專利名稱：大圓機(jī)織針真空淬火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件的熱處理技術(shù)，具體地說是一種大圓機(jī)織針真空淬火 方法。
(二)
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)制針廠家所用的織針淬火設(shè)備為燃燒滴注的甲醇而產(chǎn)生的裂解氣 '體作為保護(hù)氣體的三溫區(qū)或四溫區(qū)網(wǎng)帶爐。此種淬火方法為每單枚織針進(jìn)入溫 區(qū)并在輸送帶上傳送，到達(dá)最后保溫區(qū)開口處自動(dòng)落到開口于大氣中的油槽中 淬火。
用此種網(wǎng)帶爐對織針進(jìn)行淬火的淬火方法，有下列缺點(diǎn)
1、 產(chǎn)量低，耗能大。
以每日8小時(shí)工作時(shí)間算，此網(wǎng)帶爐(功率為30KW)產(chǎn)量為9600枚左右。 而真空油氣淬爐(以WZC-45為準(zhǔn)，功率為100KW)每2小時(shí)為一個(gè)加熱淬火工 藝時(shí)間，產(chǎn)量為15000枚左右。(以生產(chǎn)12000枚織針?biāo)?，網(wǎng)帶爐需耗電300 度，真空爐耗電200度。)
2、 淬火織針變形大。
由于織針是細(xì)、薄、長不規(guī)則工件(常用規(guī)格尺寸為厚度0.41mm—0. 66mm,寬度lmm—2mm,長度40—170mm)，(通常形狀見圖一)。加熱高溫 時(shí)隨網(wǎng)帶一起運(yùn)動(dòng)，易產(chǎn)生熱變形。淬火入油時(shí)織針無序自由落體掉入油中， 不符合不規(guī)則工件入油淬火規(guī)律，易產(chǎn)生較大橫向和側(cè)向彎曲，增大廢品率。
3、 織針易產(chǎn)生脫碳、氧化而造成織針硬度達(dá)不到要求。 此網(wǎng)帶爐進(jìn)料口和出料口都是開口而非密封， 一旦保護(hù)氣氛控制不好就會(huì)
產(chǎn)生脫碳、氧化而造成織針淬火硬度不合格。
4、 環(huán)境污染嚴(yán)重。
網(wǎng)帶爐進(jìn)出料口及油槽直接開口于車間內(nèi)，爐內(nèi)及油槽內(nèi)產(chǎn)生的油蒸氣及 有毒氣體直接揮發(fā)到車間內(nèi)，造成車間內(nèi)環(huán)境污染，工人工作的環(huán)境非常惡 劣。
5、 淬火織針材料選擇的范圍小。
由于網(wǎng)帶爐的加熱溫區(qū)長度范圍有一定的局限性，因此對一些含有合金成 分高的材料淬火時(shí)，不能充分發(fā)揮出材料應(yīng)有的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大圓機(jī)織針真空淬火 方法。該真空熱處理技術(shù)是材料改性方面高精度、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能和清潔無污染的 加工制造技術(shù)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
真空熱處理加熱主要靠高溫輻射，而不是低溫的氣體對流。工件過分密集 .或相互遮攔會(huì)明顯影響加熱速度，因此裝爐時(shí)要特別注意工件的整齊排放和盡 量避免相互遮攔。同時(shí)工件擺放方式不同，其變形量也不同。工件的擺放方式 對硬度的均勻性也有重要影響。工件的擺放應(yīng)有利于油的循環(huán)，工件與工件之 間應(yīng)有一定的間隙，對于細(xì)長類工件應(yīng)有適當(dāng)夾具，并盡量懸掛，盡量減少高 溫時(shí)變形。
大園機(jī)織針使用時(shí)要求硬度高，耐磨性好。通常產(chǎn)品硬度要求在洛氏60度 以上。織針屬細(xì)、薄、長不規(guī)則工件，并且織針的針鉤部分要求的公差很小， 而回火后的織針不能再進(jìn)行磨銷加工，同時(shí)，制造織針常用的材料為相當(dāng)于國
內(nèi)T10A的進(jìn)口材料。此材料淬透性差，若按真空熱處理的普通方式放在托盤 上，織針從加熱室轉(zhuǎn)移到冷卻室時(shí)的溫度早已降到不能達(dá)到淬火理想硬度的溫 .度，因此，大園機(jī)織針真空油氣淬火首先要解決裝爐方式和保溫兩個(gè)問 題。
大圓機(jī)織針真空淬火方法，該方法是按照以下步驟進(jìn)行的
1) 將織針均勻固定在耐高溫和不易變形的織針夾具上；
2) 將裝有織針的夾具裝入料筐內(nèi)，料筐的底面為夾具固定面，料筐的四周 和頂面皆為空檔，其上分別設(shè)置有帶孔的不銹鋼板；
3) 將裝有夾具的料筐置經(jīng)冷卻室進(jìn)入真空爐的加熱室內(nèi)進(jìn)行加熱處理，加 熱處理時(shí)應(yīng)采取緩慢升溫和預(yù)熱的操作即第一段加熱先從室溫加熱到60(TC
一70(TC，時(shí)間30—40分鐘，然后保溫20—30分鐘，此段輻射傳熱效率低的低 溫階段應(yīng)進(jìn)行緩慢升溫；第二段加熱從60(TC—70(TC快速升溫到淬火溫度，加 熱時(shí)間為10—20分鐘，通常淬火溫度為80(TC—83(TC，在此溫度下再保溫10— 15分鐘；
4) 加熱處理完畢將料筐一并轉(zhuǎn)移到冷卻室內(nèi)用淬火油作淬火處理即料筐 入油后立即在油面上充6—9X10000pa的氮?dú)猓瑫r(shí)開動(dòng)油攪拌，在保證淬透的 前提下，盡量采取緩慢的冷卻速度，以減少織針的組織應(yīng)力，通常油溫選在50 °C—7(TC之間，料筐在真空淬火油中冷卻10—15分鐘后升起，打開爐門，將料 筐移至爐外，至此整個(gè)淬火過程完成。上述夾具為耐高溫的外圓帶有臺(tái)階的圓筒形鑄件，圓筒的長度與織針的長 短相適應(yīng)，順圓筒方向?qū)A筒外圓的臺(tái)階銑成留有一定間隙的槽，槽厚與織針 的厚度相適應(yīng)，槽深與織針的寬度相適應(yīng)。將織針逐根裝在銑出的槽內(nèi)，并用 細(xì)的耐高溫不銹鋼絲捆住。
上述圓筒的底部設(shè)計(jì)有等分的三個(gè)突出的帶缺口的叉形腳，圓筒通過三個(gè) 帶缺口的叉形腳放置定在三角叉底座上。
上述圓筒的叉形腳和三腳叉底座的叉上都鉆有小孔，用鐵絲穿過小孔將圓 筒和底座捆在一起。
在上述三腳叉底座的正中心鉆孔；孔內(nèi)固定有不銹鋼棒。
上述料筐底部有帶橫條的底，橫條數(shù)量為5—6根。
本發(fā)明的大圓機(jī)織針真空淬火方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是:
1、 防止氧化作用，表面不氧化、不脫碳并還有還原除銹作用。
2、 真空脫氣作用，使材料表面純度提高，提高材料的疲勞強(qiáng)度、塑性和韌
'性，提高耐腐蝕性。
3、 脫脂作用，除去殘留油脂，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4、 淬火變形小。真空加熱緩慢，工件內(nèi)外溫差??；熱應(yīng)力小。
5、 真空爐的熱效率高，可實(shí)現(xiàn)快速升溫和快速降溫。
6、 真空熱處理工藝的穩(wěn)定性和重復(fù)性好。
7、 耗電少，能量消耗為常規(guī)熱處理的50%。
8、 操作安全，自動(dòng)化程度高，工作環(huán)境好，無污染無公害。 用此種方法進(jìn)行真空油淬，淬火后整爐的每枚織針硬度合格，并且非常均
勻。合格率近100%。以WZC-45爐為例，每爐約裝織針15000枚左右。既提高了 效率，節(jié)能，環(huán)保，又能提高自動(dòng)化程度，同時(shí)，工藝的穩(wěn)定性，重復(fù)性好。 '經(jīng)過真空淬火的織針成品在使用過程中用同樣紗線，同樣品種，同型號(hào)大圓機(jī) 上使用的壽命要比經(jīng)網(wǎng)帶爐淬火的壽命至少要高30%。因此，針對針織大圓機(jī) 織針這種相對形狀比較特殊的工件用真空淬火方法進(jìn)行淬火不失為為一種較好 的淬火方法。


附圖l為本發(fā)明的不規(guī)則織針的兩種結(jié)構(gòu)示意附圖2為本發(fā)明的圓筒形鑄件的主視結(jié)構(gòu)示意附圖3為圖2的仰視結(jié)構(gòu)示意附圖4為本發(fā)明的三角叉底座的主視結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖5為圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意5附圖6為圓筒形鑄件、三角叉底座和不銹鋼棒的裝配結(jié)構(gòu)示意附圖7為料筐主框架的結(jié)構(gòu)示意附圖8為帶孔不銹鋼板的結(jié)構(gòu)示意附圖9為料筐的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、織針，2、圓筒，3、臺(tái)階，4、槽，5、叉形腳，6、缺口， 7、 三角叉底座，8、 ？L， 9、不銹鋼棒，10、料筐，11、橫條，12、不銹鋼板， 13、孑L。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1—9對本發(fā)明的大圓機(jī)織針真空淬火方法作以下詳細(xì)地說明。
. 如附圖1一9所示，圖l為兩種不規(guī)則形狀的織針l，怎樣將將織針l固定在 某一形狀的夾具上，既能保證其淬火符合工件入油規(guī)律，又能保證工件之間有 足夠的間隙，同時(shí)還保證夾具經(jīng)過長時(shí)間加熱冷卻使用不變形，因此選用耐高 溫外圓帶有臺(tái)階的圓筒形鑄件作為織針l的夾具。選圓筒形鑄件是因?yàn)閳A形工 件在高溫加熱和低溫冷卻時(shí)變形小。根據(jù)織針1的長短可將圓筒形鑄件的圓筒2 鑄成不同的長度，同時(shí)可根據(jù)織針1的不同厚度順圓筒2的方向?qū)A筒2的外園 的臺(tái)階3銑成留有一定間隙的槽4，槽深以織針l的寬度為參考。將織針l逐根裝 在銑出的槽4內(nèi)，并用細(xì)的耐高溫不銹鋼絲捆住。同時(shí)將圓筒2設(shè)計(jì)成可拆裝靈 活的形狀，即在圓筒2的底部設(shè)計(jì)成等分的三個(gè)突出的帶缺口6的叉形腳5，同 時(shí)需再設(shè)計(jì)一個(gè)固定圓筒2的三角叉底座7，將圓筒2的三個(gè)帶缺口6的叉形腳5 放在三腳叉底座7的叉上。圓筒2的叉形腳5和三腳叉底座7的叉上都鉆有小孔， 用鐵絲穿過小孔將圓筒2和三腳叉底座7捆在一起。
在三腳叉底座7的正中心鉆孔8， ？L8的外園大小以選固定圓筒2于外筐架的 帶絲的不銹鋼棒8粗細(xì)為準(zhǔn)。此種夾具的設(shè)計(jì)既能保證工件入油符合不規(guī)則工 件入油規(guī)律，又能保證工件之間有足夠的間隙使淬火油在其間串行，從而使織 針l的每個(gè)部位硬度較均勻，避免產(chǎn)生軟點(diǎn)。
由于織針l非常細(xì)、薄，且材料的淬透性差。若從真空爐的加熱室轉(zhuǎn)移到冷 卻室時(shí)，不進(jìn)行必要的保溫措施，溫度降低得很快，淬火后得不到所需的淬火 馬氏體，可能會(huì)轉(zhuǎn)化成其它的組織，如屈氏體或索氏體等。同時(shí)，保溫還要考 慮到淬火油能在工件之間、工裝之間、保溫體的內(nèi)外之間互相順利串行。因 此，通常所用的料盤和料筐都不能達(dá)到要求，必須打破現(xiàn)有的模式，重新設(shè)計(jì) '訂做新的料筐IO。料筐10的底部鑄成帶有橫條11的底，具體的根數(shù)以裝織針l 的圓筒2的外圓大小和圓筒2之間的間隔為準(zhǔn)，數(shù)量一般為5—6根。頂面的橫檔
6面上中間開有凹槽，便于固定圓筒座的橫條。其余5個(gè)面皆為空檔。若將四周 直接鑄成一個(gè)整體的面，太薄容易變形；太厚會(huì)增加料筐的重量，因此設(shè)計(jì)成 分體式，即側(cè)面及頂面為用一定厚度的不銹鋼板12，按照一定的規(guī)律沖成一定 大小的孔。同時(shí)，還需鑄造對應(yīng)底部橫條的上固定橫條。按照圓筒2的固定位 量在上下橫條上鉆孔，便于用螺絲固定裝織針1的圓筒2的帶絲不銹鋼棒9。將 裝有織針1的圓筒2固定在帶絲的不銹鋼棒9上，將不銹鋼棒9固定在料筐10上下 橫條上，在料筐10的頂面及四周用帶孔13的不銹鋼板11捆綁在料筐架上，這樣 既解決了裝料方式和保溫的問題，同時(shí)因織針1被固定同料筐10為一個(gè)整體， 可減少織針l在從加熱室到冷卻室轉(zhuǎn)移時(shí)的運(yùn)動(dòng)熱變形。
具體整個(gè)織針淬火過程如下按照以上裝料方式及保溫方法固定料筒并固
定好料筐的外保溫不銹鋼板后，將裝好的料筐經(jīng)冷卻室進(jìn)入加熱室進(jìn)行加熱。 通常為了減少淬火變形，加熱時(shí)應(yīng)采取緩慢升溫和預(yù)熱的操作，即第一段加熱 先從室溫加熱到650。C左右，時(shí)間30—40分鐘，然后保溫20—30分鐘，此段輻 射傳熱效率低的低溫階段應(yīng)進(jìn)行緩慢升溫。第二段加熱從65(TC左右快速升溫 .到淬火溫度，加熱時(shí)間為10—20分鐘，通常淬火溫度為800。C—830°C，在此溫 度下再保溫10—15分鐘，然后轉(zhuǎn)移至冷卻室油冷。料筐入油后立即在油面上充 6—9X10000pa的氮?dú)?，同時(shí)開動(dòng)油攪拌。在保證淬透的前提下，盡量采取緩慢 的冷卻速度，以減少織針的組織應(yīng)力。通常油溫選在5(TC—7CTC之間。料筐在 真空淬火油中冷卻10—15分鐘后升起，打開爐門，將料筐移至爐外，至此整個(gè) 淬火過程完成。
權(quán)利要求
1、大圓機(jī)織針真空淬火方法，其特征在于，該方法是按照以下步驟進(jìn)行的1)將織針均勻固定在耐高溫和不易變形的織針夾具上；2)將裝有織針的夾具裝入料筐內(nèi)，料筐的底面為夾具固定面，料筐的四周和頂面皆為空檔，其上分別設(shè)置有帶孔的不銹鋼板；3)將裝有夾具的料筐置經(jīng)冷卻室進(jìn)入真空爐的加熱室內(nèi)進(jìn)行加熱處理，加熱處理時(shí)應(yīng)采取緩慢升溫和預(yù)熱的操作即第一段加熱先從室溫加熱到600℃-700℃，時(shí)間30-40分鐘，然后保溫20-30分鐘，此段輻射傳熱效率低的低溫階段應(yīng)進(jìn)行緩慢升溫；第二段加熱從600℃-700℃快速升溫到淬火溫度，加熱時(shí)間為10-20分鐘，通常淬火溫度為800℃-830℃，在此溫度下再保溫10-15分鐘；4)加熱處理完畢將料筐一并轉(zhuǎn)移到冷卻室內(nèi)用淬火油作淬火處理即料筐入油后立即在油面上充6-9X10000pa的氮?dú)?，同時(shí)開動(dòng)油攪拌，在保證淬透的前提下，盡量采取緩慢的冷卻速度，以減少織針的組織應(yīng)力，通常油溫選在50℃-70℃之間，料筐在真空淬火油中冷卻10-15分鐘后升起，打開爐門，將料筐移至爐外，至此整個(gè)淬火過程完成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大圓機(jī)織針真空淬火方法，其特征在于夾具為 耐高溫的外圓帶有臺(tái)階的圓筒形鑄件，圓筒的長度與織針的長短相適應(yīng)，順圓 筒方向?qū)A筒外圓的臺(tái)階銑成留有一定間隙的槽，槽厚與織針的厚度相適應(yīng)， 槽深與織針的寬度相適應(yīng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大圓機(jī)織針真空淬火方法，其特征在于將織針 .逐根裝在銑出的槽內(nèi)，并用細(xì)的耐高溫不銹鋼絲捆住。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大圓機(jī)織針真空淬火方法，其特征在于圓筒的 底部設(shè)計(jì)有等分的三個(gè)突出的帶缺口的叉形腳，圓筒通過三個(gè)帶缺口的叉形腳 放置定在三角叉底座上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的大圓機(jī)織針真空淬火方法，其特征在于圓筒的叉形腳和三腳叉底座的叉上都鉆有小孔，用鐵絲穿過小孔將圓筒和底座捆在一起。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的大圓機(jī)織針真空淬火方法，其特征在于在三腳叉底座的正中心鉆孔，孔內(nèi)固定有不銹鋼棒。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大圓機(jī)織針真空淬火方法，其特征在于料筐底'部有帶橫條的底，橫條數(shù)量為5—6根。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大圓機(jī)織針真空淬火方法，屬于工件的熱處理技術(shù)領(lǐng)域，其步驟如下第一步是將織針均勻固定在耐高溫和不易變形的織針夾具上；第二步是將裝有織針的夾具裝入料筐內(nèi)，料筐的底面為夾具固定面，料筐的四周和頂面皆為空檔，其上分別設(shè)置有帶孔的不銹鋼板；第三步是將裝有夾具的料筐置經(jīng)冷卻室進(jìn)入真空爐的加熱室內(nèi)進(jìn)行加熱處理，最后一步是加熱處理完畢將料筐一并轉(zhuǎn)移到冷卻室內(nèi)用淬火油作淬火處理。用此種方法進(jìn)行真空油淬，淬火后整爐的每枚織針硬度合格，并且非常均勻。合格率近100％。以WZC-45爐為例，每爐約裝織針15000枚左右。既提高了效率，節(jié)能，環(huán)保，又能提高自動(dòng)化程度，同時(shí)，工藝的穩(wěn)定性、重復(fù)性好。
文檔編號(hào)C21D9/26GK101633977SQ200910014989
公開日2010年1月27日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者龍 李, 郝志剛 申請人:青島優(yōu)耐爾精密織針有限公司