[发明专利]一种辊式淬火装备

说明书

本发明提供了利用一种金属作为冷却介质实现淬火的方法及辊式淬火装置。所述方法包括：采用导热性良好的金属制成与工件形状相配合的形状，并且在金属冷却介质间留有空隙，以输送第二类冷却介质，使金属冷却介质直接与工件表面进行接触，在金属冷却介质和第二类冷却介质的通过作用下对工件进行充分和有效的快速冷却，从而实现淬火效果。本发明的装置和方法能快速有效地实现不同材质的工件淬火(固溶)热处理且成本低廉、节能增效。

技术领域

本发明涉及一种热处理技术领域，尤其是涉及一种辊式淬火装备。

背景技术

钢的淬火是将钢加热到临界点AC₃或AC₁以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度的冷速冷却得到马氏体(或下贝氏体)的一种热处理工艺，通常也将铝合金、铜合金、钛合金等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。

对于淬火工艺而言，为实现淬火其冷却速度必须大于临界淬火速度，而不同材料的工件临界淬火速度不同，为此必须选择适当的淬火温度和冷却速度。此外，工件在淬火热处理过程中，由于工件内外温差产生热胀冷缩以及相变还会引起淬火应力，甚至引起变形或开裂。所以合理选择淬火冷却介质就尤为重要，常见的淬火介质有水、盐或碱水溶液及各种矿物油等，上述的几种淬火冷却介质各有优缺点，但均不属于理想的冷却介质。水的冷却能力很大，但冷却特性不好，油的冷却特性较好，但其冷却能力又较低，并且油温过高还易着火。同时一些带状工件，在淬火时还要设置固定夹具，以防止淬火变形。在现有技术中，实现工件的淬火，所用的冷却介质成本高、污染大、工作环境对人员具有一定危害性。

发明内容

为解决现有技术中的淬火耗水量巨大、淬火后瓢曲难矫正且冷却不均导致残余应力不均匀分布而产生的冷加工变形等问题，本发明提供了一种可连续均匀冷却、工作效率高、节能环保的辊式淬火设备。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明提供一种辊式淬火设备，包括辊道冷却系统、实时检测系统、框架调节系统、第二类冷却介质循环系统，其特征在于所述的辊道冷却系统设置有上下对称布置的冷却辊，上辊道设置在可移动的上机架上，下辊道设置在固定的下机架上。

根据上述的一种辊式淬火设备，其特征在于所述的冷却辊采用导热性80W/(m·K)以上的金属制造，包括了导热性良好的铜及铜合金，铝及铝合金，银及银合金，所述的上述材料可采用涂层处理以提高导热系数。冷却辊可以是实心的或空心的，采用空心时内部可以采用或不采用水冷处理，采用水冷处理主要目的在于提高金属制品冷却介质对热处理工件的冷却能力以及具有较好的结构强度。内部为空心时，辊筒的两侧设有通孔，第二类冷却介质从一侧的通孔进入辊体内部与辊体进行热交换，随后通过另一侧通孔流出辊体，进一步的所述冷却辊可设置单个或多个工作辊及支撑辊，辊道的排列数量根据工艺要求确定。

根据上述的一种辊式淬火设备，其特征在于每根冷却辊配备一套传动系统，该传动系统包括传动齿轮、伺服电机、编码器，驱动电机采用PWM控制，编码器实时反馈实际辊速通过闭环控制精确控制辊速，冷却辊道旋转方向可以根据实际需要迅速调整为正转或反转，辊速调节范围为1r/min-1000r/min。

根据上述的一种辊式淬火设备，其特征在于所述的实时监测系统，包括温度及厚度监测传感器、红外接近传感器等，在进入冷却辊道的上方安装有温度以及厚度监测传感器以获得淬火工件的状态信息，满足设定的淬火要求时才可进入冷却辊道系统，在冷却过程中也实时监测工件的位置、温度等信息，当冷却到指定温度后才可以被冷却辊输送至出料口。

根据上述的一种辊式淬火设备，其特征在于所述的框架调节系统包括移动机架、单轴驱动器，所述的移动机架通过单轴驱动器内的电机的正反转带动滚珠丝杠的旋转从而实现上下移动，冷却过程中可根据检测到的工件的温度、厚度等信息调整移动机架的下压量，以得到合适的压力角，移动框架的速度在0.1mm/s-2mm/s减调节，移动范围在0-20mm。