礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝及裝置。其特點是，包括如下步驟：(1)首先將刮板半成品放置在推料臺(1)上，將刮板推送到感應透熱爐(2)內，通過仿形感應器加熱刮板半成品；(2)加熱時間結束后將刮板半成品推送到噴淋器(3)，該噴淋器(3)分別對準刮板半成品的中間段、左端斧頭和右端斧頭同時開始噴水淬火，當噴水125～140S時，停止對中間段的噴淋，當4.5～5分鐘時，停止對左端斧頭和右端斧頭的噴淋；(3)然后將刮板半成品傳送至連續(xù)回火爐(4)中進行240-260℃回火。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)刮板熱處理能耗高、質量不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低和生產(chǎn)周期長的問題，并提出了新的刮板淬火生產(chǎn)線。
【專利說明】礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝及裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝及裝置。

【背景技術】
[0002] 刮板是礦用刮板輸送機的主要零件之一，數(shù)十年來，我公司在設計、制造刮板方面 及從用戶的使用反饋信息上積累了大量的經(jīng)驗。公司在刮板的材料選用、熱處理工藝以及 近年來合金鋼水淬工藝方面取得大量的成果。在使用連續(xù)調質生產(chǎn)線和應用感應淬火機床 處理刮板積累了經(jīng)驗，為刮板的連續(xù)淬火奠定了基礎。
[0003] 礦用刮板現(xiàn)已實現(xiàn)的熱處理方法有三種，第一種是整體調質，第二種是整體調質+ 斧頭感應淬火，第三種是焊接刮板調質的中間段與硬化的斧頭焊接。1)整體調質：是刮板 傳統(tǒng)的熱處理方式。采用電爐（煤氣爐）加熱，使用料架逐層摞裝32-36件，天車吊裝到電 爐臺車上，入爐加熱，到溫到時后人工出爐，水-空交替控時淬火或油淬，淬火后立即回火， 整體硬度符合要求后使用。2)整體調質+斧頭感應淬火：整體調質后，再局部把斧頭部位淬 火。采用中頻刮板淬火機床，兩端各有一個仿刮板斧頭的感應器，通過調節(jié)中頻頻率、功率， 選擇合理的加熱時間，在斧頭部位達到合適的淬火溫度，合理的透熱層，刮板從感應器出來 后，通過輸送鏈板傳動，進入結構類似斧頭的半橢圓形噴水圈噴水淬火，淬火后硬度、淬硬 層達到要求。3)焊接刮板：刮板毛坯分三段制造，中間段調質，兩端斧頭鑄造硬化，然后把 中間段與斧頭焊接在一起。
[0004] 上述第一種方法熱處理的刮板，存在的缺點是：1)調質質量不穩(wěn)定，一致性差。由 于是多件刮板摞裝在一起，不同位置刮板的加熱和冷卻不均勻，而且出爐后采用水-空交 替控時淬火，冷卻時間以秒計，冷卻的時間、出水溫度受人為因素影響，會出現(xiàn)硬度不、開裂 和變形超差等問題。2)刮板的性能與實際要求差別較大刮板使用要求斧頭耐磨，中間段具 有較高的強度和較好的韌性。而整體調質后，中間段硬度較高，斧頭硬度比中間段低，為兼 顧兩部分的要求，提高調質硬度，易帶來斧頭硬度略顯不足而中間段易斷裂的問題。
[0005] 上述第二種方法熱處理的刮板，存在的缺點是：1)調質質量不穩(wěn)定，一致性差。同 上。2)熱處理能耗高，成本高。調質后再先進行噴丸處理，再轉序進行斧頭淬火，增加工序， 延長生產(chǎn)周期，成本高。
[0006] 上述第三種方法熱處理的刮板，存在的缺點是：刮板斧頭和中間段的毛坯分別用 不同材料鍛造和鑄造制成，再加工，然后焊接成整體。其加工費、材料費高，而生產(chǎn)周期長， 成本是三種方法中最高的。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一是提供一種礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝，能 夠實現(xiàn)刮板中間段調質和兩端淬火的一次性連續(xù)淬火的復合，并且實現(xiàn)刮板零件"兩頭硬、 中間軟"的技術要求；
[0008] 本發(fā)明的目的之二是提供一種上述工藝中使用的淬火裝置。
[0009] -種礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝，其特別之處在于，包括如下 步驟：
[0010] (1)首先將刮板半成品放置在推料臺上，將刮板推送到感應透熱爐內，通過仿形感 應器加熱刮板半成品，時間為10?15分鐘，控制刮板中間段溫度為860?880°C而其兩端 斧頭溫度為920?940°C ;
[0011] (2)加熱時間結束后將刮板半成品推送到噴淋器，該噴淋器分別對準刮板半成品 的中間段、左端斧頭和右端斧頭同時開始噴水淬火，當噴水125?140S時，停止對中間段的 噴淋，當4. 5?5分鐘時，停止對左端斧頭和右端斧頭的噴淋，淬火過程結束；
[0012] (3)然后將刮板半成品傳送至連續(xù)回火爐中進行240-260°C回火，回火時間 60-90min，回火結束刮板被送到卸料臺上，用冷卻水將刮板冷卻到室溫后下料即可。
[0013] 步驟（2)中噴淋器的噴水壓力保持在0· 25?0· 3MPa。
[0014] 步驟（1)中按照每15分鐘一個節(jié)拍將刮板推送到感應透熱爐內。
[0015] 步驟（3)中在卸料臺下設有冷卻水槽，冷卻時從該冷卻水槽抽水將刮板冷卻。
[0016] 一種礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火裝置，其特別之處在于：包括推料 臺，該推料臺通過傳送導軌與卸料臺連接，在該傳送導軌上依次設有感應透熱爐、噴淋器和 連續(xù)回火爐，在該卸料臺下還設有冷卻水槽。
[0017] 其中在感應透熱爐內安裝有與刮板半成品外形相應的仿形感應器。
[0018] 其中噴淋器包括中間噴淋頭7、左側噴淋頭和右側噴淋頭，該中間噴淋頭7包括相 互平行的上噴淋板和下噴淋板，在該上噴淋板和下噴淋板上均設有若干噴淋孔，該所有噴 淋孔均與供水管連通；而左側噴淋頭包括一 U型板，在該U型板內壁上設有若干噴淋孔，該 所有噴淋孔均與供水管連通；另外右側噴淋頭包括一 U型板，在該U型板內壁上設有若干噴 淋孔，該所有噴淋孔均與供水管連通。
[0019] 本發(fā)明采用整體感應透熱+分段控時噴淋淬火+整體連續(xù)回火工藝，實現(xiàn)了刮板 中間段調質和兩端淬火的一次性連續(xù)淬火的復合，解決了傳統(tǒng)刮板熱處理能耗高、質量不 穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低和生產(chǎn)周期長的問題，并提出了新的刮板淬火生產(chǎn)線。本發(fā)明解決了現(xiàn)有 技術中質量不穩(wěn)定，產(chǎn)品一致性差以及生產(chǎn)效率低、成本高的問題，用感應整體透熱+分段 控時噴淋淬火技術，實現(xiàn)刮板零件"兩頭硬、中間軟"的技術要求及高質、高效、節(jié)能、無污染 和低成本生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 附圖1為本發(fā)明中裝置的結構示意圖；
[0021] 附圖2為本發(fā)明裝置中噴淋器3的使用狀態(tài)示意圖；
[0022] 附圖3為本發(fā)明中待處理刮板半成品的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明不僅復合了調質和斧頭感應淬火兩種工藝，在流程設計、工藝過程和質量 控制等方面將集成多種技術，是感應熱處理、分區(qū)噴淋淬火、連續(xù)回火、自動控制和流水線 作業(yè)的有機組合。
[0024] (1)把傳統(tǒng)的調質工序和刮板斧頭淬火工序并成1道淬火工序，并實現(xiàn)異型通用 件的連續(xù)自動化的熱處理生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質量。
[0025] (2)利用感應透熱的方式實現(xiàn)異型件的整體透熱，并采用分段噴淋的方法使同一 件產(chǎn)品的不同部位達到預期的不同性能要求。
[0026] (3)生產(chǎn)同樣數(shù)量的刮板，電能消耗每年節(jié)約30 %以上（年節(jié)約電230萬度以 上），人工節(jié)約30 %以上，生產(chǎn)效率提高50 %。
[0027] 如圖3所示，本發(fā)明方法主要是將刮板半成品經(jīng)過整體感應透熱，分段控時噴 淋淬火，整體連續(xù)回火處理，經(jīng)檢測符合技術要求：中間段硬度HB250?300,斧頭硬度 彡HRC40,刮板整體抗彎試驗撓度< 20mm即可。
[0028] 本發(fā)明使用的設備包括感應透熱爐2、噴淋器3、連續(xù)回火爐4和冷卻水槽6,以及 依次通過上述設備的傳送導軌和推/卸料機構。
[0029] 其使用方法如下：
[0030] 如圖1、2、3所示，首先將3件刮板半成品放置在推料臺1上，通過傳送導軌將3 件刮板推送到感應透熱爐2內，逐步緩慢推送開始加熱，待刮板移出加熱爐的時間為10? 15分鐘、輸出功率一直保持210kW，加熱時間結束后推送到噴淋器3，左側、中間、右側噴淋 頭同時開始噴水淬火，冷卻125?140S時，中間噴淋頭7停止噴淋，冷卻時間達到4. 5? 5分鐘后，左側噴淋頭、右側噴淋頭停止噴淋，淬火過程結束，噴淋器3的噴水壓力保持在 0. 25?0. 3MPa。然后將刮板傳送至連續(xù)回火爐4進行低溫回火，回火時間一般為90分鐘。 回火結束后出料后在出料口下方有一個冷卻水槽6,將刮板冷卻到室溫后下料。完成整個刮 板的熱處理過程。
[0031] 實施例1 :
[0032] 以下用寧夏天地奔牛實業(yè)集團有限公司的產(chǎn)品118SD-01刮板（40Mn2)為例，用本 發(fā)明整體感應透熱分段控時淬火工藝處理，其具體工藝參數(shù)如下：
[0033] 1.感應透熱爐2加熱：
[0034] 1)淬火溫度：在感應透熱爐2加熱的刮板（半成品），其加熱溫度由感應加熱功 率、頻率和時間決定，具體是刮板中間段的溫度為900?940°C，刮板兩側斧頭的溫度為 840 ?880 °C。
[0035] 2)加熱時間：對于118SD-01刮板（40Mn2)，每次加熱3件，加熱時間為12分鐘。
[0036] 3)節(jié)拍：每節(jié)拍裝3件刮板,推料臺1以12分鐘的節(jié)拍送入感應透熱爐2中，力口 熱過程中其位置基本不變，感應透熱爐2的有效加熱范圍比3件刮板的實際總尺寸大，寬度 方向兩邊大60mm，長度方向兩端多出40mm。
[0037] 2.噴淋器3淬火：
[0038] 1)冷卻時間，三段噴淋器在刮板進入噴淋器3的10秒前開始噴水，其中中間段噴 水時間為130秒，兩側斧頭噴水時間5分鐘。
[0039] 2)噴水壓力，三段噴淋器噴水壓力為0· 28MPa。
[0040] 3)水溫，25 °C。
[0041] 4)節(jié)拍：每6分鐘拉料一次。
[0042] 3.連續(xù)爐回火：
[0043] 1)溫度：淬火后的刮板進入連續(xù)回火爐4,回火溫度為240_260°C。
[0044] 2)節(jié)拍：每節(jié)拍裝3件，按照12分鐘的節(jié)拍推料進入連續(xù)回火爐4,根據(jù)爐體長度 設定變頻器的頻率，保證刮板在爐中回火的時間達到90分鐘。
[0045] 4.回火后冷卻：
[0046] 出爐后的刮板放置在卸料臺5上，用普通水管噴水冷卻至50°C以下后卸料，碼放 整齊即完成作業(yè)。
[0047] 5.檢測結果：
[0048] 刮板兩側斧頭硬度：!1此52、53、49，中間段硬度：耶261、275、280 ;抗彎試驗撓度 8mm，各項指標均符合技術要求。
[0049] 其中斧頭硬度HRC52、53、49大于【背景技術】工藝1)整體調質的HRC35,也大于背景 技術工藝的HRC45;彎曲撓度8mm與【背景技術】1)相當，小于【背景技術】2)的12mm。此外，整 個加熱過程相比【背景技術】1)、2)和3)產(chǎn)生的氧化少，冷卻過程精確可控，因此表面質量和 整體強度高，且熱處理質量一致性好，可預見的變形量小。
【權利要求】
1. 一種礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝，其特征在于，包括如下步驟： (1) 首先將刮板半成品放置在推料臺（1)上，將刮板推送到感應透熱爐（2)內，通過仿 形感應器加熱刮板半成品，時間為10?15分鐘，控制刮板中間段溫度為860?880°C而其 兩端斧頭溫度為920?940°C ; (2) 加熱時間結束后將刮板半成品推送到噴淋器（3)，該噴淋器（3)分別對準刮板半成 品的中間段、左端斧頭和右端斧頭同時開始噴水淬火，當噴水125?140S時，停止對中間段 的噴淋，當4. 5?5分鐘時，停止對左端斧頭和右端斧頭的噴淋，淬火過程結束； (3) 然后將刮板半成品傳送至連續(xù)回火爐⑷中進行240-260°C回火，回火時間 60-90min，回火結束刮板被送到卸料臺（5)上，用冷卻水將刮板冷卻到室溫后下料即可。
2. 如權利要求1所述的礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝，其特征在于： 步驟（2)中噴淋器（3)的噴水壓力保持在0· 25?0· 3MPa。
3. 如權利要求1所述的礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝，其特征在于： 步驟（1)中按照每15分鐘一個節(jié)拍將刮板推送到感應透熱爐（2)內。
4. 如權利要求1所述的礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝，其特征在于： 步驟（3)中在卸料臺（5)下設有冷卻水槽（6)，冷卻時從該冷卻水槽（6)抽水將刮板冷卻。
5. -種礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火裝置，其特征在于：包括推料臺（1)， 該推料臺（1)通過傳送導軌與卸料臺（5)連接，在該傳送導軌上依次設有感應透熱爐（2)、 噴淋器（3)和連續(xù)回火爐（4)，在該卸料臺（5)下還設有冷卻水槽（6)。
6. 如權利要求5所述的礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝，其特征在于： 其中在感應透熱爐（2)內安裝有與刮板半成品外形相應的仿形感應器。
7. 如權利要求5所述的礦用刮板整體感應透熱分段控時噴淋淬火工藝，其特征在于： 其中噴淋器（3)包括中間噴淋頭（7)、左側噴淋頭和右側噴淋頭，該中間噴淋頭7包括相互 平行的上噴淋板和下噴淋板，在該上噴淋板和下噴淋板上均設有若干噴淋孔，該所有噴淋 孔均與供水管連通；而左側噴淋頭包括一 U型板，在該U型板內壁上設有若干噴淋孔，該所 有噴淋孔均與供水管連通；另外右側噴淋頭包括一 U型板，在該U型板內壁上設有若干噴淋 孔，該所有噴淋孔均與供水管連通。
【文檔編號】C21D1/667GK104087738SQ201410315606
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權日:2014年7月3日
【發(fā)明者】黃建斌 申請人:寧夏天地奔牛實業(yè)集團有限公司