專(zhuān)利名稱(chēng)：一種立式噴淋淬火設(shè)備及淬火工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種淬火設(shè)備及應(yīng)用該設(shè)備的淬火工藝，具體而言涉及一種 適用于大直徑合金棒材淬火用的立式噴淋淬火設(shè)備及淬火工藝。
背景技術(shù)：
大規(guī)格可熱處理強(qiáng)化合金擠壓棒材在航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨 著合金棒材直徑尺寸的增加，合金材料遇到了淬透性的問(wèn)題。合金的淬透性 對(duì)合金的性能具有重要的影響，也直接影響飛機(jī)服役期間的安全問(wèn)題。如何 提高大直徑合金棒材的淬透性，從而滿(mǎn)足航空航天領(lǐng)域?qū)辖鸩牧系男枨蟪?為目前合金材料工作者的一個(gè)關(guān)心的熱點(diǎn)。提高淬火時(shí)水流沖擊到合金棒材 表面的水流速度，可以擊碎在合金在淬火時(shí)產(chǎn)生的蒸氣膜，從而有效的提高 合金材料的淬透性，但是目前還沒(méi)有針對(duì)大直徑合金棒材的強(qiáng)制噴淋淬火設(shè) 備的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高大直徑合金棒材淬透性的噴淋淬火的設(shè) 備及應(yīng)用該設(shè)備的淬火工藝。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
一種立式噴淋淬火設(shè)備，該設(shè)備包括以下幾個(gè)組成部分加熱室，其頂 部具有進(jìn)料口，底部具有出料口；水蒸氣隔離板；噴淋淬火室，其頂部具有 進(jìn)料口；進(jìn)出料控制系統(tǒng)和增壓泵；其中，該加熱室、水蒸氣隔離板和噴淋 淬火室依次垂直布置，該進(jìn)出料控制系統(tǒng)將合金工件依次送至加熱室和噴淋 淬火室進(jìn)行加熱和淬火處理。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設(shè)備，其中該加熱室可為具有程序控溫裝置 的環(huán)形馬弗爐，其頂部和底部能夠打開(kāi)作為進(jìn)料口和出料口。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設(shè)備，其中該水蒸氣隔離板可采用鋼板加工 而成，隔離板對(duì)開(kāi)開(kāi)合，中間有一略大于進(jìn)出料桿的圓形孔。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設(shè)備，其中該噴淋淬火室可具有進(jìn)水口和出水口，內(nèi)部環(huán)設(shè)噴水嘴，該噴水嘴的數(shù)量不少于3個(gè)，該進(jìn)水口一端連接增
壓泵，另一端連接噴水嘴。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設(shè)備，其中該噴淋淬火室可以為圓柱狀。 本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設(shè)備，其中該進(jìn)出料控制系統(tǒng)可由電機(jī)、滑
輪、鋼絲繩、加料桿、裝料斗組成，電機(jī)通過(guò)滑輪巻揚(yáng)鋼絲繩帶動(dòng)加料桿及
其下的裝料斗作上下運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設(shè)備，其中該加料桿的長(zhǎng)度應(yīng)保證在加熱或
淬火時(shí)，加料桿的上端置于加熱室上部，從而避免鋼絲繩的直接加熱。
本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設(shè)備，其中該加料桿的材料可以是耐熱鋼。 一種合金工件的加熱淬火工藝，其使用本發(fā)明的上述立式噴淋淬火設(shè)備，
其包括以下步驟
一、 將合金工件置于加料斗內(nèi)；
二、 啟動(dòng)加料電機(jī)，將合金工件通過(guò)加熱室進(jìn)料口置于加熱室適當(dāng)位置；
三、 啟動(dòng)加熱室的加熱程序，按預(yù)設(shè)工藝對(duì)合金工件進(jìn)行加熱處理；
四、 加熱完畢后，開(kāi)啟淬火室進(jìn)水口、噴水嘴和出水口；然后開(kāi)啟加熱 室底門(mén)，同時(shí)開(kāi)啟水蒸氣隔離板，合金工件通過(guò)淬火室進(jìn)料口進(jìn)入淬火室適 當(dāng)位置進(jìn)行淬火處理，同時(shí)關(guān)閉水蒸氣隔離板；
五、 淬火完成后，關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，啟動(dòng)加料電機(jī)，從加熱室頂部取出合 金工件；
六、 淬火室內(nèi)水分排干后，關(guān)閉排水管閥門(mén)。
本發(fā)明的上述合金工件的加熱淬火工藝，其中該合金棒材的直徑可以是 50 500mm。
本發(fā)明的上述合金工件的加熱淬火工藝，其中該進(jìn)水口的水壓可以是 0.5 l扁Pa。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于操作；充分考慮合金工件進(jìn)出
加熱室的方便性，縮短了大型工件從加熱室進(jìn)入淬火室的轉(zhuǎn)移時(shí)間，有利于
減少對(duì)淬火效果的不利影響；采用環(huán)狀分布的噴嘴進(jìn)行噴淋淬火，有利于對(duì)
工件進(jìn)行充分的淬火處理；提高淬火時(shí)水流沖擊到合金棒材表面的水流速度， 可以擊碎在合金在淬火時(shí)產(chǎn)生的蒸氣膜，從而提高大直徑合金棒材淬透性。


圖1是本發(fā)明的立式噴淋淬火設(shè)備示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的立式噴淋淬火的設(shè)備主要包括以下幾個(gè)組成部分 加熱室對(duì)需要淬火的大直徑棒材進(jìn)行加熱；
進(jìn)出料控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)棒材的進(jìn)入加熱室加熱和進(jìn)入淬火區(qū)噴淋淬火； 水蒸氣隔離板防止淬火過(guò)程中產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)入加熱室，影響加熱室的 使用和壽命；
柱狀噴淋淬火室外界水源增壓后，通過(guò)環(huán)狀分布的噴水嘴，高速?lài)娚?到大直徑合金棒材表面，工件表面的蒸氣膜能夠得到充分的破碎，實(shí)現(xiàn)快速 噴淋淬火；
其他輔助設(shè)備包括外界水流增壓泵、排水管、底座等。 上述加熱室采用環(huán)形馬弗爐設(shè)計(jì)。馬弗爐的頂部和底部可以打開(kāi)，從而
實(shí)現(xiàn)頂部進(jìn)料、底部出料；馬弗爐采用程序控溫裝置進(jìn)行溫度控制，大直徑
合金棒材在加熱室內(nèi)按照預(yù)定程序進(jìn)行加熱。
上述進(jìn)出料控制系統(tǒng)由電機(jī)、滑輪、鋼絲繩、加料桿、裝料斗組成。電
機(jī)通過(guò)滑輪巻揚(yáng)鋼絲繩帶動(dòng)進(jìn)加料桿作上下運(yùn)動(dòng)，工件放入裝料斗內(nèi)，通過(guò)
預(yù)先設(shè)定好的位置，將工件送至加熱室和淬火區(qū)合適的位置進(jìn)行加熱和淬火處理。
上述水蒸氣隔離板采用鋼板加工而成，隔離板對(duì)開(kāi)開(kāi)合，中間有一略大 于進(jìn)出料桿的圓形孔，馬弗爐底部打開(kāi)后，隔離板同時(shí)打開(kāi)，出料桿放置工 件部位通過(guò)隔離板后，隔離板合上，防止水蒸氣進(jìn)入加熱室。
上述噴淋淬火室外表面可采用不銹鋼制成，內(nèi)部按一定間距環(huán)狀分布噴 水嘴。外界水源通過(guò)增壓泵增壓后通過(guò)噴水嘴噴入淬火室。
上述增壓泵用來(lái)增加淬火時(shí)水流的速度；排水管將淬火后的水流排除， 底座用來(lái)支撐設(shè)備。
以下結(jié)合實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明。 實(shí)施例1立式噴淋淬火設(shè)備
如圖1所示，該設(shè)備包括以下幾個(gè)組成部分加熱室4，其頂部具有進(jìn) 料口 13，底部具有出料口 12;加熱室4下設(shè)置水蒸氣隔離板6，該隔離板6 可對(duì)開(kāi)開(kāi)合，中間有一略大于進(jìn)出料桿的圓形孔14;隔離板6下方為噴淋淬火室7，其頂部具有進(jìn)料口 15，底部具有出水口 10，內(nèi)部環(huán)設(shè)多個(gè)噴水嘴8， 外界水源通過(guò)增壓泵9增壓后經(jīng)進(jìn)水口 11通過(guò)噴水嘴8噴入噴淋淬火室7; 進(jìn)出料控制系統(tǒng)由電機(jī)l、滑輪16、鋼絲繩2、加料桿3、裝料斗5組成，合 金工件(圖中未顯示)放入裝料斗5內(nèi)，電機(jī)1通過(guò)滑輪16巻揚(yáng)鋼絲繩2 帶動(dòng)進(jìn)加料桿3和裝料斗5作上下運(yùn)動(dòng)，將工件送至加熱室4和淬火室7中 合適的位置進(jìn)行加熱和淬火處理。 實(shí)施例2鋁合金擠壓棒材的噴淋淬火工藝
首先將直徑為250mm的2D70鋁合金擠壓棒材裝入裝料斗5中，啟動(dòng)加 料電機(jī)l，通過(guò)鋼絲繩2，利用加料桿3將工件置于加熱室4的合適位置，開(kāi) 啟加熱室4的電源進(jìn)行固溶加熱處理。
固溶處理完成后，開(kāi)啟增壓泵9并開(kāi)啟進(jìn)水口 ll閥門(mén)和排水口 10的閥 門(mén)，開(kāi)啟加熱室底門(mén)12和水蒸氣隔離板6，將裝有工件的裝料斗5下放至淬 火室7的合適位位置，利用環(huán)狀分布的噴水嘴8完成工件的噴淋淬火處理。
淬火完成后，關(guān)閉增壓泵9，開(kāi)啟加料電機(jī)l，將裝料斗5升至加熱室上 方，從裝料斗5中取出工件，完成大直徑鋁合金棒材立式噴淋淬火過(guò)程。
權(quán)利要求
1. 一種立式噴淋淬火設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括以下幾個(gè)組成部分加熱室，其頂部具有進(jìn)料口，底部具有出料口；水蒸氣隔離板；噴淋淬火室，其頂部具有進(jìn)料口；進(jìn)出料控制系統(tǒng)和增壓泵；其中，該加熱室、水蒸氣隔離板和噴淋淬火室依次垂直布置，該進(jìn)出料控制系統(tǒng)將合金工件依次送至加熱室和噴淋淬火室進(jìn)行加熱和淬火處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式噴淋淬火設(shè)備，其特征在于，所述加熱室 為具有程序控溫裝置的環(huán)形馬弗爐，其頂部和底部能夠打開(kāi)作為進(jìn)料口和出 料口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式噴淋淬火設(shè)備，其特征在于，所述水蒸氣 隔離板采用鋼板加工而成，隔離板對(duì)開(kāi)開(kāi)合，中間有一略大于進(jìn)出料桿的圓 形孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式噴淋淬火設(shè)備，其特征在于，所述噴淋淬 火室具有進(jìn)水口和出水口，內(nèi)部環(huán)設(shè)噴水嘴，該噴水嘴的數(shù)量不少于3個(gè)， 該進(jìn)水口一端連接增壓泵，另一端連接噴水嘴。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的立式噴淋淬火設(shè)備，其特征在于，所述噴 淋淬火室為圓柱狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式噴淋淬火設(shè)備，其特征在于，所述進(jìn)出料 控制系統(tǒng)由電機(jī)、滑輪、鋼絲繩、加料桿、裝料斗組成，電機(jī)通過(guò)滑輪巻揚(yáng) 鋼絲繩帶動(dòng)加料桿及其下的裝料斗作上下運(yùn)動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的立式噴淋淬火設(shè)備，其特征在于，所述加料桿 的長(zhǎng)度應(yīng)保證在加熱或淬火時(shí)，加料桿的上端置于加熱室上部，從而避免鋼 絲繩的直接加熱。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的立式噴淋淬火設(shè)備，其特征在于，所述加料桿 的材料為耐熱鋼。
9. 一種合金工件的加熱淬火工藝，其特征在于，使用權(quán)利要求1 8中 任一項(xiàng)所述的立式噴淋淬火設(shè)備，其包括以下步驟一、 將合金工件置于加料斗內(nèi)；二、 啟動(dòng)加料電機(jī)，將合金工件通過(guò)加熱室進(jìn)料口置于加熱室適當(dāng)位置；三、 啟動(dòng)加熱室的加熱程序，按預(yù)設(shè)工藝對(duì)合金工件進(jìn)行加熱處理；四、 加熱完畢后，開(kāi)啟淬火室進(jìn)水口、噴水嘴和出水口；然后開(kāi)啟加熱室底門(mén)，同時(shí)開(kāi)啟水蒸氣隔離板，合金工件通過(guò)淬火室進(jìn)料口進(jìn)入淬火室適 當(dāng)位置進(jìn)行淬火處理，同時(shí)關(guān)閉水蒸氣隔離板；五、 淬火完成后，關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，啟動(dòng)加料電機(jī)，從加熱室頂部取出合 金工件；六、 淬火室內(nèi)水分排干后，關(guān)閉排水管閥門(mén)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的合金工件的加熱淬火工藝，其特征在于，所 述合金棒材的直徑為50 500mm。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的合金工件的加熱淬火工藝，其特征在于，所 述進(jìn)水口的水壓為0.5 1.0MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淬火設(shè)備及應(yīng)用該設(shè)備的淬火工藝，具體而言涉及一種適用于大直徑合金棒材淬火用的立式噴淋淬火設(shè)備及淬火工藝。該設(shè)備包括加熱室；水蒸氣隔離板；噴淋淬火室；進(jìn)出料控制系統(tǒng)和增壓泵；其中，該加熱室、水蒸氣隔離板和噴淋淬火室依次垂直布置，該進(jìn)出料控制系統(tǒng)將工件依次送至加熱室和噴淋淬火室進(jìn)行加熱和淬火處理。該淬火工藝的步驟包括將合金工件置于加熱室適當(dāng)位置；啟動(dòng)加熱程序進(jìn)行加熱處理；加熱完畢后，開(kāi)啟淬火室進(jìn)水口和出水口；然后開(kāi)啟加熱室底門(mén)，同時(shí)開(kāi)啟水蒸氣隔離板，合金工件通過(guò)淬火室進(jìn)料口進(jìn)入淬火室適當(dāng)位置進(jìn)行淬火處理，同時(shí)關(guān)閉水蒸氣隔離板；淬火完成后，關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，從加熱室頂部取出合金工件。
文檔編號(hào)C21D1/62GK101469359SQ20071030428
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者劉紅偉, 張永安, 朱寶宏, 熊柏青, 鋒 王 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院