專利名稱：一種中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，尤其涉及一種朝大型中 空管狀鍛造品的內(nèi)、外周面噴射氣體以進行快速冷卻，從而實施正火處理的中空管狀熱處 理件的快速空氣冷卻裝置。
背景技術(shù)：
熱處理方法可大致分為退火(annealing)，用于除去鑄造或鍛造后的偏析及殘 留應(yīng)力，達到均質(zhì)化或軟化目的；正火(normalizing)，用于通過微細化結(jié)晶粒子來提高機 械特性或加工性能；淬火(quenching)，用于達到硬化的目的；回火(tempering)，用于達到 增強韌性的目的；以及其它熱處理方法。其中，正火是一種通過結(jié)晶粒子的微細化提高強度，在淬火或退火的再加熱過程 中形成均勻的奧氏體狀態(tài)，以通過除去鑄造品或鍛造品中的偏析形成均勻組織的熱處理方 法，通常采用以奧氏體范圍(比A3或Acm點高30°C-5(TC)的溫度進行加熱之后在大氣中 緩慢冷卻或送風冷卻的方法。尤其是，用來作為風塔法蘭等的大型中空管狀環(huán)形產(chǎn)品，一般通過鍛造處理的方 法進行生產(chǎn)，通常按產(chǎn)品的大小切割厚板(slab)或鑄錠(ingot)進行加熱之后，在壓床上 實施第一次鍛造獲得粗造體(rough shaping)。接著，再加熱粗造體進行第二次鍛造，在尺 寸和形狀形成之后實施正火、淬火、回火等熱處理，以均化組織并確保機械特性。此時，通過正火對上述大型環(huán)形鍛造品進行熱處理之后冷卻時，通常在大氣中進 行空冷，因此存在一些問題。圖1為表示現(xiàn)有技術(shù)中正火熱處理時冷卻狀態(tài)的連續(xù)冷卻變化曲線圖。如圖所示，隨時間溫度漸漸按比例降低，從奧氏體(austenite)向鐵素體 (ferrite)及珠光體(pearlite)等二次組織的變化在很高的溫度(800°C以上)上發(fā)生，因 此組織的結(jié)晶粒子將會變大。因此，完成正火的產(chǎn)品抗拉強度或低溫沖擊性能等機械特性 將有所降低。為解決上述問題，可利用送風裝置進行一定程度的快速冷卻之后，在低溫狀態(tài)下 引導(dǎo)鐵素體及珠光體的變化，但上述方法只適合于零件、鋼板、工具等小型鍛造品，而大型 環(huán)鍛造品因其直徑通常為5m-6m以上，且厚度較厚，因此其相對于板材的單位質(zhì)量表面積 較小，很難用送風裝置進行快速冷去。因為雖然其表面可快速冷卻，但其中心部冷卻緩慢， 因此很難使其表面和內(nèi)部同時冷卻至低溫，并在低溫下發(fā)生變化。為了解決上述問題，在現(xiàn)有冷卻裝置中有向表面噴射水進行快速冷卻的裝置，但 這樣的裝置因為只能快速冷卻表面，在表面形成馬氏體(martensite)組織，從而反而有可 能破壞所希望獲得的機械特性，而且很難控制正確的水噴射量、噴射時間及冷卻速度。而且，對于中空管狀產(chǎn)品，因為不能向其內(nèi)周面噴射水，因此其冷卻效率較低。另外，即使將水噴射至內(nèi)周面進行冷卻，也會因為熱處理件內(nèi)、外部冷卻溫度或速 度的差異，從而在冷卻后產(chǎn)生殘留應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種中空管狀熱處理件的快速空氣 冷卻裝置，該中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置用于向中空管狀的大型鍛造品內(nèi)、外 周面均勻噴射空氣，完成均勻的快速冷卻，且其冷卻效率高。本發(fā)明的另一目的在于提供一種中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，該中空 管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置能夠根據(jù)正火熱處理件表面溫度控制空氣噴射量及噴 射時間，從而在低溫狀態(tài)下發(fā)生向鐵素體及珠光體的變化，形成微細的二次結(jié)晶粒子。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，其特 征在于，該中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置包括空氣供應(yīng)部，該空氣供應(yīng)部用于提 供高壓空氣；外部噴射部，該外部噴射部設(shè)置于熱處理件外側(cè)，用于將上述空氣供應(yīng)部所供 應(yīng)的空氣噴射至熱處理件的外周面；內(nèi)部送風部，該內(nèi)部送風部設(shè)置于熱處理件下側(cè)，用于 將空氣吹送至熱處理件內(nèi)周面；升降部件，該升降部件為使熱處理件容置于上述外部噴射 部的內(nèi)部，而用于將上述外部噴射部舉升至熱處理件上側(cè)；控制部，該控制部控制上述外部 噴射部和內(nèi)部送風部所噴射、吹送的空氣的噴射量和噴射時間。在此，上述外部噴射部的特征在于，該外部噴射部包括水平噴射管，該水平噴射 管包括沿上下方向排列的多個供空氣流動的環(huán)形管；多個垂直噴射管，該多個垂直噴射管 分別與上述水平噴射管垂直結(jié)合；多個噴嘴，該多個噴嘴設(shè)置于上述水平噴射管及垂直噴 射管上以噴射空氣。而且，上述外部噴射部的特征在于，該外部噴射部包括圓筒形框架，該圓筒形框 架包括沿上下方向排列的多個多邊形或環(huán)形的環(huán)形部件，并且在上述環(huán)形部件上垂直結(jié)合 有條形部件；多個供應(yīng)管，該多個供應(yīng)管沿著上述框架的外側(cè)按一定間隔垂直設(shè)置，并從上 述空氣供應(yīng)部獲得空氣供應(yīng)；多個空氣噴射口，這些空氣噴射口的一側(cè)沿著上述供應(yīng)管上 下結(jié)合在所述供應(yīng)管上，另一側(cè)與上述框架的外側(cè)結(jié)合，以將上述供應(yīng)管所供應(yīng)的空氣噴 射至熱處理件外周面。另外，上述內(nèi)部送風部的特征在于，該內(nèi)部送風部包括送風機，該送風機用于吹 送空氣；導(dǎo)管，該導(dǎo)管結(jié)合于上述送風機并設(shè)置于上述熱處理件下側(cè)，用于導(dǎo)引空氣吹送至 熱處理件的內(nèi)周面；送風角調(diào)節(jié)部件，該送風角調(diào)節(jié)部件設(shè)置于上述導(dǎo)管的上端，用于調(diào)節(jié) 吹送的空氣送風角。優(yōu)選地，上述送風角調(diào)節(jié)部件的特征在于，該送風角調(diào)節(jié)部件包括多個鉸鏈部， 該多個鉸鏈部在上述導(dǎo)管上端，并沿著該導(dǎo)管的上端邊緣按一定間隔結(jié)合在該導(dǎo)管的上端 邊緣上；多個調(diào)節(jié)片，該多個調(diào)節(jié)片各自具有平板形狀，并且各自可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合在相應(yīng)的上 述鉸鏈部；驅(qū)動圓筒，該驅(qū)動圓筒結(jié)合于上述調(diào)節(jié)片中的一個上以驅(qū)動上述調(diào)節(jié)片旋轉(zhuǎn)。而且，上述升降部件被下述的電機驅(qū)動，以升降上述外部噴射部，其特征在于，該 升降部件包括多個導(dǎo)引部，該多個導(dǎo)引部直立設(shè)置在上述外部噴射部外側(cè)；升降支持部， 該升降支持部插入到上述各導(dǎo)引部上并結(jié)合在上述外部噴射部的外側(cè)上；電機，該電機設(shè) 置于上述外部噴射部上方；鏈條，該鏈條的一側(cè)結(jié)合于上述外部噴射部的上部，另一側(cè)纏繞 于上述電機上；重量平衡塊，該重量平衡塊結(jié)合于從上述電機上延伸的鏈條的端部。優(yōu)選地，上述電機的特征在于該電機受上述控制部的控制而進行正向旋轉(zhuǎn)或逆向旋轉(zhuǎn)，從而使上述外部噴射部沿著上述導(dǎo)引部反復(fù)升降。上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，可將高壓空氣均勻噴射至中空管狀大型鍛造品的整個內(nèi)、外 周面上，從而整體上均勻地完成快速冷卻，冷卻效率高。而且，可根據(jù)熱處理件的表面溫度來控制冷卻速度，因此可在低溫條件下引導(dǎo)向 鐵素體及珠光體的變化，形成微細結(jié)晶粒子，提高抗拉強度或低溫沖擊性能等機械特性。


圖1為表示現(xiàn)有技術(shù)正火熱處理時冷卻狀態(tài)的連續(xù)冷卻變化曲線圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置的正視圖
圖3為圖2所示本發(fā)明的側(cè)視圖4為本發(fā)明外部噴身寸部的實施例的示意圖5為本發(fā)明送風角調(diào)節(jié)部件結(jié)構(gòu)的平面圖6為本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的平面圖7為圖6所示的本發(fā)明外部噴射部的平面圖8為表示根據(jù)本發(fā)明進行熱處理時冷卻狀態(tài)的連續(xù)冷卻變化曲線圖。
附圖標記說明
10 空氣供應(yīng)部12 壓縮機
14:軟管16 閥門
20 外部噴射部22 水平噴射管
23 垂直噴射管24 噴嘴
26 框架26a 環(huán)形部件
26b 條形部件27 供應(yīng)管
28 空氣噴射口30 內(nèi)部送風部
32 送風機34 導(dǎo)管
36 送風角調(diào)節(jié)部件36a 鉸鏈部件
36b 調(diào)節(jié)片36c 驅(qū)動圓筒
40 升降部件42 導(dǎo)引部
44 升降支持部46 電機
48 鏈條49 重量平衡塊
70 排氣口80 排風機
W 熱處理件A 奧氏體
F 鐵素體P 珠光體
M:馬氏體Ms 馬氏體生成開始溫度
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置的正視圖；圖 3為圖2所示本發(fā)明側(cè)視圖。如圖所示，本發(fā)明大致包括空氣供應(yīng)部10、外部噴射部20、內(nèi)部送風部30、升降部件40及控制部。如圖所示，上述空氣供應(yīng)部10包括壓縮機12，用于將空氣壓縮成高壓空氣；軟管 14，用于連接上述壓縮機12和下述的外部噴射部20 ；閥門16，用于開閉通過上述軟管14供 應(yīng)的空氣或調(diào)節(jié)流量。即，經(jīng)上述壓縮機12壓縮的空氣，通過上述軟管14供應(yīng)至下述的外 部噴射部20 ；空氣的開閉及供應(yīng)量調(diào)節(jié)由上述閥門16完成；上述閥門通過控制部得到精確 控制。下面，結(jié)合圖2、圖3及圖4對上述外部噴射部20進行詳細說明。圖4為本發(fā)明外 部噴射部的實施例的示意圖。上述外部噴射部20將空氣噴射至經(jīng)過熱處理的中空管狀大型鍛造品(下稱“熱處 理件”)的外周面進行冷卻，上述外部噴射部20包括水平噴射管22，該水平噴射管22包括 圍繞熱處理件w外周面的多個環(huán)形管，該多個環(huán)形管按一定間隔上下層疊排列；多個直管 狀的垂直噴射管23，該多個垂直噴射管23按一定間隔沿上下方向固定上述水平噴射管22， 并垂直結(jié)合在上述水平噴射管23上以使水平噴射管湖垂直噴射管相互連通；多個噴嘴24， 該多個噴嘴24等間距設(shè)置于上述水平噴射管22及垂直噴射管23之上。上述形狀的目的是，將空氣均勻噴射至中空管狀的熱處理件w的表面，從而獲得 均勻的冷卻速度；上述噴嘴24朝向熱處理件w的外周面，設(shè)置于上述水平噴射管22及垂直 噴射管23的內(nèi)側(cè)。優(yōu)選地，不僅能夠調(diào)節(jié)上述噴嘴24的噴射角，而且還可拆卸，從而便于更換。因此，為便于更換上述噴嘴24，在上述水平噴射管22及垂直噴射管22B上形成孔， 并通過螺釘結(jié)合的方式在各孔中固定上述各噴嘴24，但不限于這種固定方式。另外，上述水平噴射管22或垂直噴射管23中的一個連接于上述軟管14，以從上述 空氣供應(yīng)部10獲得空氣。如上所述，因上述外部噴射部20具備上述結(jié)構(gòu)，中空管狀的熱處理件w可容置于 上述外部噴射部20內(nèi)部，并使空氣均勻噴射至外周面，以完成均勻的冷卻。下面，結(jié)合圖2、圖3及圖5對內(nèi)部送風部30進行詳細說明。圖5為本發(fā)明送風角 調(diào)節(jié)部件結(jié)構(gòu)的平面圖。上述內(nèi)部送風部30為向熱處理件w的內(nèi)周面吹送空氣以進行冷卻的結(jié)構(gòu)，包括送 風機32、導(dǎo)管34及送風角調(diào)節(jié)部件36。如圖2、圖3所示，送風機32為鼓風機(blower)等吹送空氣的公知設(shè)備，上述送風 機32上結(jié)合有圓管狀的導(dǎo)管34，以將上述送風機32所供應(yīng)的空氣從熱處理件w的下側(cè)導(dǎo) 引至內(nèi)周面。另外，在上述導(dǎo)管34的上端結(jié)合送風角調(diào)節(jié)部件36，以防止從上述導(dǎo)管34排出的 空氣擴散，從而正確地向熱處理件w的內(nèi)周面吹送空氣，該送風角調(diào)節(jié)部件36能夠根據(jù)熱 處理件w的直徑調(diào)節(jié)送風角度。上述送風角調(diào)節(jié)部件36包括多個鉸鏈部件36a，該多個鉸鏈部件36a沿著上述 導(dǎo)管34的上端邊緣按一定間隔結(jié)合在該上述導(dǎo)管34的上端邊緣上；多個調(diào)節(jié)片36b，該 多個調(diào)節(jié)片36b各自可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合在上述各個鉸鏈部件36a上；驅(qū)動圓筒36c，該驅(qū)動圓筒 36c連接在上述多個調(diào)節(jié)片36b中的一個調(diào)節(jié)片上，以驅(qū)動上述調(diào)節(jié)片36b旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，多個上述調(diào)節(jié)片36b沿著上述導(dǎo)管34的上邊緣排列，如同相機的光圈，并且相鄰的調(diào)節(jié)片36b之間的一部分相互疊加設(shè)置。換言之，在第一個調(diào)節(jié)片36b的 一側(cè)上部，疊加相鄰的第二個調(diào)節(jié)片36b，而在第二個調(diào)節(jié)片36b的一側(cè)上部，疊加第三個 調(diào)節(jié)片36b，以此類推。在以上述方式排列多個調(diào)節(jié)片36b的情況下，將一對上述驅(qū)動圓筒 36c相對而設(shè)，若各前后驅(qū)動一個調(diào)節(jié)片36b，則各調(diào)節(jié)片36b受其旋轉(zhuǎn)力作用全部開始旋 轉(zhuǎn)。如圖2、圖3所示，可通過上述方式調(diào)節(jié)從上述導(dǎo)管送出的空氣送風角度。下面，結(jié)合圖2和圖3對升降部件40進行詳細說明。上述升降部件40為能夠使 上述外部噴射部20位于熱處理件w的上側(cè)，且可使外部噴射部20上下移動的部件，如圖所 示，升降部件40包括導(dǎo)引部42，該導(dǎo)引部42直立設(shè)置在上述外部噴射部20的兩側(cè)；升降 支持部44，該升降支持部44能夠在固定于上述外部噴射部20的外側(cè)并插入上述導(dǎo)引部42 的狀態(tài)下進行滑動；電機46，該電機46設(shè)置于上述外部噴射部20的上方；鏈條48及重量 平衡塊49，各自結(jié)合于上述外部噴射部20上部。上述外部噴射部20的升降通過導(dǎo)引部42來完成，上述導(dǎo)引部42通過軌道方式導(dǎo) 引升降，且被電機46驅(qū)動升降，上述電機46受下述的控制部的控制進行正向、反向旋轉(zhuǎn)，且 纏繞有鏈條48。另外，上述鏈條48的一端結(jié)合、固定于上述外部噴射部20上部，另一端經(jīng) 上述電機46結(jié)合在作為配重塊的重量平衡塊49上。因此，上述外部噴射部20能夠受上述電機46的驅(qū)動而整體上下移動，此時，上述 重量平衡塊49起到配重的作用，當重量平衡塊49向下移動，外部噴射部20上升，重量平衡 塊49向上移動，則外部噴射部20下降。另外，控制部控制上述電機46的旋轉(zhuǎn)，使上述外部噴射部20反復(fù)升降。換言之， 可使上述外部噴射部20按一定間隔上下來回移動。這是因為，噴嘴24所噴射的空氣呈放 射狀散開，因此噴射至熱處理件w表面的量，在各個點有所不同。因此，通過如上所述的反 復(fù)升降，可使空氣均勻噴射至熱處理件w表面。下面，對控制部進行詳細說明。上述控制部控制從上述空氣供應(yīng)部10通過上述軟管14所供應(yīng)的空氣的供應(yīng)量， 以控制通過上述噴嘴24噴射的空氣噴射量及噴射時間，該控制部包括光學(xué)溫度傳感器(未 圖示)及內(nèi)置有程序的計算機(未圖示)。上述光學(xué)溫度傳感器為檢測物體表面溫度的傳感器，其無需與物體接觸便可測得 物體表面的溫度，其結(jié)構(gòu)為公知結(jié)構(gòu)。該光學(xué)溫度傳感器設(shè)置在與上述熱處理件w相隔一 定距離的位置檢測溫度。另外，上述計算機中內(nèi)置有程序，可根據(jù)上述光學(xué)溫度傳感器所測得的熱處理件w 的溫度值，控制空氣噴射量及噴射時間。也就是說，根據(jù)測得溫度來控制冷卻速度，在需要快速冷卻時增加空氣噴射量及 噴射時間，而在需要緩慢冷卻時適當減少噴射量及噴射時間。另外，程序根據(jù)熱處理件w的 形狀、種類及大小決定噴射量及噴射時間。上述控制可通過開閉上述空氣供應(yīng)部10的閥門16或調(diào)節(jié)供應(yīng)量來實現(xiàn)，這是已 公開的方法，在此不再贅述。優(yōu)選地，在上述外部噴射部20的上側(cè)還設(shè)置排氣口 70及排風機80，以吸入并排出 或回收利用從上述外部噴射部20及內(nèi)部送風部30向熱處理件w噴射空氣進行冷卻之后產(chǎn)
生的大量高溫空氣。
下面，結(jié)合圖6和圖7對上述外部噴射部20的另一實施例進行詳細說明。圖6為 本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的平面圖，而圖7為圖6所示本發(fā)明的外部噴射部的平面圖。除外部噴射部20之外，其它結(jié)構(gòu)與上述內(nèi)容基本相同，因此在此不再贅述，只對 外部噴射部20的另一實施例進行詳細說明。上述外部噴射部20的另一實施例，包括框架26、供應(yīng)管27、空氣噴射口 28，其中上 述框架26包括多個環(huán)形部件26a，每個所述環(huán)形部件26a呈多邊形或環(huán)形形狀水平布置， 并且該多個環(huán)形部件按一定間隔上下排列；多個條形部件26b，該多個條形部件26b上下固 定上述各環(huán)形部件26a，并且分別與上述各個環(huán)形部件26a垂直結(jié)合并呈條(bar)形。因 此，上述框架26整體上為具有格子的圓筒形狀。另外，如圖7所示，沿著上述框架26外側(cè)周圍，按一定間隔垂直設(shè)置多個供應(yīng)管 27。上述供應(yīng)管27呈供空氣流通的通道形狀，在其下部一側(cè)各結(jié)合有供應(yīng)空氣的空氣供應(yīng) 部10。另外，如圖6所示，在上述供應(yīng)管27的內(nèi)側(cè)沿上下方向結(jié)合有多個空氣噴射口 28， 上述空氣噴射口 28的出口呈開放狀態(tài)，以將通過上述供應(yīng)管27所供應(yīng)的空氣噴射至熱處 理件w的外周面。上述空氣噴射口 28的出口固定結(jié)合在上述框架26的外側(cè)，且為使所噴 射的空氣擴散，以均勻地噴射至熱處理件w表面，其橫截面積呈逐漸擴大的形狀。因此，上述空氣供應(yīng)部10所供應(yīng)的空氣，通過上述供應(yīng)管27分配到上述各空氣噴 射口 28，連續(xù)從上述空氣噴射口 28噴出，以冷卻熱處理件w的外周面。下面，一并參考圖8說明本發(fā)明熱處理件的冷卻方法及熱處理件的機械特性的試 驗結(jié)果。圖8為表示根據(jù)本發(fā)明進行熱處理時的冷卻狀態(tài)的連續(xù)冷卻變化曲線圖。在此， 連續(xù)冷卻變化曲線圖(continous cooling transformation diagram)為顯示溫度隨時間 變化的熱處理件的冷卻狀態(tài)的曲線，在圖中可通過冷卻路徑而得知晶相結(jié)構(gòu)的變化時間。首先，將熱處理件w加熱至900°C以上，使組織奧氏體化之后，將熱處理件w設(shè)置于 上述外部噴射部20下側(cè)。進而，啟動上述升降部件40使上述外部噴射部20下降，從而使 熱處理件w容置于上述外部噴射部20內(nèi)。此時，上述光學(xué)溫度傳感器檢測熱處理件w的溫度，并根據(jù)上述計算機程序決定 空氣噴射量及噴射時間并輸出電信號，從而通過上述閥門16的工作，空氣通過上述軟管14 供應(yīng)至上述外部噴射部20。流入上述外部噴射部20的空氣，供應(yīng)至上述水平噴射管22及垂直噴射管23并通 過上述噴嘴24噴射，或通過上述供應(yīng)管供應(yīng)至上述空氣噴射口 28噴射至熱處理件w上。另外，同時啟動上述送風機32，通過導(dǎo)管34吹送空氣，并根據(jù)上述熱處理件w的直 徑，通過上述驅(qū)動圓筒36c來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)上述調(diào)節(jié)片36b以調(diào)節(jié)送風角度。例如，若直徑較大，則通過減少上述調(diào)節(jié)片36b傾斜度，擴大通過上述導(dǎo)管34吹送 的空氣的擴散程度；若直徑較小，則通過增加上述調(diào)節(jié)片36b傾斜度，使空氣準確地吹送至 熱處理件w的內(nèi)周面。如圖8所示，在初始時間(約10s)內(nèi)，需減少空氣噴射量，使熱處理件w緩慢冷卻， 若噴射大量空氣進行快速冷卻，直接變化成馬氏體組織，需防止此現(xiàn)象發(fā)生。另外，約從IOs開始大量噴射空氣，快速冷卻使熱處理件w的溫度達到550 600°C。如曲線圖所示，通過上述快速冷卻，冷卻曲線在低溫下形成鐵素體(723°C以下)及 珠光體(600°C以下)的變化。因為在低溫下發(fā)生變化，延遲了二次組織結(jié)晶粒子的成長，增 加轉(zhuǎn)變核生成部位的數(shù)量，從而達到了粒度微細化的目的。因此，因微細化組織的產(chǎn)生，大 大增加機械強度和韌性。在短時間內(nèi)快速冷卻之后，在約1000s為止的時間內(nèi)持續(xù)少量地噴射空氣以保持 恒溫。因為，大型鍛造品的厚度較厚，因此即使表面已冷卻，但其內(nèi)部不能快速冷卻，內(nèi)部溫 度高于表面，若不噴射空氣，表面的溫度有可能再次上升，因此，為保持550 600°C區(qū)間的 恒溫，需根據(jù)計算機程序適當噴射空氣。最終，在此恒溫區(qū)間內(nèi)完成從表面到內(nèi)部的變化。經(jīng)過上述恒溫區(qū)間之后，重新噴射大量的空氣結(jié)束冷卻。通過上述冷卻路徑，可在低溫發(fā)生變化，獲得微細粒子的鋼(steel)，而比起先前 在大氣中緩慢冷卻并在高溫發(fā)生變化的鋼，其抗拉強度或韌性更好。上述結(jié)果可通過抗拉強度試驗及低溫沖擊試驗來進行比較，其結(jié)果如下 在此，低溫沖擊試驗是指將“V”型缺口試驗片冷卻至_40°C之后加以沖擊的試驗， 可知比起現(xiàn)有技術(shù)，其抗拉強度明顯提高。如上所述，本發(fā)明的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，在對中空管狀的大 型鍛造產(chǎn)品進行熱處理(正火)時，向內(nèi)、外周面噴射空氣進行冷卻，并通過計算機控制冷 卻速度，從而提高機械特性。結(jié)合附圖進行的說明只是其實施例，因此本發(fā)明的實際的技術(shù) 保護范圍，以權(quán)利要求書為準。
權(quán)利要求
一種中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，其特征在于，該中空管狀熱處理件(w)的快速空氣冷卻裝置包括空氣供應(yīng)部(10)，該空氣供應(yīng)部(10)用于提供高壓空氣；外部噴射部(20)，該外部噴射部(20)設(shè)置于所述熱處理件(w)外側(cè)，用于將所述空氣供應(yīng)部(10)所供應(yīng)的空氣噴射至所述熱處理件(w)的外周面上；內(nèi)部送風部(30)，該內(nèi)部送風部(30)設(shè)置于所述熱處理件(w)下側(cè)，用于將空氣吹送至所述熱處理件(w)的內(nèi)周面上；升降部件(40)，該升降部件(40)用于為使所述熱處理件(w)容置于所述外部噴射部(20)的內(nèi)部，而將所述外部噴射部(20)舉升至所述熱處理件(w)上側(cè)；以及控制部，該控制部用于控制所述外部噴射部(20)和內(nèi)部送風部(30)所噴射吹送的空氣噴射量和噴射時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，其特征在于，所述 外部噴射部(20)包括水平噴射管(22)，該水平噴射管(22)包括沿上下方向排列的供空氣流動的多個環(huán)形管；多個垂直噴射管(23)，該多個垂直噴射管(23)分別與所述水平噴射管(22)垂直結(jié)合；以及多個噴嘴(24)，這些噴嘴(24)設(shè)置于所述水平噴射管(22)及垂直噴射管(23)上以噴射空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，其特征在于，所述 外部噴射部(20)包括圓筒形框架(26)，該圓筒形框架(26)包括沿上下方向排列的多個多邊形或環(huán)形的環(huán) 形部件(26a)，在這些環(huán)形部件(26a)上垂直結(jié)合有條形部件(26b)；多個供應(yīng)管(27)，該多個供應(yīng)管(27)沿著所述框架(26)的外側(cè)按一定間隔垂直設(shè)置， 并從所述空氣供應(yīng)部(10)獲得空氣供應(yīng)；以及多個空氣噴射口(28)，這些空氣噴射口(28)的一側(cè)沿著所述供應(yīng)管(27)上下結(jié)合在 該供應(yīng)管(27)上，另一側(cè)與所述框架(26)的外側(cè)結(jié)合，以將所述供應(yīng)管(27)所供應(yīng)的空 氣噴射至所述熱處理件的外周面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，其特征在于，所述 內(nèi)部送風部(30)包括送風機(32)，該送風機(32)用于吹送空氣；導(dǎo)管(34)，該導(dǎo)管(34)結(jié)合于所述送風機(32)上并設(shè)置于所述熱處理件(w)下側(cè)，用 于將空氣導(dǎo)引至所述熱處理件(w)的內(nèi)周面上；以及送風角調(diào)節(jié)部件(36)，該送風角調(diào)節(jié)部件(36)設(shè)置于所述導(dǎo)管(34)的上端，用于調(diào)節(jié) 吹送的空氣送風角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，其特征在于，所述 送風角調(diào)節(jié)部件(36)包括多個鉸鏈部(36a)，該多個鉸鏈部(36a)在所述導(dǎo)管(34)上端沿著該導(dǎo)管(34)的上端 邊緣按一定間隔結(jié)合在該導(dǎo)管(34)的上端邊緣上；多個調(diào)節(jié)片(36b)，該多個調(diào)節(jié)片(36b)各自具有平板形狀，并分別可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合在相 應(yīng)的所述鉸鏈部(36a)上；以及驅(qū)動圓筒(36c)，該驅(qū)動圓筒(36c)結(jié)合在所述調(diào)節(jié)片(36b)中的一個調(diào)節(jié)片上，以驅(qū) 動所述調(diào)節(jié)片(36b)旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，其特征在于，所述 升降部件(40)由電機驅(qū)動來升降所述外部噴射部，該升降部件(40)包括多個導(dǎo)引部(42)，該多個導(dǎo)引部(42)直立設(shè)置在所述外部噴射部(20)外側(cè)； 升降支持部(44)，該升降支持部(44)插入在各導(dǎo)引部(42)上并結(jié)合在所述外部噴射 部(20)的外側(cè)上；所述電機(46)，該電機(46)設(shè)置于所述外部噴射部(20)上方； 鏈條(48)，該鏈條(48)的一側(cè)結(jié)合于所述外部噴射部(20)的上部，另一側(cè)纏繞于所述 電機(46)上；以及重量平衡塊(49)，該重量平衡塊(49)結(jié)合在從所述電機(46)延伸的所述鏈條(48)的 端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，其特征在于，所述 電機(46)由所述控制部的控制而進行正向旋轉(zhuǎn)或逆向旋轉(zhuǎn)，從而使所述外部噴射部(20) 沿著所述導(dǎo)引部(42)反復(fù)升降。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中空管狀熱處理件的快速空氣冷卻裝置，該快速空氣冷卻裝置包括空氣供應(yīng)部，用于提供高壓空氣；外部噴射部，設(shè)置于熱處理件外側(cè)，用于將空氣供應(yīng)部所供應(yīng)的空氣噴射至熱處理件的外周面；內(nèi)部送風部，設(shè)置于熱處理件下側(cè)，用于將空氣吹送至熱處理件的內(nèi)周面；升降部件，為使熱處理件容置于外部噴射部的內(nèi)部，而將外部噴射部舉升至熱處理件上側(cè)；控制部，用于控制外部噴射部和內(nèi)部送風部所噴射、吹送的空氣噴射量、噴射時間。本發(fā)明可將高壓空氣均勻噴射至中空管狀大型鍛造品的整個內(nèi)、外周面上，均勻地完成快速冷卻，從而能夠在低溫條件下引導(dǎo)向鐵素體及珠光體的變化，形成微細結(jié)晶粒子，提高抗拉強度或低溫沖擊性能等機械特性。
文檔編號C21D9/08GK101928818SQ20091016107
公開日2010年12月29日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者姜宇錫, 金彰基 申請人:株式會社平山