一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鋼材淬火調質熱處理技術領域，具體的說，是涉及一種用于45號鋼無縫鋼管材的沸水恒溫淬火處理裝置。
【背景技術】
[0002]通常鋼材的淬火調質是指淬火加高溫回火的雙重熱處理，其調質后硬度可達到HRC30-35，其目的是使工件具有良好的綜合機械性能。針對輕、中、重型，特種、專用汽車傳動軸總成所用45號無縫鋼管材的淬火調質處理要求，通常的加工方法是將管材按長度要求下料，進行淬火和高溫回火調質熱處理工藝處理。傳統(tǒng)工藝中碳鋼淬火，它的主要缺點一年四季春、夏、秋、冬隨著季節(jié)溫差水溫是變化的。鋼在水中的冷卻速度快慢而直接影響淬火硬度不均勻和產生裂紋;特別在冬天水溫低，把45號鋼零部件加熱到840°C±5°C直接放入水中，冷卻速度快，最易出現裂紋，原工藝不合格率高約10%以上，原材料浪費驚人。特別是一些結構較復雜的鍛造零件，截面尺寸變化又較大，如果冷卻劑選擇不當，零件幾何形狀不合理或截面過渡區(qū)厚薄相差較大，更容易造成應力集中而導致淬火炸裂及裂紋。
[0003]通常45號中碳鋼淬火使用的液體介質是常溫自來水，用常溫自來水來給零部件淬火容易造成硬度不均勻且出現淬火裂紋缺陷等，而中國專利申請公布號:CN103484609A提出的淬火溫度840°C?860°C，高溫回火溫度530°C，采用鹽化淬火劑按質量百分比添加氯化鈉3-4%，硝酸鉀1-2%，其余為水。這種方法淬火液不易回收，其排放水容易產生污染環(huán)境，需要進行排放水后處理。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是，提供一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，解決了45號鋼薄壁無縫鋼零件淬火裂紋和硬度不均勻等質量問題。
[0005]為解決上述問題，本實用新型采用如下的技術方案:
[0006]—種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，包括水池，所述水池的外側壁設有保溫層，所述水池的上表面設有保溫蓋，所述水池的內側壁上設有多個電加熱管和一熱電偶，所述電加熱管與PLC電控柜電連接，所述熱電偶與溫控儀表電連接，所述溫控儀表與所述PLC電控柜電連接，所述水池的左側壁下方設有進水口，所述進水口處設有與所述PLC電控柜電連接的電磁閥。
[0007]作為優(yōu)選，所述水池為矩形水池。
[0008]作為優(yōu)選，所述電加熱管的數量為6個。
[0009]作為優(yōu)選，所述保溫蓋為側翻式保溫蓋，所述側翻式保溫蓋的數量為2個。
[0010]作為優(yōu)選，所述水池的右側壁上方設有排水口。
[0011]本實用新型采用在水池周邊上增加沸水恒溫控制裝置，通過降低工件在沸水中的冷卻速度，使得工件淬火硬度均勻，避免了淬火炸裂，進而取消了高溫回火的調質處理過程，改用中溫回火，使工件硬度可達到洛氏HRC32-35，適用于45號碳鋼工件淬火調質工藝處理;同時不使用任何介質，如鹽化淬火劑，操作簡單，其排放對環(huán)境不造成污染。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的鋼材沸水恒溫淬火裝置結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的鋼材沸水恒溫淬火裝置淬火示意圖。
[0014]圖1中:1、進水口；2、水池;3、保溫層;4、保溫蓋;5、電加熱管;6、熱電偶;7、排水口 ；8、溫控儀表;9、PLC電控柜。
[0015]圖2中:1、進水口 ；2、水池;7、排水口；12、電磁閥；13、料筐;14、吊鉤。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細的說明:
[0017]如圖1、2所示，本實用新型實施例提供一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，包括水池2，所述水池2的外側壁設有保溫層3，所述水池2的上表面設有保溫蓋4，所述水池2的內側壁上設有多個電加熱管5和一熱電偶6，所述電加熱管5與PLC電控柜9電連接，所述熱電偶6與溫控儀表8電連接，所述溫控儀表8與所述PLC電控柜9電連接，所述水池2的左側壁下方設有進水口 I，所述進水口 I處設有與所述PLC電控柜9電連接的電磁閥12。
[0018]本實用新型采用溫控儀表8通過熱電偶6測量水池2中水的溫度，當溫度高于預設溫度(預設溫度為90°C)時，由PLC電控柜9控制電磁閥12打開通過進水口向水池2加注冷水，當溫度低于預設溫度時，由PLC電控柜9控制電加熱管5通電加熱水池2中的水。
[0019]作為優(yōu)選，所述水池2為矩形水池。
[0020]作為優(yōu)選，所述電加熱管5的數量為6個。
[0021]作為優(yōu)選，所述保溫蓋4為側翻式保溫蓋，所述側翻式保溫蓋的數量為2個。
[0022]作為優(yōu)選，所述水池2的右側壁上方設有排水口7，所述排水口 7用于加入冷水時防止水池2中水向外溢出。
[0023]采用本實用新型的鋼材沸水恒溫淬火處理裝置進行淬火調質處理過程如下:
[0024]將45號鋼無縫鋼管在箱式電爐中加熱到溫度820°C，保溫時間按鋼管工件壁厚度
2.5分鐘/mm，按照要求當工件保溫時間到達后，用行車吊起沸水恒溫水槽的保溫蓋4，允許進行淬火和調質工藝處理。
[0025]沸水恒溫淬火過程如下:首先將水池2中的水加熱至90°C±2°C范圍，用行車將加熱的料筐13吊放入水池2內，料筐13的總高度要求能夠溶入水平面15?30mm;用鐵鉤將加熱好的工件迅速從箱式爐內取出倒入料筐13，并由行車吊放入水池2內，并且進行左右晃動。淬火時會產生大量氣泡，待氣泡消失后停止晃動，工件已經降溫至沸水溫度，將料筐13吊出水池2擱置，待工件回至常溫下，再將工件放入井式回火爐中，進行下一步工序的中溫回火調質處理。所述的淬火過程時，水池2內溫度會急劇升高，溫控儀表8指示溫度，當此時水池2內水溫超過90°C時，電磁閥12開關自動打開，開始從進水口 I進冷水，當水溫低于90°C時，電磁閥12進水自動關閉。全過程由PLC電控柜9程序控制快速進水及排水，以保持水池2溫度恒定，重復上述淬火過程，直至全部工件完全淬火完畢后，停留5?10分鐘，用行車將料筐13連同工件從淬火水槽內吊起。再用行車將保溫蓋4吊起蓋上水池。完成淬火后工件要進行硬度抽檢，以滿足硬度要求，淬火后硬度要求為洛氏HRC22?36。
[0026]中溫回火調質處理步驟:將淬火后冷卻的工件倒放入料筐，用行車吊入井式回火爐內，加熱溫度為350°C，保溫時間2.5小時，出爐后自然空氣冷卻至室溫。抽檢回火后工件硬度，然后按批次進行磁力探傷檢測?；鼗鸷笥捕纫鬄槁迨螲RC32?35。
[0027]經濟效益分析計算:沸水淬火比冷水淬火達到同樣的調質硬度，回火溫度要低180°C?210°C節(jié)約了電能費用，按一臺55KW電爐耗電量計算，升溫時間相差約25分鐘，節(jié)約(25+ 60 X55) = 23度電，按工業(yè)用電每度電費I元，每爐節(jié)約電費23元，每爐回火節(jié)約時間2.5小時，按每天可回火6爐次計算，每天可節(jié)約電費(23 X6) = 138元，降低了成本，提高了工作效率。
[0028]相比之下冷水淬火工件容易出現了裂紋和炸裂，要作磁力探傷及全面檢查，不僅浪費人力工時，炸裂及裂紋零件則徹底報廢，給工廠帶來不可預測的大批量經濟損失。
[0029]以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用于限制本實用新型，本實用新型的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本實用新型的實質和保護范圍內，對本實用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于，包括水池(2)，所述水池(2)的外側壁設有保溫層(3)，所述水池(2)的上表面設有保溫蓋(4)，所述水池(2)的內側壁上設有多個電加熱管(5)和一熱電偶(6)，所述電加熱管(5)與PLC電控柜(9)電連接，所述熱電偶(6)與溫控儀表(8)電連接，所述溫控儀表(8)與所述PLC電控柜(9)電連接，所述水池(2)的左側壁下方設有進水口( I)，所述進水口( I)處設有與所述PLC電控柜(9)電連接的電磁閥(12)。2.如權利要求1所述的一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于，所述水池2的右側壁上方設有排水口(7)。3.如權利要求1所述的一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于，所述水池(2)為矩形水池。4.如權利要求1所述的一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于，所述電加熱管(5)的數量為6個。5.如權利要求1所述的一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，其特征在于所述保溫蓋(4)為側翻式保溫蓋，所述側翻式保溫蓋的數量為2個。
【專利摘要】本實用新型公開一種鋼材沸水恒溫淬火處理裝置，包括水池，所述水池的外側壁設有保溫層，所述水池的上表面設有保溫蓋，所述水池的內側壁上設有多個電加熱管和一熱電偶，所述電加熱管與PLC電控柜電連接，所述熱電偶與溫控儀表電連接，所述溫控儀表與所述PLC電控柜電連接，所述水池的左側壁下方設有進水口，所述進水口處設有與所述PLC電控柜電連接的電磁閥。采用本實用新型的技術方案，解決了45號鋼薄壁無縫鋼零件淬火裂紋和硬度不均勻等質量問題。
【IPC分類】C21D1/63
【公開號】CN205170927
【申請?zhí)枴緾N201521015741
【發(fā)明人】朱道彪, 楊永明
【申請人】湖北元辰汽車傳動軸有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月9日