[實(shí)用新型]余熱等溫正火爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120287851.0
• 申請(qǐng)日: 2011-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202246747U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉云旭;王淮;朱衛(wèi)福;季長(zhǎng)濤;劉澄;劉威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江萬(wàn)能達(dá)爐業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C21D1/28
• 分類號(hào): C21D1/28;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 顧峻峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型總的涉及機(jī)械零件的熱處理，特別是涉及利用毛坯鍛造后的余熱對(duì)合金滲碳鋼制件進(jìn)行等溫正火處理的余熱等溫正火爐。

背景技術(shù)

機(jī)械制造與裝備工業(yè)，是技術(shù)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要領(lǐng)域，但又是能耗比較高的生產(chǎn)行業(yè)。以汽車的滲碳齒輪為例，其制造加工工藝過(guò)程如附圖1所示，其中有三道是需要高溫加熱的高耗能熱加工工序，分別為鍛造(或軋制)、正火和滲碳淬火。

正火是一種熱處理工序，主要用來(lái)改善滲碳鋼制件毛坯(以下稱鍛坯)在高溫鍛造后晶粒粗大、不均的問(wèn)題，并消除出現(xiàn)的α-魏氏組織及非穩(wěn)定組織(如馬氏體、貝氏體)，且為后期切削加工提供適合硬度與理想組織(等軸先共析鐵素體+珠光體組織)。然而，傳統(tǒng)的正火對(duì)處理汽車制件鍛坯仍常常出現(xiàn)非穩(wěn)定顯微組織，硬度散差大，切削加工出現(xiàn)打刀、粘刀現(xiàn)象，存在制件加工精度提高困難，滲碳淬火后制件變形超差較大等問(wèn)題。為解決上述加工質(zhì)量問(wèn)題，現(xiàn)已普遍采用等溫正火工藝，使汽車鍛坯加工質(zhì)量得到明顯的改善。

但是，等溫正火工序與傳統(tǒng)正火工序一樣，都存在熱能消耗大的問(wèn)題，每噸鍛坯的正火能耗約為400～480kw·h。而且，目前以將鍛坯密排堆放的方式進(jìn)行等溫正火的推桿式等溫正火設(shè)備也很難達(dá)到真正“有效等溫正火”的目的。

由于正火工序是在鍛造工序后進(jìn)行的，而且鍛造終鍛后鍛坯仍處于高溫奧氏體狀態(tài)，具備了正火加熱時(shí)需要奧氏體化的條件，人們自然會(huì)想到利用鍛造后鍛坯的高溫余熱來(lái)直接進(jìn)行正火，從而節(jié)省正火的能耗。然而經(jīng)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，由于鍛造加熱溫度很高，終鍛溫度也很高且溫度高低不均，使其奧氏體晶粒比較粗大和不均勻。而且，在隨后空冷時(shí)容易形成α-魏氏組織及非穩(wěn)定組織，使鍛坯的切削加工性能降低，并且使該滲碳鋼制件的最終使用性能明顯降低。因此，鍛坯利用鍛造后的余熱直接進(jìn)行正火因質(zhì)量較差且不穩(wěn)定而至今未被應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

因此，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種余熱等溫正火爐，其利用鍛造等加工余熱對(duì)合金滲碳鋼制件進(jìn)行等溫正火的熱處理加工，同時(shí)使鋼制件的熱處理質(zhì)量?jī)?yōu)于或至少等于用正火和等溫正火等傳統(tǒng)熱處理。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種余熱等溫正火爐，包括傳送機(jī)構(gòu)、緩冷室、速冷室、等溫爐、控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其中，傳送機(jī)構(gòu)的兩端分別與鍛錘工位和緩冷室的前端相連接，緩冷室的后端與速冷室前端相連接，速冷室的后端與等溫爐的前端相連接，控制系統(tǒng)控制整個(gè)裝置的運(yùn)行，并至少對(duì)鍛坯的預(yù)冷溫度T₁(以下簡(jiǎn)稱T₁)、強(qiáng)冷溫度T₂(以下簡(jiǎn)稱T₂)、等溫溫度T_iso(以下簡(jiǎn)稱T_iso)和等溫時(shí)間t_iso(以下簡(jiǎn)稱t_iso)這四個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行控制。

較佳的是，所述的控制裝置還對(duì)預(yù)冷速度V₁(以下簡(jiǎn)稱V₁)、預(yù)冷溫度停留時(shí)間t₁(以下簡(jiǎn)稱t₁)和強(qiáng)冷速度V₂(以下簡(jiǎn)稱V₂)這些工藝參數(shù)進(jìn)行控制。

較佳的是，所說(shuō)的緩冷室安裝有散熱吹排風(fēng)機(jī)構(gòu)和加熱機(jī)構(gòu)中的至少一種。安裝散熱吹排風(fēng)機(jī)構(gòu)是為了更好地控制鍛坯的V₁，而安裝加熱機(jī)構(gòu)是為了保證鍛坯在緩慢冷卻時(shí)的T₁和t₁。

較佳的是，所述的速冷室安裝有吹排風(fēng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)流機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)。安裝吹排風(fēng)機(jī)構(gòu)是為了加強(qiáng)氣體流動(dòng)，使鍛坯的快速冷卻符合V₂，能快速降溫至T₂。安裝導(dǎo)流機(jī)構(gòu)是為了使速冷室各部位的氣體流動(dòng)均勻。

較佳的是，所述的控制系統(tǒng)具有按照鋼制件實(shí)際化學(xué)成分、有效厚度、硬度及顯微組織是要求獲得V₁、T₁、t₁、V₂、T₂、T_iso、t_iso這些工藝參數(shù)的計(jì)算系統(tǒng)。即，將上述工藝參數(shù)以公式形成計(jì)算機(jī)程序。

于是，當(dāng)輸入某批次鋼制件的實(shí)際化學(xué)成分、有效厚度、硬度和顯微組織的要求后，就能立即獲得一組上述工藝參數(shù)的數(shù)值?？蓪⒃摻M工藝參數(shù)數(shù)值自動(dòng)輸入或手動(dòng)輸入到控制系統(tǒng)中，以對(duì)裝置的運(yùn)行進(jìn)行控制。