[發明專利]一種消除熱處理淬火蒸汽膜的方法及裝置

在審

• 申請號: 201510076477.2
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104651584A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 李漢忠;李悅
• 申請（專利權）人: 鞍山市重型特鋼板材加工有限公司
• 主分類號: C21D1/673
• 分類號: C21D1/673;C21D1/667;C21D9/46
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及熱處理淬火技術領域，尤其涉及一種用于壓淬法淬火時消除熱處理淬火蒸汽膜的方法及裝置。

背景技術

淬火工藝是將鋼加熱到某一溫度，保持一定時間，之后在冷卻介質中迅速冷卻，以獲得馬氏體或貝氏體的熱處理工藝。目的是提高硬度、強度、耐磨性能以滿足材料的實用性能。在淬火冷卻介質中的冷卻速度和均勻性對材料所獲得的硬度、強度、耐磨性起到關鍵作用。

材料在水中淬火時可分為三個階段：第一階段稱為汽膜冷卻階段。這個階段發生在材料侵入水中時，材料表面形成了一層蒸汽膜。通過蒸汽膜放熱，熱傳導相當慢。第二階段是沸騰階段。這個階段不形成連續的蒸汽膜，有一部分蒸汽凝結成液體，新的液體又轉化為蒸汽，其結果形成一種間斷的沸騰現象。第三階段稱為對流冷卻階段。這個階段沒有蒸汽形成，通過液體傳導和對流進行冷卻。

蒸汽膜的存在即嚴重影響了熱傳導又會產生大量的溫度差，不但使冷卻速度變慢同時又使冷卻表面不均勻，如果能夠有效的打破消除第一、第二階段所產生的蒸汽膜，就會顯著提升熱處理效率，并明顯提高材料的硬度、強度和耐磨性。

發明內容

本發明提供了一種消除熱處理淬火蒸汽膜的方法及裝置，在淬火壓床上設置超聲波振盒，有效打破消除在冷卻介質中產生的蒸汽膜，提高冷卻速度和淬火的均勻性，達到顯著提高工件硬度、強度和耐磨性的目的。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種消除熱處理淬火蒸汽膜的方法，包括如下步驟：

在熱處理生產線淬火壓床鋼板上部設超聲波裝置，鋼板經熱處理爐九段加熱到800～1000℃后由輥道送入淬火壓床，液壓系統設定壓力為0.5～1.0MPa將鋼板壓緊，PLC控制系統同時啟動噴水裝置和超聲波裝置，超聲波頻率為20000～50000Hz,淬火結束后噴水裝置和超聲波裝置同時關閉。

所述超聲波頻率設定為28000Hz。

用于實現一種消除熱處理淬火蒸汽膜的方法的裝置，包括通過導線連接的換能器振盒和超聲波信號發生器，所述換能器振盒由盒體、超聲波換能器和振頭組成，多個換能器振盒均布在淬火壓床上方的固定框架內。

所述超聲波信號發生器與PLC控制系統電連接。

所述超聲波換能器輸出端并聯有抗變阻器，超聲波換能器的輸出頻率為20000～50000Hz。

所述換能器振盒數量為16～30個。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)利用超聲波振盒有效打破、消除在冷卻介質中產生的蒸汽膜，從而提高冷卻速度和淬火的均勻性，淬火后工件強度提升到7.5(其基準是以20℃靜止的水淬火強度為1),抗拉強度增加了10％，硬度增加了5.4HRC,抗磨損性也有了顯著提高；

2)超聲波換能器通過振子作用于淬火介質與材料表面，機械Q值高，轉換效率高；

3)超聲波發生器輸出端并聯抗變阻器，發生器負載為純電阻，輸出效率高。

附圖說明

圖1是本發明所述裝置的結構的示意圖。

圖2是圖1中的A向視圖。

圖3是超聲波頻率與鋼板拉伸強度的關系曲線。

圖4是超聲波頻率與鋼板硬度的關系曲線。

圖中：1.淬火壓床固定框架??2.換能器振盒??21.盒體??22.超聲波換能器??23.振頭??3.超聲波信號發生器??4.PLC控制柜??5.輥道

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

一種消除熱處理淬火蒸汽膜的方法，包括如下步驟：

在熱處理生產線淬火壓床液壓裝置上方設超聲波裝置，鋼板經熱處理爐九段加熱到800～1000℃后由輥道5送入淬火壓床，液壓系統設定壓力為0.5～1.0MPa將鋼板壓緊，PLC控制系統同時啟動噴水裝置和超聲波裝置，超聲波頻率為20000～50000Hz,淬火結束后噴水裝置和超聲波裝置同時關閉。

所述超聲波頻率設定為28000Hz。

見圖1，是本發明的結構示意圖，本發明所述一種消除熱處理淬火蒸汽膜的裝置，包括通過導線連接的換能器振盒2和超聲波信號發生器3，所述換能器振盒2由盒體21、超聲波換能器22和振頭23組成，多個換能器振盒均2布在淬火壓床上方的固定框架1內。

所述超聲波信號發生器3與PLC控制系統電連接。

所述超聲波換能器22輸出端并聯有抗變阻器，超聲波換能器22的輸出頻率為20000～50000Hz。

所述換能器振盒2數量為16～30個。