一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋼材淬火調(diào)質(zhì)熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種用于45號(hào)鋼無縫鋼管材的沸水恒溫淬火處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常鋼材的淬火調(diào)質(zhì)是指淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚?，其調(diào)質(zhì)后硬度可達(dá)到HRC30-35，其目的是使工件具有良好的綜合機(jī)械性能。針對輕、中、重型，特種、專用汽車傳動(dòng)軸總成所用45號(hào)無縫鋼管材的淬火調(diào)質(zhì)處理要求，通常的加工方法是將管材按長度要求下料，進(jìn)行淬火和高溫回火調(diào)質(zhì)熱處理工藝處理。傳統(tǒng)工藝中碳鋼淬火，它的主要缺點(diǎn)一年四季春、夏、秋、冬隨著季節(jié)溫差水溫是變化的。鋼在水中的冷卻速度快慢而直接影響淬火硬度不均勻和產(chǎn)生裂紋;特別在冬天水溫低，把45號(hào)鋼零部件加熱到840°C±5°C直接放入水中，冷卻速度快，最易出現(xiàn)裂紋，原工藝不合格率高約10%以上，原材料浪費(fèi)驚人。特別是一些結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的鍛造零件，截面尺寸變化又較大，如果冷卻劑選擇不當(dāng)，零件幾何形狀不合理或截面過渡區(qū)厚薄相差較大，更容易造成應(yīng)力集中而導(dǎo)致淬火炸裂及裂紋。
[0003]通常45號(hào)中碳鋼淬火使用的液體介質(zhì)是常溫自來水，用常溫自來水來給零部件淬火容易造成硬度不均勻且出現(xiàn)淬火裂紋缺陷等，而中國專利申請公布號(hào):CN103484609A提出的淬火溫度840°C?860°C，高溫回火溫度530°C，采用鹽化淬火劑按質(zhì)量百分比添加氯化鈉3-4%，硝酸鉀1-2%，其余為水。這種方法淬火液不易回收，其排放水容易產(chǎn)生污染環(huán)境，需要進(jìn)行排放水后處理。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，解決了45號(hào)鋼薄壁無縫鋼零件淬火裂紋和硬度不均勻等質(zhì)量問題。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]—種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，包括水池，所述水池的外側(cè)壁設(shè)有保溫層，所述水池的上表面設(shè)有保溫蓋，所述水池的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)電加熱管和一熱電偶，所述電加熱管與PLC電控柜電連接，所述熱電偶與溫控儀表電連接，所述溫控儀表與所述PLC電控柜電連接，所述水池的左側(cè)壁下方設(shè)有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口處設(shè)有與所述PLC電控柜電連接的電磁閥。
[0007]作為優(yōu)選，所述水池為矩形水池。
[0008]作為優(yōu)選，所述電加熱管的數(shù)量為6個(gè)。
[0009]作為優(yōu)選，所述保溫蓋為側(cè)翻式保溫蓋，所述側(cè)翻式保溫蓋的數(shù)量為2個(gè)。
[0010]作為優(yōu)選，所述水池的右側(cè)壁上方設(shè)有排水口。
[0011]本實(shí)用新型采用在水池周邊上增加沸水恒溫控制裝置，通過降低工件在沸水中的冷卻速度，使得工件淬火硬度均勻，避免了淬火炸裂，進(jìn)而取消了高溫回火的調(diào)質(zhì)處理過程，改用中溫回火，使工件硬度可達(dá)到洛氏HRC32-35，適用于45號(hào)碳鋼工件淬火調(diào)質(zhì)工藝處理;同時(shí)不使用任何介質(zhì)，如鹽化淬火劑，操作簡單，其排放對環(huán)境不造成污染。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的鋼材沸水恒溫淬火裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的鋼材沸水恒溫淬火裝置淬火示意圖。
[0014]圖1中:1、進(jìn)水口；2、水池;3、保溫層;4、保溫蓋;5、電加熱管;6、熱電偶;7、排水口 ；8、溫控儀表;9、PLC電控柜。
[0015]圖2中:1、進(jìn)水口 ；2、水池;7、排水口；12、電磁閥；13、料筐;14、吊鉤。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0017]如圖1、2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，包括水池2，所述水池2的外側(cè)壁設(shè)有保溫層3，所述水池2的上表面設(shè)有保溫蓋4，所述水池2的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)電加熱管5和一熱電偶6，所述電加熱管5與PLC電控柜9電連接，所述熱電偶6與溫控儀表8電連接，所述溫控儀表8與所述PLC電控柜9電連接，所述水池2的左側(cè)壁下方設(shè)有進(jìn)水口 I，所述進(jìn)水口 I處設(shè)有與所述PLC電控柜9電連接的電磁閥12。
[0018]本實(shí)用新型采用溫控儀表8通過熱電偶6測量水池2中水的溫度，當(dāng)溫度高于預(yù)設(shè)溫度(預(yù)設(shè)溫度為90°C)時(shí)，由PLC電控柜9控制電磁閥12打開通過進(jìn)水口向水池2加注冷水，當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，由PLC電控柜9控制電加熱管5通電加熱水池2中的水。
[0019]作為優(yōu)選，所述水池2為矩形水池。
[0020]作為優(yōu)選，所述電加熱管5的數(shù)量為6個(gè)。
[0021]作為優(yōu)選，所述保溫蓋4為側(cè)翻式保溫蓋，所述側(cè)翻式保溫蓋的數(shù)量為2個(gè)。
[0022]作為優(yōu)選，所述水池2的右側(cè)壁上方設(shè)有排水口7，所述排水口 7用于加入冷水時(shí)防止水池2中水向外溢出。
[0023]采用本實(shí)用新型的鋼材沸水恒溫淬火處理裝置進(jìn)行淬火調(diào)質(zhì)處理過程如下:
[0024]將45號(hào)鋼無縫鋼管在箱式電爐中加熱到溫度820°C，保溫時(shí)間按鋼管工件壁厚度
2.5分鐘/mm，按照要求當(dāng)工件保溫時(shí)間到達(dá)后，用行車吊起沸水恒溫水槽的保溫蓋4，允許進(jìn)行淬火和調(diào)質(zhì)工藝處理。
[0025]沸水恒溫淬火過程如下:首先將水池2中的水加熱至90°C±2°C范圍，用行車將加熱的料筐13吊放入水池2內(nèi)，料筐13的總高度要求能夠溶入水平面15?30mm;用鐵鉤將加熱好的工件迅速從箱式爐內(nèi)取出倒入料筐13，并由行車吊放入水池2內(nèi)，并且進(jìn)行左右晃動(dòng)。淬火時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，待氣泡消失后停止晃動(dòng)，工件已經(jīng)降溫至沸水溫度，將料筐13吊出水池2擱置，待工件回至常溫下，再將工件放入井式回火爐中，進(jìn)行下一步工序的中溫回火調(diào)質(zhì)處理。所述的淬火過程時(shí)，水池2內(nèi)溫度會(huì)急劇升高，溫控儀表8指示溫度，當(dāng)此時(shí)水池2內(nèi)水溫超過90°C時(shí)，電磁閥12開關(guān)自動(dòng)打開，開始從進(jìn)水口 I進(jìn)冷水，當(dāng)水溫低于90°C時(shí)，電磁閥12進(jìn)水自動(dòng)關(guān)閉。全過程由PLC電控柜9程序控制快速進(jìn)水及排水，以保持水池2溫度恒定，重復(fù)上述淬火過程，直至全部工件完全淬火完畢后，停留5?10分鐘，用行車將料筐13連同工件從淬火水槽內(nèi)吊起。再用行車將保溫蓋4吊起蓋上水池。完成淬火后工件要進(jìn)行硬度抽檢，以滿足硬度要求，淬火后硬度要求為洛氏HRC22?36。
[0026]中溫回火調(diào)質(zhì)處理步驟:將淬火后冷卻的工件倒放入料筐，用行車吊入井式回火爐內(nèi)，加熱溫度為350°C，保溫時(shí)間2.5小時(shí)，出爐后自然空氣冷卻至室溫。抽檢回火后工件硬度，然后按批次進(jìn)行磁力探傷檢測?；鼗鸷笥捕纫鬄槁迨螲RC32?35。
[0027]經(jīng)濟(jì)效益分析計(jì)算:沸水淬火比冷水淬火達(dá)到同樣的調(diào)質(zhì)硬度，回火溫度要低180°C?210°C節(jié)約了電能費(fèi)用，按一臺(tái)55KW電爐耗電量計(jì)算，升溫時(shí)間相差約25分鐘，節(jié)約(25+ 60 X55) = 23度電，按工業(yè)用電每度電費(fèi)I元，每爐節(jié)約電費(fèi)23元，每爐回火節(jié)約時(shí)間2.5小時(shí)，按每天可回火6爐次計(jì)算，每天可節(jié)約電費(fèi)(23 X6) = 138元，降低了成本，提高了工作效率。
[0028]相比之下冷水淬火工件容易出現(xiàn)了裂紋和炸裂，要作磁力探傷及全面檢查，不僅浪費(fèi)人力工時(shí)，炸裂及裂紋零件則徹底報(bào)廢，給工廠帶來不可預(yù)測的大批量經(jīng)濟(jì)損失。
[0029]以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，不用于限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于，包括水池(2)，所述水池(2)的外側(cè)壁設(shè)有保溫層(3)，所述水池(2)的上表面設(shè)有保溫蓋(4)，所述水池(2)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)電加熱管(5)和一熱電偶(6)，所述電加熱管(5)與PLC電控柜(9)電連接，所述熱電偶(6)與溫控儀表(8)電連接，所述溫控儀表(8)與所述PLC電控柜(9)電連接，所述水池(2)的左側(cè)壁下方設(shè)有進(jìn)水口( I)，所述進(jìn)水口( I)處設(shè)有與所述PLC電控柜(9)電連接的電磁閥(12)。2.如權(quán)利要求1所述的一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于，所述水池2的右側(cè)壁上方設(shè)有排水口(7)。3.如權(quán)利要求1所述的一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于，所述水池(2)為矩形水池。4.如權(quán)利要求1所述的一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于，所述電加熱管(5)的數(shù)量為6個(gè)。5.如權(quán)利要求1所述的一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于所述保溫蓋(4)為側(cè)翻式保溫蓋，所述側(cè)翻式保溫蓋的數(shù)量為2個(gè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，包括水池，所述水池的外側(cè)壁設(shè)有保溫層，所述水池的上表面設(shè)有保溫蓋，所述水池的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)電加熱管和一熱電偶，所述電加熱管與PLC電控柜電連接，所述熱電偶與溫控儀表電連接，所述溫控儀表與所述PLC電控柜電連接，所述水池的左側(cè)壁下方設(shè)有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口處設(shè)有與所述PLC電控柜電連接的電磁閥。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，解決了45號(hào)鋼薄壁無縫鋼零件淬火裂紋和硬度不均勻等質(zhì)量問題。
【IPC分類】C21D1/63
【公開號(hào)】CN205170927
【申請?zhí)枴緾N201521015741
【發(fā)明人】朱道彪, 楊永明
【申請人】湖北元辰汽車傳動(dòng)軸有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月9日