[發(fā)明專利]頂梁中頻感應(yīng)淬火熱處理工藝及中頻淬火機(jī)床

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710189993.1
• 申請日: 2007-11-15
• 公開（公告）號: CN101435010A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊國正;馮俊杰;高金華;丁旗;王林縫
• 申請（專利權(quán)）人: 楊國正;馮俊杰
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D1/42;C21D11/00;C21D1/667
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 霍彥偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種淬火熱處理工藝及設(shè)備，尤其涉及一種頂梁如DFB型頂梁淬火熱處理工藝及中頻淬火機(jī)床及淬火機(jī)床。

背景技術(shù)

DFB型頂梁是煤礦用支護(hù)產(chǎn)品。由于礦井下的地質(zhì)條件特殊，頂梁在礦井下使用過程中受力復(fù)雜。使用過程中，頂梁不允許脆斷，且不能發(fā)生嚴(yán)重變形，因此要求頂梁具有良好的力學(xué)性能，即在保證有較高強(qiáng)度前提下，要有良好的塑性和韌性。

目前，頂梁進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)采用淬火和回火的方法，一般采用臺式或箱式電阻爐，整體加熱，整體淬火冷卻的方法；由于這種加熱方法是利用熱輻射和熱對流使工件溫度升高，熱效率低，加熱時間長，造成工件表面脫碳嚴(yán)重，同時淬火冷卻不均勻，造成工件淬火硬度不均勻，影響頂梁力學(xué)性能，使用壽命較短；另外由于加熱時間長，淬火冷卻不均勻，頂梁變形嚴(yán)重；傳統(tǒng)的淬火方法工人勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。

感應(yīng)加熱是表面淬火較理想的一種加熱方式，感應(yīng)加熱是靠工件內(nèi)部感應(yīng)電流直接加熱的，也稱內(nèi)源加熱，具有熱效率高，加熱速度快的特點。工件放在加熱器中，加熱器連接感應(yīng)設(shè)備輸出端，當(dāng)一定頻率的交流電通過加熱器時，由于電磁感應(yīng)及鄰近效應(yīng)，即在工件中產(chǎn)生與加熱器中電流方向相反的感應(yīng)電流，即形成渦流。在渦流及工件本身電阻的作用下，電能即轉(zhuǎn)化為熱能，從而使工件得到加熱。根據(jù)結(jié)構(gòu)鋼熱態(tài)電流透入深度(式中f為感應(yīng)電流頻率，單位為：Hz)，根據(jù)該公式可知：工件感應(yīng)加熱深度與感應(yīng)電流頻率有關(guān)系(本工藝發(fā)明：采用的中頻設(shè)備頻率為2500Hz，功率為250kW)。目前感應(yīng)加熱淬火主要用于金屬工件表面局部淬火，如金剛石鋸片、鉆頭、車刀、機(jī)床導(dǎo)軌、齒輪、汽車萬向節(jié)、曲軸、緊固件等。由于頂梁的特殊結(jié)構(gòu)、材料特征及要求的力學(xué)性能，現(xiàn)有感應(yīng)加熱淬火方法不適用于頂梁的熱處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)頂梁淬火工藝存在的加熱時間長，造成工件表面脫碳嚴(yán)重，工件淬火硬度高低不一，力學(xué)性能不穩(wěn)定，使用壽命較短；生產(chǎn)效率低，熱效率低；整體冷卻淬火，引起工件變形嚴(yán)重，工人勞動強(qiáng)度大等缺點，提供一種加熱速度快，生產(chǎn)效率高，熱效率高；工件質(zhì)量穩(wěn)定，力學(xué)性能優(yōu)良，工件變形小，降低工人勞動強(qiáng)度的頂梁中頻感應(yīng)淬火熱處理工藝。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述頂梁中頻感應(yīng)淬火熱處理工藝專用的中頻淬火機(jī)床。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種頂梁中頻感應(yīng)淬火熱處理工藝，包括淬火和回火，其中淬火時采用中頻感應(yīng)淬火，淬火參數(shù)如下：淬火溫度為930～970℃，優(yōu)選的淬火溫度為930～939℃或941～959℃或961～970℃；頂梁在中頻淬火機(jī)床上運行速度為0.62～0.72m/min；加熱后通過噴淬器進(jìn)行噴水冷卻。

本發(fā)明中噴水冷卻時噴水壓力為0.9～1.1Mpa，水溫為10～40℃；回火溫度依據(jù)以下公式計算確定，回火保溫時間為100～120min，

T(℃)＝480℃+(C_當(dāng)-0.5)×500℃

式中，C、Si、Mn分別為材料中碳、硅、錳元素含量的百分?jǐn)?shù)。

一種適用于本發(fā)明的頂梁中頻感應(yīng)淬火熱處理工藝的中頻淬火機(jī)床，該中頻淬火機(jī)床包括床身、設(shè)在床身上的加熱器和噴淬器；在床身的一端還設(shè)有驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置通過傳送鏈與動力裝置連接；在床身的另一端還設(shè)有壓緊裝置；床身上設(shè)有確保頂梁平穩(wěn)運行的托輥和保證頂梁運行方向的立輥；噴淬器的噴水孔軸線與頂梁在機(jī)床上運行方向的夾角為60～80度。

本發(fā)明工藝中所用的中頻淬火機(jī)床上的加熱器采用本發(fā)明人申請的專利技術(shù)(專利號ZL?02?2?86984.0)，噴淬器采用本發(fā)明人申請的專利技術(shù)(專利號：ZL02?2?86825.9)。

由于本發(fā)明頂梁中頻感應(yīng)淬火熱處理工藝采用了上述的技術(shù)方案，因此本發(fā)明具有以下優(yōu)點(與傳統(tǒng)熱處理工藝相比)：(1)加熱速度快，生產(chǎn)效率可提高40％～60％；(2)感應(yīng)加熱時，依靠頂梁內(nèi)部感應(yīng)電流直接加熱，熱損失少，熱效率可提高30％～40％；(3)頂梁質(zhì)量穩(wěn)定，力學(xué)性能優(yōu)良，頂梁使用壽命可提高30～60％；(4)頂梁熱處理后變形小，不須矯正(傳統(tǒng)工藝熱處理的頂梁變形大，每根頂梁均須矯正)；(5)頂梁淬火易實現(xiàn)自動化、機(jī)械化，降低工人勞動強(qiáng)度。

附圖說明

附圖為本發(fā)明的中頻淬火機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實施例1