二、 啟動加料電機，將合金工件通過加熱室進料口置于加熱室適當位置；
三、 啟動加熱室的加熱程序，按預設工藝對合金工件進行加熱處理；
四、 加熱完畢后，開啟淬火室進水口、噴水嘴和出水口；然后開啟加熱 室底門，同時開啟水蒸氣隔離板，合金工件通過淬火室進料口進入淬火室適 當位置進行淬火處理，同時關閉水蒸氣隔離板；
五、 淬火完成后，關閉進水閥門，啟動加料電機，從加熱室頂部取出合 金工件；
六、 淬火室內水分排干后，關閉排水管閥門。
本發(fā)明的上述合金工件的加熱淬火工藝，其中該合金棒材的直徑可以是 50 500mm。
本發(fā)明的上述合金工件的加熱淬火工藝，其中該進水口的水壓可以是 0.5 l扁Pa。
本發(fā)明的優(yōu)點在于設備構造簡單，易于操作；充分考慮合金工件進出
加熱室的方便性，縮短了大型工件從加熱室進入淬火室的轉移時間，有利于
減少對淬火效果的不利影響；采用環(huán)狀分布的噴嘴進行噴淋淬火，有利于對
工件進行充分的淬火處理；提高淬火時水流沖擊到合金棒材表面的水流速度， 可以擊碎在合金在淬火時產生的蒸氣膜，從而提高大直徑合金棒材淬透性。


圖1是本發(fā)明的立式噴淋淬火設備示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的立式噴淋淬火的設備主要包括以下幾個組成部分 加熱室對需要淬火的大直徑棒材進行加熱；
進出料控制系統實現棒材的進入加熱室加熱和進入淬火區(qū)噴淋淬火； 水蒸氣隔離板防止淬火過程中產生的蒸氣進入加熱室，影響加熱室的 使用和壽命；
柱狀噴淋淬火室外界水源增壓后，通過環(huán)狀分布的噴水嘴，高速噴射 到大直徑合金棒材表面，工件表面的蒸氣膜能夠得到充分的破碎，實現快速 噴淋淬火；
其他輔助設備包括外界水流增壓泵、排水管、底座等。 上述加熱室采用環(huán)形馬弗爐設計。馬弗爐的頂部和底部可以打開，從而
實現頂部進料、底部出料；馬弗爐采用程序控溫裝置進行溫度控制，大直徑
合金棒材在加熱室內按照預定程序進行加熱。
上述進出料控制系統由電機、滑輪、鋼絲繩、加料桿、裝料斗組成。電
機通過滑輪巻揚鋼絲繩帶動進加料桿作上下運動，工件放入裝料斗內，通過
預先設定好的位置，將工件送至加熱室和淬火區(qū)合適的位置進行加熱和淬火處理。
上述水蒸氣隔離板采用鋼板加工而成，隔離板對開開合，中間有一略大 于進出料桿的圓形孔，馬弗爐底部打開后，隔離板同時打開，出料桿放置工 件部位通過隔離板后，隔離板合上，防止水蒸氣進入加熱室。
上述噴淋淬火室外表面可采用不銹鋼制成，內部按一定間距環(huán)狀分布噴 水嘴。外界水源通過增壓泵增壓后通過噴水嘴噴入淬火室。
上述增壓泵用來增加淬火時水流的速度；排水管將淬火后的水流排除， 底座用來支撐設備。
以下結合實施例具體說明本發(fā)明。 實施例1立式噴淋淬火設備
如圖1所示，該設備包括以下幾個組成部分加熱室4，其頂部具有進 料口 13，底部具有出料口 12;加熱室4下設置水蒸氣隔離板6，該隔離板6 可對開開合，中間有一略大于進出料桿的圓形孔14;隔離板6下方為噴淋淬火室7，其頂部具有進料口 15，底部具有出水口 10，內部環(huán)設多個噴水嘴8， 外界水源通過增壓泵9增壓后經進水口 11通過噴水嘴8噴入噴淋淬火室7; 進出料控制系統由電機l、滑輪16、鋼絲繩2、加料桿3、裝料斗5組成，合 金工件(圖中未顯示)放入裝料斗5內，電機1通過滑輪16巻揚鋼絲繩2 帶動進加料桿3和裝料斗5作上下運動，將工件送至加熱室4和淬火室7中 合適的位置進行加熱和淬火處理。 實施例2鋁合金擠壓棒材的噴淋淬火工藝
首先將直徑為250mm的2D70鋁合金擠壓棒材裝入裝料斗5中，啟動加 料電機l，通過鋼絲繩2，利用加料桿3將工件置于加熱室4的合適位置，開 啟加熱室4的電源進行固溶加熱處理。
固溶處理完成后，開啟增壓泵9并開啟進水口 ll閥門和排水口 10的閥 門，開啟加熱室底門12和水蒸氣隔離板6，將裝有工件的裝料斗5下放至淬 火室7的合適位位置，利用環(huán)狀分布的噴水嘴8完成工件的噴淋淬火處理。
淬火完成后，關閉增壓泵9，開啟加料電機l，將裝料斗5升至加熱室上 方，從裝料斗5中取出工件，完成大直徑鋁合金棒材立式噴淋淬火過程。
權利要求
1. 一種立式噴淋淬火設備，其特征在于，該設備包括以下幾個組成部分加熱室，其頂部具有進料口，底部具有出料口；水蒸氣隔離板；噴淋淬火室，其頂部具有進料口；進出料控制系統和增壓泵；其中，該加熱室、水蒸氣隔離板和噴淋淬火室依次垂直布置，該進出料控制系統將合金工件依次送至加熱室和噴淋淬火室進行加熱和淬火處理。
2. 根據權利要求1所述的立式噴淋淬火設備，其特征在于，所述加熱室 為具有程序控溫裝置的環(huán)形馬弗爐，其頂部和底部能夠打開作為進料口和出 料口。
3. 根據權利要求1所述的立式噴淋淬火設備，其特征在于，所述水蒸氣 隔離板采用鋼板加工而成，隔離板對開開合，中間有一略大于進出料桿的圓 形孔。
4. 根據權利要求1所述的立式噴淋淬火設備，其特征在于，所述噴淋淬 火室具有進水口和出水口，內部環(huán)設噴水嘴，該噴水嘴的數量不少于3個， 該進水口一端連接增壓泵，另一端連接噴水嘴。
5. 根據權利要求1或4所述的立式噴淋淬火設備，其特征在于，所述噴 淋淬火室為圓柱狀。
6. 根據權利要求1所述的立式噴淋淬火設備，其特征在于，所述進出料 控制系統由電機、滑輪、鋼絲繩、加料桿、裝料斗組成，電機通過滑輪巻揚 鋼絲繩帶動加料桿及其下的裝料斗作上下運動。
7. 根據權利要求6所述的立式噴淋淬火設備，其特征在于，所述加料桿 的長度應保證在加熱或淬火時，加料桿的上端置于加熱室上部，從而避免鋼 絲繩的直接加熱。
8. 根據權利要求6所述的立式噴淋淬火設備，其特征在于，所述加料桿 的材料為耐熱鋼。
9. 一種合金工件的加熱淬火工藝，其特征在于，使用權利要求1 8中 任一項所述的立式噴淋淬火設備，其包括以下步驟一、 將合金工件置于加料斗內；二、 啟動加料電機，將合金工件通過加熱室進料口置于加熱室適當位置；三、 啟動加熱室的加熱程序，按預設工藝對合金工件進行加熱處理；四、 加熱完畢后，開啟淬火室進水口、噴水嘴和出水口；然后開啟加熱室底門，同時開啟水蒸氣隔離板，合金工件通過淬火室進料口進入淬火室適 當位置進行淬火處理，同時關閉水蒸氣隔離板；五、 淬火完成后，關閉進水閥門，啟動加料電機，從加熱室頂部取出合 金工件；六、 淬火室內水分排干后，關閉排水管閥門。
10. 根據權利要求9所述的合金工件的加熱淬火工藝，其特征在于，所 述合金棒材的直徑為50 500mm。
11. 根據權利要求9所述的合金工件的加熱淬火工藝，其特征在于，所 述進水口的水壓為0.5 1.0MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淬火設備及應用該設備的淬火工藝，具體而言涉及一種適用于大直徑合金棒材淬火用的立式噴淋淬火設備及淬火工藝。該設備包括加熱室；水蒸氣隔離板；噴淋淬火室；進出料控制系統和增壓泵；其中，該加熱室、水蒸氣隔離板和噴淋淬火室依次垂直布置，該進出料控制系統將工件依次送至加熱室和噴淋淬火室進行加熱和淬火處理。該淬火工藝的步驟包括將合金工件置于加熱室適當位置；啟動加熱程序進行加熱處理；加熱完畢后，開啟淬火室進水口和出水口；然后開啟加熱室底門，同時開啟水蒸氣隔離板，合金工件通過淬火室進料口進入淬火室適當位置進行淬火處理，同時關閉水蒸氣隔離板；淬火完成后，關閉進水閥門，從加熱室頂部取出合金工件。
文檔編號C21D1/62GK101469359SQ20071030428
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權日2007年12月26日
發(fā)明者劉紅偉, 張永安, 朱寶宏, 熊柏青, 鋒 王 申請人:北京有色金屬研究總院