[发明专利]低碳合金钢工件的控制冷却工艺及装置

说明书

一种低碳合金钢工件的控制冷却工艺及装置，包括：红外线测温装置、自动排料分选管道、一次外循环风风扇、二次外循环风风扇、三次外循环风风扇、控制冷却网带、抽吸风装置、自动控制装置和空冷履带，其中：控制冷却网带前端设有自动排料分选管道，自动排料分选管道前端设有红外线测温装置，控制冷却网带上方沿工件传输方向依次设有一次、二次和三次外循环风风扇，抽吸风装置设置在二次外循环风风扇和控制冷却网带后端之间，控制冷却网带后端与空冷履带相连。本发明能够在保证低碳合金钢组织均匀化和工艺稳定性的同时，降低能耗，减少生产周期。

技术领域

本发明涉及的是一种低碳合金钢工件锻后热处理领域的技术，具体是一种低碳合金钢工件的控制冷却工艺及装置。

背景技术

传统模锻大多采用热锻方式，即锻造温度在1150-1250℃，锻后工件经过等温正火得到均匀的组织和稳定的性能后再进入车加工工序。等温正火往往需要20小时左右，工件在完全奥氏体化后再结晶转变的过程中，脱碳较为严重，消耗较大，因而逐渐出现了锻后余热正火、余热淬火等方式来优化整体生产流程，节能降耗。虽然通过该方式处理的工件保留了优秀的力学性能和组织性能，但是由于自动化及工件锻造存在差异等问题，余热正火均匀性有一定差异。

近年来，因精密锻造的需要，锻造方式逐步向温锻转变，虽然温锻后脱碳的现象得以减轻，但是温锻后热处理问题亟待解决。在900-1000℃温锻后，工件无法整体完全奥氏体化，导致温锻后必须通过完全等温退火来消除应力及组织均匀化。在引进大量国外先进锻压设备的同时，先进设备的优势体现并不明显，能耗也没有大幅度的降低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种低碳合金钢工件的控制冷却工艺及装置，能够在保证低碳合金钢组织均匀化和工艺稳定性的同时，降低大量能耗，减少生产周期。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种低碳合金钢工件的控制冷却工艺，包括以下步骤：

S₁，根据对应材料的CCT(Continuous Cooling Transformation，过冷奥氏体连续冷却转变)曲线，选定工件冷却速度V₁，工件冷却速度V₁在A温度以上为1-2℃/s、在A温度以下为2-4℃/s，A温度的取值范围为550-620℃；以此设定控制冷却过程时间T＝T₁+T₂，工件传输速度其中：L为控制冷却阶段工件的传输距离，t₁为控制冷却起始温度，t₂即A温度、为第一冷却阶段的结束温度，t₃为第二冷却阶段的结束温度，T₁为第一冷却阶段的冷却时间，T₂为第二冷却阶段的冷却时间；

S₂，对温锻后的工件在控制冷却前进行红外线测温，筛选处于880-950℃范围内的工件进入控制冷却阶段，其余工件待处理；

S₃，对进入控制冷却阶段的初始批次工件进行不同风量外循环风冷却和抽吸风处理，使控制冷却阶段的环境温度处于恒温状态，之后舍弃初始批次工件，利用不同风量外循环风进行后续批次工件的控制冷却，使工件完成两个阶段的控制冷却。

所述的控制冷却起始温度t₁为880-950℃，第二冷却阶段结束温度t₃为150-250℃。

所述的工件传输距离L＝12m，工件传输速度为15-20mm/s。

所述的外循环风包括：一次、二次和三次外循环风；根据工件冷却速度V₁设定风量，其中：一次和二次外循环风的风量三次外循环风的风量抽吸风风量W为单个工件体积与单排工件数量的乘积，H为工件在垂直方向上的高度。