專利名稱：無縫環(huán)件制造方法及其專用熱處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬工件的制造方法及其專用的熱處理系統(tǒng)，尤其涉及一種大型 無縫環(huán)件的制造方法及其專用熱處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無縫環(huán)件的主體材料為42CrMo和16Mn鋼等，大型無縫環(huán)件產(chǎn)品主要應(yīng)用于大型 機(jī)械制造業(yè)，如航空器、航海船舶、電力設(shè)備、特種設(shè)備、工程車輛等所需的齒輪圈、回轉(zhuǎn)支 承制造，是大型設(shè)備制造中的關(guān)鍵工件。而且，目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)的新興技術(shù)項(xiàng)目——無污染 風(fēng)力發(fā)電機(jī)座中必不可少的大型、巨型回轉(zhuǎn)支承制造，無縫環(huán)件為唯一選擇。我國(guó)原用環(huán)件 由于沒有國(guó)產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，一般從國(guó)外進(jìn)口，成本昂貴且無法滿足裝備企業(yè)的市場(chǎng)需求。由于大型無縫環(huán)件應(yīng)用于大型設(shè)備制造業(yè)，因此具有體積龐大、整體無縫的特點(diǎn)， 單件重量一般達(dá)到2000kg-3000kg，直徑一般達(dá)到5000mm-6000mm，圈邊截面積一般達(dá)到 200mm2-300mm2。產(chǎn)品質(zhì)量保證必須達(dá)到四點(diǎn)一是保證產(chǎn)品表面硬度和芯部硬度的一致； 二是保證在產(chǎn)品直徑達(dá)5000mm-60(K)mm，整體硬度一致，整體硬度要求280-320HB ；三是保 證產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、沖擊功的達(dá)標(biāo)，要求抗拉強(qiáng)度在900Mpa-1200Mpa之間，屈服強(qiáng) 度在700Mpa-900Mpa之間，_40°C條件下沖擊功大于60J ；四是保證在產(chǎn)品實(shí)施調(diào)質(zhì)過程中 不開裂、不變形，要求延伸率大于15%，斷面收縮率大于45%。無縫環(huán)件的生產(chǎn)制造工藝主要分為四個(gè)過程第一過程是輾環(huán)，得到毛坯；第二 過程是表面切削，也就是金加工過程；第三過程為熱處理過程；經(jīng)過熱處理后的環(huán)件再進(jìn) 行第四過程的精加工，即為無縫環(huán)件成品。金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加 熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度冷卻的一種工藝方法。金屬 熱處理與其它加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過 改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。因此 基于無縫環(huán)件體積大，要求高的特點(diǎn)，熱處理過程的質(zhì)量達(dá)標(biāo)是關(guān)鍵點(diǎn)。而目前成熟并普遍 應(yīng)用于中小型工件的熱處理工藝，普遍采用以油、水、其他無機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)， 如PAG(聚烷撐二醇)淬冷介質(zhì)，在淬火液中快速冷卻再進(jìn)行回火的常規(guī)淬火工藝。如中 國(guó)專利文獻(xiàn)101275179A公開的《汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼熱處理工藝》的淬火工藝的步驟為將工 件放入熱處理爐中，加熱至900士 10°，保溫4小時(shí)；再將工件取出，放入淬火池，淬火溫度 900士 10°，淬火介質(zhì)為5-10% NaCl鹽水，淬火介質(zhì)的溫度彡40°，冷卻時(shí)間彡lOmin后出 水，經(jīng)這種常規(guī)工藝制造的金屬工件無法達(dá)到前述對(duì)大型無縫環(huán)件的質(zhì)量要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種無縫環(huán)件的制造方法，用這種制造方法制造出來 的產(chǎn)品能夠達(dá)到無縫環(huán)件的質(zhì)量要求。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個(gè)目的的技術(shù)方案是一種無縫環(huán)件的制造方法，包括輾環(huán)、金加工、熱處理和精加工四大連續(xù)的流程；其中熱處理流程包括加熱、淬火和回火三步工藝；所 述熱處理流程的淬火工藝包括以下的步驟①開啟位于淬火池池底的渦流發(fā)生器，淬火池內(nèi)淬火液形成穩(wěn)定的渦流；②將無縫環(huán)件從對(duì)開式軌道爐中吊出放入淬火池中進(jìn)行淬火。在所述熱處理流程的淬火工藝的第①步中，渦流速度為10士 1轉(zhuǎn)/分；在所述熱處 理流程的淬火工藝的第②步中，將無縫環(huán)件從對(duì)開式軌道爐中吊出后懸空冷卻40 60秒 至無縫環(huán)件表面溫度為700°，然后在4 6秒內(nèi)將無縫環(huán)件旋轉(zhuǎn)著放入淬火池，淬火液溫 度>40°，且不超過42°，無縫環(huán)件在淬火池中保持勻速旋轉(zhuǎn)、受淬時(shí)間為4 7分鐘。所述熱處理流程的加熱工藝包括將經(jīng)金加工的無縫環(huán)件經(jīng)超聲波探傷后吊裝入 對(duì)開式軌道爐中加熱，加熱至820 840°，保溫4 5小時(shí)；所述熱處理流程的回火工藝 包括將無縫環(huán)件從淬火池中取出，進(jìn)行一次硬度檢測(cè)后放入回火池中加熱至600 620°， 保溫7小時(shí)后自然冷卻，然后進(jìn)行二次硬度檢測(cè)后對(duì)無縫環(huán)件進(jìn)行精加工。所述金加工流程包括將輾好的無縫環(huán)件進(jìn)行表面切削加工，加工后所留后續(xù)加工 余量5 10毫米。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二個(gè)目的的技術(shù)方案是一種無縫環(huán)件制造方法中的專用熱處理系 統(tǒng)，包括對(duì)開式軌道爐、冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)、淬火池和回火池；其中，冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)包括冷卻塔、 位于冷卻塔下方的冷卻水池、2個(gè)循環(huán)泵、熱交換器、管路和電控柜；淬火池包括圓筒形池 體、位于池體31底部的渦流發(fā)生器、固定渦流發(fā)生器的方鋼管和電控箱，池體包括位于池 底的冷水進(jìn)口和位于池體中上部的熱水出口 ；冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)的管路包括路冷水管路和2路 熱水管路，1路冷水管路連通冷卻水池、熱交換器和池體的冷水進(jìn)口，另1路連通冷卻塔和 回火池；1路熱水管路連通冷卻塔、熱交換器和池體的熱水出口，另1路熱水管路連通冷卻 塔和回火池；循環(huán)泵包括設(shè)置在冷卻水池和熱交換器之間的冷水管路循環(huán)泵和設(shè)置在熱交 換器和池體的熱水出口之間熱水管路循環(huán)泵。所述淬火池包括2個(gè)渦流發(fā)生器，二者相距120°各由1根方鋼管固定于池體底 部，每個(gè)渦流發(fā)生器與水平面的夾角9為20 60°，每根方鋼管與池體的池壁之間還有焊 接在池體的池壁上的方管固定板。還包括過濾池；過濾池與淬火池的右上部連通，包括過濾池體、氧化鐵屑泵、無縫 剛管和過濾網(wǎng)；氧化鐵屑泵由無縫剛管的一端固定在池體底部，與每個(gè)渦流發(fā)生器相距 120°設(shè)置；無縫剛管的另一端穿過過濾網(wǎng)，伸入過濾池體中；過濾網(wǎng)從左至右依次包括左 限位鋼條、左絲網(wǎng)、中絲網(wǎng)、左絲網(wǎng)和右限位鋼條5層，并由多個(gè)壓緊螺栓固定。所述淬火池還包括可提升防墜架和限位支承塊；4個(gè)限位支承塊焊接在池體中下 方內(nèi)壁上，其上放置可提升防墜架；可提升防墜架為圓形，由16號(hào)槽鋼構(gòu)成網(wǎng)格，在三等分 處設(shè)置有缺口，四周由10mm厚鋼板圍邊，周邊四等分設(shè)置4個(gè)起吊孔。所述冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)還包括電子除垢器和2個(gè)氧化鐵屑過濾器；電子除垢器安裝在 冷水管路循環(huán)泵和熱交換器之間的冷水管路上；2個(gè)氧化鐵屑過濾器1個(gè)安裝在冷水管路 循環(huán)泵和電子除垢器之間的冷水管路上，另1個(gè)安裝在熱交換器和熱水管路循環(huán)泵之間的 熱水管路上；所述淬火池還包括設(shè)置在淬火池的池體內(nèi)壁上的測(cè)溫器。還包括備液池；所述淬火池的池體還包括連通備液池的備液進(jìn)口。本發(fā)明具有以下的有益效果(1)本發(fā)明的無縫環(huán)件的制造方法采用了與現(xiàn)有技
5術(shù)不同的熱處理工藝，在對(duì)無縫環(huán)件進(jìn)行淬火前先開啟渦流發(fā)生器，當(dāng)淬火池內(nèi)形成穩(wěn)定 勻速運(yùn)動(dòng)的渦流時(shí)，再將加熱后的工件放入，這樣就能保證經(jīng)過冷卻的淬火液通過大流量 紊流作用而均勻擴(kuò)散到全部淬火池中，使池內(nèi)的所有淬火液均勻平穩(wěn)地下降，保持在同一 個(gè)濃度和溫度，避免了由于淬火液濃度和溫度的不一致造成的無縫環(huán)件的質(zhì)量性能不一 致，從而能夠保證無縫環(huán)件的表面硬度和芯部硬度一致且整體硬度一致。(2)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法的淬火工藝中淬火池內(nèi)的淬火液的溫度控制在 40度以上且不超過42度，保證了淬火液從起淬到終淬的溫度基本一致。(3)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法為了使產(chǎn)品在淬火池中受淬均勻，在淬火液形成 勻速穩(wěn)定的渦流的基礎(chǔ)上，還在將吊起的無縫環(huán)件投入淬火池的同時(shí)以及在池中受淬時(shí)一 直勻速旋轉(zhuǎn)無縫環(huán)件，保證了無縫環(huán)件在受淬冷卻過程中的勻速旋轉(zhuǎn)和入池深淺的統(tǒng)一， 徹底消除了無縫環(huán)件在受淬冷卻過程中因受淬不均勻而產(chǎn)生表面蒸汽膜現(xiàn)象而造成表里 硬度不一致的現(xiàn)象。(4)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法在無縫環(huán)件進(jìn)行回火前后各進(jìn)行一次硬度檢測(cè)， 充分保證了無縫環(huán)件的質(zhì)量。(5)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法經(jīng)過反復(fù)的研究實(shí)驗(yàn)，制訂了無縫環(huán)件從出爐一 待淬降溫一入池速度一旋轉(zhuǎn)冷卻一受淬時(shí)間一淬畢出池一環(huán)境冷卻一入爐回火一回火溫 度一在爐時(shí)間一出爐冷卻的熱處理工藝的全程技術(shù)參數(shù)，這些技術(shù)參數(shù)的把握能確保無縫 環(huán)件滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。(6)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)包括池底安裝了渦流發(fā)生器 的大型圓形淬火池，冷水進(jìn)口設(shè)置在渦流放生器的進(jìn)水區(qū)域內(nèi)，這樣就能獲得均勻淬火所 需要的穩(wěn)定渦流。而當(dāng)池底設(shè)置兩個(gè)相距120度的渦流發(fā)生器，且每個(gè)渦流發(fā)生器與水平 面的夾角為20 60°時(shí)，能使渦流更加穩(wěn)定，使淬火液的濃度和溫度更加均勻。(7)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)的冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)通過冷水管 路和熱水管路在冷卻水池、熱交換器、淬火池和回火池之間形成冷水進(jìn)熱水出的兩路通道 來進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、管路布置緊湊、成本低、節(jié)省能源。(8)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)為了保證淬火池內(nèi)淬火液從 起淬到終淬的溫度一致，在淬火池內(nèi)設(shè)置了測(cè)溫器，實(shí)時(shí)檢測(cè)淬火液的溫度，當(dāng)溫度超過42 度時(shí)報(bào)警，確保了淬火液的溫度符合工藝的要求。(9)本發(fā)明無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)的渦流發(fā)生器由方鋼管定位在 淬火池底，這樣能方便渦流發(fā)生的維護(hù)修理以及調(diào)整渦流發(fā)生器的位置。而當(dāng)方鋼管與淬 火池池體內(nèi)壁之間還有方管固定板時(shí)，能提高方管對(duì)渦流發(fā)生器的定位作用，保證渦流發(fā) 生器不會(huì)因?yàn)樗鞯男D(zhuǎn)沖擊而移位。(10)本發(fā)明無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)還包括過濾池，過濾池主要由 伸入池底的氧化鐵屑泵和過濾網(wǎng)組成，無縫鋼管一方面用于定位氧化鐵屑泵，另一方面作 為吸氧化鐵屑的通道，將氧化鐵屑吸入到過濾池中；過濾網(wǎng)的設(shè)置能使氧化鐵屑的去除更 加徹底和準(zhǔn)確。(11)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)的淬火池還包括可提升防 墜架，它由焊接在淬火池池體內(nèi)壁的限位支承塊托持在池體的中下部，用于防止無縫環(huán)件 從吊車吊鉤上松弛墜入淬火池，避免淬火池和無縫環(huán)件的損壞。同時(shí)，使用時(shí)，可提升防墜架上的三個(gè)缺口的位置正對(duì)位于其下方的2個(gè)渦流發(fā)生器以及氧化鐵屑泵，當(dāng)需要維修渦 流發(fā)生器以及氧化鐵屑泵時(shí)，就可以直接拉起定位渦流發(fā)生器以及氧化鐵屑泵的方鋼管和 無縫鋼管，而不用把可提升防墜架一起提上來，方便省力。(12)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)的冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)還包括設(shè) 置在冷水管路上的電子除垢器和分別設(shè)置在冷水管路及熱水管路上氧化鐵屑過濾器，這樣 能保證淬火液的純度，確保無縫環(huán)件的質(zhì)量。(13)本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法中專用的熱處理系統(tǒng)還包括裝有淬火液的備液 池，備液池通過管路與淬火池連通，它的作用有兩個(gè)一是當(dāng)淬火池壞了時(shí)備用；二是由于 淬火池中淬火液溫度很高，持續(xù)地蒸發(fā)導(dǎo)致淬火液容量變少、濃度變高，這就需要由備液池 對(duì)淬火池內(nèi)的淬火液進(jìn)行補(bǔ)給。(14)采用本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法及專用熱處理系統(tǒng)制造出的無縫環(huán)件經(jīng)過 檢測(cè)表面硬度和芯部硬度在280-320HB之間，圈形選點(diǎn)檢測(cè)硬度(整圈選擇30個(gè)檢測(cè)點(diǎn)) 均在280-320HB之間，機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果均符合屈服強(qiáng)度在700Mpa-900Mpa之間，抗拉強(qiáng)度 在900Mpa-1200Mpa之間，延伸率大于15%，斷面收縮率大于45%，_40°C條件下沖擊功大于 60J的要求，并經(jīng)整體超聲波探傷，完全滿足技術(shù)要求。改變了常規(guī)熱處理工藝所無法達(dá)到 的大型環(huán)件表面和芯部硬度一致，圓周整體硬度一致、產(chǎn)品淬火過程不變形、不開裂的質(zhì)量 要求。解決了硬度不均勻不達(dá)標(biāo)的問題，提高了無縫環(huán)件的機(jī)械性能，大幅度提升了無縫環(huán) 件質(zhì)量。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖， 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1為本發(fā)明無縫環(huán)件的制造方法的流程框圖。圖2為本發(fā)明的無縫環(huán)件制造方法專用熱處理系統(tǒng)示意圖。圖3為圖2中的冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)、淬火池和過濾池結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的A-A剖視圖。圖5為圖3的淬火池和過濾池的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中不包括渦流發(fā)生器和氧化鐵屑泵。圖6為圖5的俯視圖。圖7(a)為圖3中的可提升防墜架的結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為(a)的俯視圖。圖8(a)為圖3中的過濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為(a)的左視圖。附圖標(biāo)號(hào)如下對(duì)開式軌道爐1-1、1-2 ；冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)2，冷卻塔21，冷卻水池22，循環(huán)泵23，冷水管路循環(huán)泵23_1，熱水管 路循環(huán)泵23-2，熱交換器24，管路25，冷水管路25_1，熱水管路25_2，電子除垢器26，氧化 鐵屑過濾器27，管路控制閥門28，電控柜29 ；淬火池3，池體31，冷水進(jìn)口 31-1，熱水出口 31-2，備液進(jìn)口 31_3，渦流發(fā)生器32， 方鋼管33，可提升防墜架34，槽鋼34-1，鋼板34-2，起吊孔34_3，限位支承塊35，測(cè)溫器36， 電控箱37，方管固定板38;
過濾池4，過濾池體41，氧化鐵屑泵42，無縫剛管43，過濾網(wǎng)44，左限位鋼條44_1， 左絲網(wǎng)44-2，中絲網(wǎng)44-3，左絲網(wǎng)44-4，右限位鋼條44-5，壓緊螺栓44-6?；鼗鸪? ；備液池6。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1，無縫環(huán)件的制造方法)見圖1，本實(shí)施例的無縫環(huán)件的制造方法，包括輾環(huán)、金加工、熱處理和精加工四大 連續(xù)的流程。制造無縫環(huán)件的主體材料是42CrMo和16Mn，第一流程——輾環(huán)首先進(jìn)行材質(zhì)檢驗(yàn)、化驗(yàn)。根據(jù)所制產(chǎn)品大小計(jì)算用材體積， 鋸料后投爐加熱，然后用2000噸油壓機(jī)、5噸電液錘制坯沖孔，由機(jī)械手、軌道車將坯件鉗 上自動(dòng)輾環(huán)機(jī)工作臺(tái)面，完成符合產(chǎn)品圖紙要求的無縫環(huán)件輾制過程。第二流程——金加工將輾好的無縫環(huán)件進(jìn)行表面切削加工，加工后所留后續(xù)加 工余量5 10毫米。通過這一步能車掉無縫環(huán)件外表面的脫碳層，使無縫環(huán)件具有較好的 淬火性。第三流程——熱處理包括加熱、淬火和回火三步工藝。加熱將經(jīng)金加工的無縫環(huán)件經(jīng)超聲波探傷后吊裝入對(duì)開式軌道爐1-1、1_2中加 熱，加熱至820 840°，保溫4 5小時(shí)；淬火①開啟位于淬火池3池底的渦流發(fā)生器32，淬火池3內(nèi)淬火液形成穩(wěn)定的渦流，渦 流速度為10士1轉(zhuǎn)/分；②將無縫環(huán)件從對(duì)開式軌道爐1中吊出，懸空冷卻40 60秒至無縫環(huán)件表面溫 度為700°，然后在4 6秒內(nèi)將無縫環(huán)件旋轉(zhuǎn)著放入淬火池3，淬火液溫度>40°，且不超 過42°，無縫環(huán)件在淬火池3中保持勻速旋轉(zhuǎn)、受淬時(shí)間為4 7分鐘。當(dāng)溫度超過42° 時(shí)，可以加大冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)2的強(qiáng)度或者從備液池6中給淬火池3補(bǔ)給淬火液回火將無縫環(huán)件從淬火池3中取出，進(jìn)行一次硬度檢測(cè)后放入回火池中加熱至 600 620°，保溫7小時(shí)后自然冷卻，然后進(jìn)行二次硬度檢測(cè)后對(duì)無縫環(huán)件進(jìn)行精加工。(實(shí)施例2，無縫環(huán)件制造方法專用熱處理系統(tǒng))見圖2至圖8，實(shí)施例1中的無縫環(huán)件制造方法中的專用熱處理系統(tǒng)包括對(duì)開式軌 道爐1-1、1-2、冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)2、淬火池3、過濾池4、回火池5和備液池6。見圖3，冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)2包括冷卻塔21、位于冷卻塔21下方的冷卻水池22、2個(gè)循 環(huán)泵23、熱交換器24、管路25、電子除垢器26、2個(gè)氧化鐵屑過濾器27、多個(gè)管路控制閥門 28和電控柜29。冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)2的管路25包括2路冷水管路25_1和2路熱水管路25_2， 1路冷水管路25-1連通冷卻水池22、熱交換器24和池體31的冷水進(jìn)口 31_1，另1路冷水 管路25-1連通冷卻塔21和回火池5 ；1路熱水管路25-2連通冷卻塔21、熱交換器24和池 體31的熱水出口 31-2，另1路熱水管路25-2連通冷卻塔21和回火池5 ；循環(huán)泵23包括 設(shè)置在冷卻水池22和熱交換器24之間的冷水管路循環(huán)泵23-1和設(shè)置在熱交換器24和池 體31的熱水出口 31-2之間熱水管路循環(huán)泵23-2。電子除垢器26安裝在冷水管路循環(huán)泵 23-1和熱交換器24之間的冷水管路25-1上；2個(gè)氧化鐵屑過濾器27，1個(gè)安裝在冷水管路循環(huán)泵23-1和電子除垢器26之間的冷水管路25-1上，另1個(gè)安裝在熱交換器24和熱水 管路循環(huán)泵23-2之間的熱水管路25-2上；見圖3至圖7，淬火池3包括圓筒形池體31、位于池體31底部的渦流發(fā)生器32、 固定渦流發(fā)生器32的方鋼管33、可提升防墜架34、限位支承塊35、測(cè)溫器36和電控箱37。 池體31包括位于池底的冷水進(jìn)口 31-1、位于池體31中上部的熱水出口 31-2。淬火池3包 括2個(gè)渦流發(fā)生器32，二者相距120°各由1根方鋼管33固定于池體31底部，每個(gè)渦流發(fā) 生器32與水平面的夾角0為20 60°，每根方鋼管33與池體31的池壁之間還有焊接 在池體31池壁上的方管固定板38。測(cè)溫器36設(shè)置在淬火池3的池體31內(nèi)壁上。淬火池 3的4個(gè)限位支承塊35焊接在池體31中下方內(nèi)壁上，其上放置可提升防墜架34 ；可提升防 墜架34為圓形，由16號(hào)槽鋼34-1構(gòu)成網(wǎng)格，在三等分處設(shè)置有三個(gè)缺口，四周由10mm厚 鋼板34-2圍邊，周邊四等分設(shè)置4個(gè)起吊孔34-3。見圖3、圖5和圖8，過濾池4與淬火池3的右上部連通，包括過濾池體41、氧化鐵 屑泵42、無縫剛管43和過濾網(wǎng)44 ；氧化鐵屑泵42由無縫剛管43的一端固定在池體31底 部，與每個(gè)渦流發(fā)生器32相距120°設(shè)置；無縫剛管43的另一端穿過過濾網(wǎng)44，伸入過濾 池體41中；過濾網(wǎng)44從左至右依次包括左限位鋼條44-1、左絲網(wǎng)44-2、中絲網(wǎng)44_3、左絲 網(wǎng)44-4和右限位鋼條44-5五層，并由多個(gè)壓緊螺栓44-6固定。見圖2，備液池6與淬火池3的池體31由備液進(jìn)口 31_3連通。淬火池3、過濾池4、回火池5以及備液池6制成后，所有表面應(yīng)噴砂除銹，外邊噴 涂富鋅環(huán)氧防銹底漆兩遍，玻璃鋼布防腐層一層，黑色環(huán)氧樹脂面漆或水柏油兩遍，漆層總 厚度應(yīng)達(dá)到120微米。在焊接零部件時(shí)，上下對(duì)接的軸向焊縫應(yīng)錯(cuò)開90度以上，以防止應(yīng) 力集中。所有的焊縫應(yīng)焊牢，焊透，無焊接缺陷，焊接后清渣去毛刺，主要環(huán)向及軸向焊縫應(yīng) 做燒煤油滲透試驗(yàn)，在保證沒有滲漏現(xiàn)象后投入生產(chǎn)使用。見圖2和圖3，在進(jìn)行熱處理時(shí)，冷卻水沿箭頭方向通過冷水管路25-1從冷卻水池 22由底部進(jìn)入淬火池3，渦流發(fā)生器32將冷卻水和淬火液混合形成穩(wěn)定的渦流。當(dāng)無縫環(huán) 件在淬火池3中進(jìn)行淬火時(shí)，池內(nèi)液體蒸發(fā)，高溫液體沿箭頭方向通過熱水管路25-2經(jīng)過 熱交換器24后回到冷卻水池，形成冷卻水的循環(huán)利用。應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由 本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
一種無縫環(huán)件的制造方法，包括輾環(huán)、金加工、熱處理和精加工四大連續(xù)的流程；其中熱處理流程包括加熱、淬火和回火三步工藝，其特征在于所述熱處理流程的淬火工藝包括以下的步驟①開啟位于淬火池(3)池底的渦流發(fā)生器(32)，淬火池(3)內(nèi)淬火液形成穩(wěn)定的渦流；②將無縫環(huán)件從對(duì)開式軌道爐(1-1、1-2)中吊出放入淬火池(3)中進(jìn)行淬火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無縫環(huán)件的制造方法，其特征在于在所述熱處理流程的淬 火工藝的第①步中，渦流速度為10士1轉(zhuǎn)/分；在所述熱處理流程的淬火工藝的第②步中， 將無縫環(huán)件從對(duì)開式軌道爐(1-1、1_2)中吊出后懸空冷卻40 60秒至無縫環(huán)件表面溫度 為700°，然后在4 6秒內(nèi)將無縫環(huán)件旋轉(zhuǎn)著放入淬火池(3)，淬火液溫度>40°，且不超 過42°，無縫環(huán)件在淬火池(3)中保持勻速旋轉(zhuǎn)、受淬時(shí)間為4 7分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無縫環(huán)件的制造方法，其特征在于所述熱處理流程的加熱 工藝包括將經(jīng)金加工的無縫環(huán)件經(jīng)超聲波探傷后吊裝入對(duì)開式軌道爐(1-1、1_2)中加熱， 加熱至820 840°，保溫4 5小時(shí)；所述熱處理流程的回火工藝包括將無縫環(huán)件從淬火 池(3)中取出，進(jìn)行一次硬度檢測(cè)后放入回火池中加熱至600 620°，保溫7小時(shí)后自然 冷卻，然后進(jìn)行二次硬度檢測(cè)后對(duì)無縫環(huán)件進(jìn)行精加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的無縫環(huán)件的制造方法，其特征在于所述金加工流 程包括將輾好的無縫環(huán)件進(jìn)行表面切削加工，加工后所留后續(xù)加工余量5 10毫米。
5.一種權(quán)利要求1所述的無縫環(huán)件制造方法中的專用熱處理系統(tǒng)，其特征在于專用 熱處理系統(tǒng)包括對(duì)開式軌道爐(1-1、1_2)、冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)(2)、淬火池(3)和回火池(5)；其 中，冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)⑵包括冷卻塔(21)、位于冷卻塔(21)下方的冷卻水池(22)、2個(gè)循環(huán)泵 (23)、熱交換器(24)、管路(25)、多個(gè)管路控制閥門(28)和電控柜(29)；淬火池(3)包括 圓筒形池體(31)、位于池體(31)底部的渦流發(fā)生器(32)、固定渦流發(fā)生器(32)的方鋼管 (33)和電控箱(37)，池體(31)包括位于池底的冷水進(jìn)口(31-1)和位于池體(31)中上部 的熱水出口(31-2)；冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)(2)的管路(25)包括2路冷水管路(25-1)和2路熱水 管路(25-2)，1路冷水管路(25-1)連通冷卻水池(22)、熱交換器(24)和池體(31)的冷水 進(jìn)口(31-1)，另1路冷水管路(25-1)連通冷卻塔(21)和回火池(5) ；1路熱水管路(25-2) 連通冷卻塔(21)、熱交換器(24)和池體(31)的熱水出口(31-2)，另1路熱水管路(25-2) 連通冷卻塔(21)和回火池(5)；循環(huán)泵(23)包括設(shè)置在冷卻水池(22)和熱交換器(24)之 間的冷水管路循環(huán)泵(23-1)和設(shè)置在熱交換器(24)和池體(31)的熱水出口(31-2)之間 熱水管路循環(huán)泵(23-2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無縫環(huán)件制造方法中的專用熱處理系統(tǒng)，其特征在于所述 淬火池(3)包括2個(gè)渦流發(fā)生器(32)，二者相距120°各由1根方鋼管(33)固定于池體 (31)底部，每個(gè)渦流發(fā)生器(32)與水平面的夾角(e )為20 60° ；每根方鋼管(33)與 池體(31)的池壁之間還有焊接在池體(31)池壁上的方管固定板(38)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無縫環(huán)件制造方法中的專用熱處理系統(tǒng)，其特征在于還 包括過濾池(4)；過濾池(4)與淬火池(3)的右上部連通，包括過濾池體(41)、氧化鐵屑 泵(42)、無縫剛管(43)和過濾網(wǎng)(44)；氧化鐵屑泵(42)由無縫剛管(43)的一端固定在 池體(31)底部，與每個(gè)渦流發(fā)生器(32)相距120°設(shè)置；無縫剛管(43)的另一端穿過過濾網(wǎng)(44)，伸入過濾池體(41)中；過濾網(wǎng)(44)從左至右依次包括左限位鋼條(44-1)、左 絲網(wǎng)(44-2)、中絲網(wǎng)(44-3)、左絲網(wǎng)(44-4)和右限位鋼條(44_5) 5層，并由多個(gè)壓緊螺栓 (44-6)固定。
8 根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的無縫環(huán)件制造方法中的專用熱處理系統(tǒng)，其特征在 于所述淬火池(3)還包括可提升防墜架(34)和限位支承塊(35) ；4個(gè)限位支承塊(35)焊 接在池體(31)中下方內(nèi)壁上，其上放置可提升防墜架(34)；可提升防墜架(34)為圓形，由 16號(hào)槽鋼(34-1)構(gòu)成網(wǎng)格，在三等分處設(shè)置有三個(gè)缺口，四周由10mm厚鋼板(34_2)圍邊， 周邊四等分設(shè)置4個(gè)起吊孔(34-3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無縫環(huán)件制造方法中的專用熱處理系統(tǒng)，其特征在于所述 冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)(2)還包括電子除垢器(26)和2個(gè)氧化鐵屑過濾器(27)；電子除垢器(26) 安裝在冷水管路循環(huán)泵(23-1)和熱交換器(24)之間的冷水管路(25-1)上；2個(gè)氧化鐵 屑過濾器(27)，1個(gè)安裝在冷水管路循環(huán)泵(23-1)和電子除垢器(26)之間的冷水管路 (25-1)上，另1個(gè)安裝在熱交換器(24)和熱水管路循環(huán)泵(23-2)之間的熱水管路(25_2) 上；所述淬火池(3)還包括設(shè)置在淬火池(3)的池體(31)內(nèi)壁上的測(cè)溫器(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無縫環(huán)件制造方法中的專用熱處理系統(tǒng)，其特征在于還包 括與備液池(6)；所述淬火池(3)的池體(31)還包括連通備液池(6)的備液進(jìn)口(31-3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無縫環(huán)件的制造方法及其專用熱處理系統(tǒng)，該制造方法包括輾環(huán)、金加工、熱處理和精加工四大連續(xù)的流程；其中熱處理流程包括加熱、淬火和回火三步工藝；熱處理流程的淬火工藝包括①開啟位于淬火池池底的渦流發(fā)生器，淬火池內(nèi)淬火液形成穩(wěn)定的渦流；②將無縫環(huán)件從對(duì)開式軌道爐中吊出放入淬火池中進(jìn)行淬火。本發(fā)明的制造方法以及其專用的熱處理裝置，在對(duì)無縫環(huán)件進(jìn)行淬火前先開啟渦流發(fā)生器，當(dāng)淬火池內(nèi)形成穩(wěn)定勻速運(yùn)動(dòng)的渦流時(shí)，再將加熱后的工件放入，避免了由于淬火液濃度和溫度的不一致造成的無縫環(huán)件的質(zhì)量性能不一致，從而能夠保證無縫環(huán)件的表面硬度和芯部硬度一致且整體硬度一致。
文檔編號(hào)C21D1/63GK101831537SQ20091002578
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者孫志強(qiáng), 孫自強(qiáng) 申請(qǐng)人:常州市雙強(qiáng)機(jī)械制造有限公司