[發(fā)明專利]雙室等溫正火風(fēng)冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810874857.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN108660296B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋軼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津鼎元熱工工程有限公司
• 主分類號(hào): C21D1/28
• 分類號(hào): C21D1/28;C21D9/32;C21D11/00
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

一種雙室等溫正火風(fēng)冷卻系統(tǒng)。其包括并排設(shè)置在奧氏體加熱爐和等溫轉(zhuǎn)變爐之間的快速冷卻室以及均溫室；快速冷卻室包括快速冷卻室箱體和冷卻供風(fēng)風(fēng)機(jī)；均溫室包括均溫室箱體、均溫室隔斷門、均溫室供風(fēng)裝置、均溫室攪拌風(fēng)機(jī)、均溫室加熱裝置、溫度感應(yīng)裝置和溫控儀。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：將兩種不同工藝要求分為快速冷卻室和均溫室分別控制，在連續(xù)生產(chǎn)過程中，每室溫度保持較小的波動(dòng)，同時(shí)，快速冷卻室可以大幅提高冷卻速度，均溫室可以大幅度快速穩(wěn)定溫度，兼顧了快冷和均溫的要求，因此可以在不同的四季晝夜溫差、不同的裝爐量處理不同的材料，獲得均勻一致的珠光體，所以可以大幅度縮窄硬度散差及消除工件內(nèi)部的應(yīng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙室等溫正火風(fēng)冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

對(duì)于重型卡車、乘用車、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械等行業(yè)大量的齒輪，目前國(guó)內(nèi)外普遍采用鍛造、等溫正火、機(jī)加工以及表面滲碳熱處理工藝。齒輪毛坯經(jīng)過鍛造后的等溫正火工藝是提高齒輪毛坯的切削性、控制其最終熱處理畸變型的關(guān)鍵。對(duì)最終齒輪產(chǎn)品的使用壽命、運(yùn)轉(zhuǎn)噪音等起著關(guān)鍵的作用。

等溫正火工序處理得好，鍛造毛坯具有均勻一致的珠光體，因此具有適中的硬度以及很窄的硬度散差，同時(shí)，工件內(nèi)部的鍛造應(yīng)力釋放得更加充分。尤其在當(dāng)前齒輪機(jī)加工大量的采用快切干切設(shè)備，對(duì)于硬度的均勻性提出了更高的要求。同時(shí)，均勻一致的金相組織以及較少的鍛造應(yīng)力有益于最終滲碳熱處理二次加熱的畸變型控制，對(duì)于提高齒輪的壽命降低噪音具有重大意義。

根據(jù)齒輪行業(yè)通用的主要材料，等溫正火工藝大多采用先將工件加熱到Ac3線上、充分奧氏體化后，風(fēng)冷，然后進(jìn)入一個(gè)約10000秒的等溫過程，待珠光體轉(zhuǎn)變完成后，出爐下料。

整個(gè)等溫正火工藝風(fēng)冷是關(guān)鍵。根據(jù)不同的材料金屬金相轉(zhuǎn)變特征，金屬在奧氏體區(qū)冷卻至相變溫度過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，緩慢地冷卻形成鐵素體，速度再快一些形成鐵素體與滲碳體的混合體-珠光體，更快一些形成了貝氏體甚至馬氏體。這些金相的轉(zhuǎn)變通常是在10-1000秒之內(nèi)很短的時(shí)間完成的，且不可逆轉(zhuǎn)。

等溫正火工藝目前普遍采用風(fēng)冷技術(shù)。工件在大約10-1000秒內(nèi)從奧氏體區(qū)900度以上降至相變溫度600度左右，以獲得珠光體。此期間若冷速過快，將導(dǎo)致珠光體內(nèi)滲碳體增加，甚至形成貝氏體，從而導(dǎo)致硬度偏高；冷速過慢容易導(dǎo)致珠光體內(nèi)鐵素體含量過高，硬度偏低；

而工件因表面及芯部以及工件有效直徑的差異，會(huì)導(dǎo)致工件各處的溫降速度差異，必然會(huì)導(dǎo)致相變過程的鐵素體和滲碳體析出的差異。通常這種差異在200-600秒之間對(duì)最終工件的硬度影響最大。

為了最大限度地減少這一區(qū)間的溫差，目前國(guó)內(nèi)外連續(xù)式等溫正火生產(chǎn)線普遍采用單室冷卻室，并分兩段或多段控制冷卻速度。前段屬于快冷段、后段為緩冷段。在快冷段，將工件溫度迅速降至相變溫度，緩冷段則縮小工件各部溫差，以期達(dá)到工件各處以相同的溫度進(jìn)入相變轉(zhuǎn)變溫度。

單室冷卻室利用一個(gè)冷卻室完成快冷、緩冷過程，其存在的顯著問題是：在連續(xù)生產(chǎn)線中，每個(gè)周期，室內(nèi)都要完成一次快冷、緩冷這一互相矛盾的過程。因?yàn)榭諝馐且环N比熱容較小的物質(zhì)，相對(duì)于相變時(shí)間要求、調(diào)節(jié)空氣的溫度是一個(gè)緩慢的過程。實(shí)際上單室冷卻，快冷與緩冷是很難兼顧的。

同時(shí)，受季節(jié)及晝夜溫差以及濕度的影響，空氣的比熱容變化較大，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，單室風(fēng)冷技術(shù)很難獲得精確的工藝結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以在短時(shí)間內(nèi)將工件快速均勻一致進(jìn)行冷卻的雙室等溫正火風(fēng)冷卻系統(tǒng)。