專利名稱：感應(yīng)加熱鋼棒調(diào)質(zhì)熱處理的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬熱處理設(shè)備，尤其涉及一種感應(yīng)加熱鋼棒調(diào)質(zhì)熱處理的 工藝方法。
背景技術(shù)：
在機(jī)械加工前的鋼件坯料都需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。目前鋼棒材料的調(diào)
質(zhì)處理， 一直采用按照工件大小事先截?cái)喑梢蟪叽?，再放入電阻爐中進(jìn) 行調(diào)質(zhì)處理的方法。傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)熱處理方式，由于加熱不均勻?qū)е绿幚砗箐?棒的組織結(jié)構(gòu)欠佳，同時(shí)工藝可控性差；不可小批量生產(chǎn)；且高耗能，并需 用淬火油進(jìn)行淬火，影響環(huán)保、不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種感應(yīng)加熱鋼棒
調(diào)質(zhì)熱處理的工藝方法，該工藝熱處理后的鋼材組織結(jié)構(gòu)好，采用水性淬
火液淬火，環(huán)保、安全；同時(shí)可用于定尺長(zhǎng)料加工。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下4支術(shù)方案 一種感應(yīng)加熱鋼4奉調(diào)質(zhì)熱 處理的工藝方法，其特征是對(duì)鋼棒通過(guò)矯直一感應(yīng)淬火一感應(yīng)回火一保溫 回火一滾動(dòng)冷卻并在連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線上完成的調(diào)質(zhì)工藝，具體工藝為
A、 矯直將鋼棒經(jīng)人工放至上料平臺(tái)、碼平后，經(jīng)上料機(jī)以步進(jìn)方式送
至平行輥道，進(jìn)入熱處理前七輥矯直機(jī)矯直，矯直后通過(guò)平行輥道，送入感 應(yīng)器前機(jī)械牽引機(jī)；
B、 淬火通過(guò)牽引機(jī)的穩(wěn)速運(yùn)行，將鋼棒送入感應(yīng)加熱淬火系統(tǒng)的感應(yīng) 加熱用半導(dǎo)體變頻裝置中，通過(guò)輸出感應(yīng)器拒和紅外測(cè)溫儀控制，對(duì)鋼棒進(jìn) 行預(yù)熱一測(cè)溫一升溫一測(cè)溫的溫度自動(dòng)控制，達(dá)到淬火溫度進(jìn)入冷卻機(jī)構(gòu)淬
火，通過(guò)機(jī)械后牽引裝置進(jìn)入輥道，送入儲(chǔ)料、上料平臺(tái)，同時(shí)分離淬火不
合格品，完成淬火的過(guò)程；
C、 回火淬火后的鋼棒經(jīng)機(jī)械后牽引裝置進(jìn)入上料平臺(tái)以步進(jìn)方式送入 平行輥道，送入中頻電源感應(yīng)器前機(jī)械牽引機(jī)，通過(guò)牽引機(jī)使鋼棒穩(wěn)速運(yùn)行， 鋼才奉送入感應(yīng)器進(jìn)行回火，測(cè)溫后進(jìn)入回火保溫箱，保溫延時(shí)，回火后熱鄭" 直，而后送入平行輥道，
D、 冷卻與矯直鋼棒進(jìn)入冷床自然滾動(dòng)冷卻，冷卻后送入矯直機(jī)矯直并 經(jīng)過(guò)消》茲處理；
E、 下料檢驗(yàn)，入庫(kù)。
本發(fā)明的有益效果依據(jù)是電磁感應(yīng)、集膚效應(yīng)和熱傳導(dǎo)三項(xiàng)基本理^侖， 利用感應(yīng)渦流的熱效應(yīng)對(duì)鋼材進(jìn)4亍調(diào)質(zhì)熱處理，z使熱處理后的鋼材組織結(jié)構(gòu) 好，；險(xiǎn)測(cè)的結(jié)果是1/3R處的硬度HB240 250;芯部石更度HB240左右；晶 粒度為6 7級(jí)；芯部組織為較為均勻的回火索氏體組織；采用水性淬火液 淬火，環(huán)保、安全；工藝可控性好，可根據(jù)不同用戶要求，方便調(diào)整工藝； 節(jié)能、并可小批量生產(chǎn)，不需要生產(chǎn)前的預(yù)溫加熱，升溫迅速，并根據(jù)需要 可隨時(shí)加工；尤其是可長(zhǎng)料定尺加工，用戶可以根據(jù)需要再自行下料加工， 節(jié)省材料、方便運(yùn)輸。


圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)線示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 如圖所示， 一種感應(yīng)加熱鋼棒調(diào)質(zhì)熱處理的工藝方法，對(duì)鋼才奉通過(guò)矯直 _感應(yīng)淬火一感應(yīng)回火一保溫回火一滾動(dòng)冷卻并在連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線上完成 的調(diào)質(zhì)工藝，具體工藝為
A、矯直將鋼棒經(jīng)人工放至上料平臺(tái)、碼平后，經(jīng)上料機(jī)1以步進(jìn)方
式送至平行輥道2，進(jìn)入熱處理前七輥矯直機(jī)3矯直，矯直后通過(guò)平行輥道 2,送入感應(yīng)器前機(jī)械牽引機(jī)4;
B、 淬火通過(guò)牽引機(jī)的穩(wěn)速運(yùn)行，將鋼棒送入感應(yīng)加熱淬火系統(tǒng)的感 應(yīng)加熱用半導(dǎo)體變頻裝置中，通過(guò)輸出感應(yīng)器柜5和紅外測(cè)溫儀控制，對(duì)鋼 棒進(jìn)行預(yù)熱——測(cè)溫——升溫一一測(cè)溫的溫度自動(dòng)控制，達(dá)到淬火溫度進(jìn)入 冷卻機(jī)構(gòu)淬火，通過(guò)機(jī)械后牽引裝皇進(jìn)入輥道，送入儲(chǔ)料、上料平臺(tái)，同時(shí) 分離淬火不合格品，完成淬火的過(guò)程；
C、 回火淬火后的鋼棒經(jīng)機(jī)械后牽引裝置進(jìn)入上料平臺(tái)以步進(jìn)方式送 入平行輥道，送入中頻電源感應(yīng)器前機(jī)械牽引機(jī)，通過(guò)牽引機(jī)使鋼棒穩(wěn)速運(yùn) 行，鋼棒送入感應(yīng)器6進(jìn)行回火，測(cè)溫后進(jìn)入回火保溫箱7，保溫延時(shí)，回 火后熱矯直，而后送入平行輥道，
D、 冷卻與矯直鋼棒進(jìn)入冷床8自然冷卻，冷卻后送入關(guān)斧直機(jī)矯直并 經(jīng)過(guò)消》茲處理；
E、 下料檢驗(yàn)，入庫(kù)。
1. 自動(dòng)控制系統(tǒng)
全線設(shè)備實(shí)行自動(dòng)控制，采用西門(mén)子PLC編程軟件自動(dòng)控制全線運(yùn)行。 控制系統(tǒng)與設(shè)在感應(yīng)加熱淬火系統(tǒng)中的測(cè)溫儀、無(wú)紙記錄儀連接，實(shí)現(xiàn)全 線在設(shè)定參數(shù)狀態(tài)下運(yùn)行，控制程序設(shè)有多重保護(hù)并顯示故障，保證全線 設(shè)備安全平穩(wěn)運(yùn)行。主傳動(dòng)采用西門(mén)子或ABB交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。具有全 線點(diǎn)動(dòng)、聯(lián)動(dòng)、單臺(tái)點(diǎn)動(dòng)功能，操作人員只須操作控制按扭和微調(diào)按扭， 即可實(shí)現(xiàn)全線在設(shè)定參數(shù)狀態(tài)下運(yùn)行，控制程序可存儲(chǔ)多個(gè)品種的工藝， 保證全線更換品種的方便。
2. 鋼棒上料熱處理前矯直機(jī)
采用常規(guī)的矯直機(jī)，上料臺(tái)架采用斜鋼架長(zhǎng)度4米，寬度5米，矯直機(jī) 采用七輥矯直機(jī)(冷矯)，長(zhǎng)度6米。3. 機(jī)械前后牽引、送料機(jī)構(gòu)
由機(jī)架、輸送滾輪和氣動(dòng)系統(tǒng)組成。牽引機(jī)采用上下壓輥式牽引機(jī)， 上輥為氣動(dòng)控制上下便于鋼棒的通過(guò)，且回火牽引機(jī)滾輪為帶冷卻滾輪，運(yùn) 行速度由變頻器控制，保證鋼棒速行速度穩(wěn)定。
4. 預(yù)熱，淬火，回火可控珪中頻電源
對(duì)可控硅中頻電源的電壓電流及頻率增加上下限監(jiān)測(cè)儀表，在鋼棒生 產(chǎn)過(guò)程中如超出設(shè)定范圍報(bào)警停機(jī)。與之配套的鋼棒專用淬火、回火感應(yīng) 器拒是根據(jù)鋼棒的金相結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)。由感應(yīng)器、支撐導(dǎo)向架、諧振電 容和測(cè)溫儀等組成，測(cè)溫儀采用美國(guó)雷泰產(chǎn)品，具有超溫報(bào)警功能。淬、 回火中頻電源，頻率能自動(dòng)跟綜負(fù)載頻率變化，效率高達(dá)90%以上；啟動(dòng) 時(shí)無(wú)電流沖擊。感應(yīng)加熱用半導(dǎo)體變頻裝置的頻率為1-4kHZ。
5. 淬火冷卻系統(tǒng)
冷卻部分水箱采用不4秀鋼制作，配有一套帶有獨(dú)立水箱及板式換熱器的 介質(zhì)冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有恒溫控制及超溫報(bào)警功能和水壓超出范圍的報(bào) 警，可同時(shí)外接冷卻水和制冷機(jī)的功能。
6. 回火保溫箱
最多可連續(xù)處理20根鋼棒，從右側(cè)送入一根料的同時(shí)從前側(cè)送出 一根， 托架采用耐熱鋼制作，回火爐門(mén)為氣動(dòng)控制，爐體配有氮?dú)獗Ｗo(hù)輸入接口， 內(nèi)部有熱風(fēng)扇，使內(nèi)部溫度均勻，溫控儀釆用美國(guó)霍尼維爾，溫度控制精度 0. 3%，另配有超溫才艮警系統(tǒng)和單獨(dú)的校溫孔。
7. 熱處理后矯直機(jī)
入料輥道帶升降輥道的保護(hù)套筒結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度6米，矯直機(jī)釆用七輥矯直機(jī) (熱矯帶冷卻)長(zhǎng)度7米。
8. 熱處理矯直后冷床
由輸送機(jī)、動(dòng)力輥道、上料裝置、氣動(dòng)系統(tǒng)和助推裝置等組成；正反鏈
板式冷床，使鋼棒滾動(dòng)移動(dòng)均勻冷卻；冷床寬度6米，長(zhǎng)度5米。冷卻周期 時(shí)間為2小時(shí)。
9. 冷床后矯直機(jī)
入料輥道帶拔料機(jī)構(gòu)和升降輥道的保護(hù)套筒結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度6米，矯直機(jī)采用 十一輥矯直機(jī)(冷矯)，長(zhǎng)度6米。
10. 下料架
矯直后通過(guò)下料架滑入料架。
11. 無(wú)紙記錄儀
無(wú)紙記錄儀采用美國(guó)霍尼維爾6通道記錄儀，可記錄速度、淬火溫度、 回火溫度、回火保溫箱溫度，備用2個(gè)通道。生產(chǎn)線設(shè)計(jì)速度6米/分鐘。 主要技術(shù)指標(biāo)
024—0>32長(zhǎng)5. 3-6米 900°C ±20 回火溫度65CTC ±10 6M (根)/min 380度/噸，(感應(yīng)加熱電源功耗)。
6、 調(diào)質(zhì)后硬度HRC22-29 (表面至心部硬度)
7、 芯部金相組織無(wú)連續(xù)網(wǎng)狀鐵素體析出，
8、 截?cái)嗪?每米)徑向跳動(dòng)0.4mm以內(nèi)
該工藝方法對(duì)各類中碳鋼(包括低合金鋼)的中小截面尺寸的棒材、 管材、軸類零件均適用，具有生產(chǎn)率高，畸變小，無(wú)氧化脫碳，不污染， 產(chǎn)品質(zhì)量一致性好，生產(chǎn)過(guò)程易自動(dòng)化等特點(diǎn)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何
改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
1、 原材料
2、 產(chǎn)品規(guī)格
3、 淬火溫度:
4、 節(jié) 拍:
5、 電^yp屯
權(quán)利要求
1、一種感應(yīng)加熱鋼棒調(diào)質(zhì)熱處理的工藝方法，其特征是對(duì)鋼棒通過(guò)矯直—感應(yīng)淬火—感應(yīng)回火—保溫回火—滾動(dòng)冷卻并在連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線上完成的調(diào)質(zhì)工藝，具體工藝為A.矯直將鋼棒經(jīng)人工放至上料平臺(tái)、碼平后，經(jīng)上料機(jī)以步進(jìn)方式送至平行輥道，進(jìn)入熱處理前七輥矯直機(jī)矯直，矯直后通過(guò)平行輥道，送入感應(yīng)器前機(jī)械牽引機(jī)；B.淬火通過(guò)牽引機(jī)的穩(wěn)速運(yùn)行，將鋼棒送入感應(yīng)加熱淬火系統(tǒng)的感應(yīng)加熱用半導(dǎo)體變頻裝置中，通過(guò)輸出感應(yīng)器柜和紅外測(cè)溫儀控制，對(duì)鋼棒進(jìn)行預(yù)熱—測(cè)溫—升溫—測(cè)溫的溫度自動(dòng)控制，達(dá)到淬火溫度進(jìn)入冷卻機(jī)構(gòu)淬火，通過(guò)機(jī)械后牽引裝置進(jìn)入輥道，送入儲(chǔ)料、上料平臺(tái)，同時(shí)分離淬火不合格品，完成淬火的過(guò)程；C.回火淬火后的鋼棒經(jīng)機(jī)械后牽引裝置進(jìn)入上料平臺(tái)以步進(jìn)方式送入平行輥道，送入中頻電源感應(yīng)器前機(jī)械牽引機(jī)，通過(guò)牽引機(jī)使鋼棒穩(wěn)速運(yùn)行，鋼棒送入感應(yīng)器進(jìn)行回火，測(cè)溫后進(jìn)入回火保溫箱，保溫延時(shí)，回火后熱矯直，而后送入平行輥道，D.冷卻與矯直鋼棒進(jìn)入冷床自然滾動(dòng)冷卻，冷卻后送入矯直機(jī)矯直并經(jīng)過(guò)消磁處理；E.下料檢驗(yàn)，入庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種感應(yīng)加熱鋼棒調(diào)質(zhì)熱處理的工藝方法，其特征是對(duì)鋼棒通過(guò)矯直—感應(yīng)淬火—感應(yīng)回火—保溫回火—滾動(dòng)冷卻并在連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線上完成的調(diào)質(zhì)工藝，具體工藝為矯直、淬火、回火、冷卻與矯直、下料檢驗(yàn)，入庫(kù)。本發(fā)明的有益效果利用感應(yīng)渦流的熱效應(yīng)對(duì)鋼材進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，使其芯部組織為均勻的回火索氏體組織；不需要預(yù)溫加熱，升溫迅速；可定尺長(zhǎng)料加工。
文檔編號(hào)C21D9/00GK101186962SQ20071015106
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者張傳旭, 張冬青, 李春長(zhǎng), 蕊 石, 袁俊亭, 音 鄧, 高新華 申請(qǐng)人:天津市金能電力電子有限公司