大圓機織針真空淬火方法
2023-07-17 15:26:01 1
專利名稱：大圓機織針真空淬火方法
技術領域：
本發明涉及一種工件的熱處理技術，具體地說是一種大圓機織針真空淬火 方法。
(二)
背景技術：
目前國內製針廠家所用的織針淬火設備為燃燒滴注的甲醇而產生的裂解氣 '體作為保護氣體的三溫區或四溫區網帶爐。此種淬火方法為每單枚織針進入溫 區並在輸送帶上傳送，到達最後保溫區開口處自動落到開口於大氣中的油槽中 淬火。
用此種網帶爐對織針進行淬火的淬火方法，有下列缺點
1、 產量低，耗能大。
以每日8小時工作時間算，此網帶爐(功率為30KW)產量為9600枚左右。 而真空油氣淬爐(以WZC-45為準，功率為100KW)每2小時為一個加熱淬火工 藝時間，產量為15000枚左右。(以生產12000枚織針算，網帶爐需耗電300 度，真空爐耗電200度。)
2、 淬火織針變形大。
由於織針是細、薄、長不規則工件(常用規格尺寸為厚度0.41mm—0. 66mm,寬度lmm—2mm,長度40—170mm)，(通常形狀見圖一)。加熱高溫 時隨網帶一起運動，易產生熱變形。淬火入油時織針無序自由落體掉入油中， 不符合不規則工件入油淬火規律，易產生較大橫向和側向彎曲，增大廢品率。
3、 織針易產生脫碳、氧化而造成織針硬度達不到要求。 此網帶爐進料口和出料口都是開口而非密封， 一旦保護氣氛控制不好就會
產生脫碳、氧化而造成織針淬火硬度不合格。
4、 環境汙染嚴重。
網帶爐進出料口及油槽直接開口於車間內，爐內及油槽內產生的油蒸氣及 有毒氣體直接揮發到車間內，造成車間內環境汙染，工人工作的環境非常惡 劣。
5、 淬火織針材料選擇的範圍小。
由於網帶爐的加熱溫區長度範圍有一定的局限性，因此對一些含有合金成 分高的材料淬火時，不能充分發揮出材料應有的性能。
發明內容
本發明的技術任務是針對現有技術的不足，提供一種大圓機織針真空淬火 方法。該真空熱處理技術是材料改性方面高精度、優質、節能和清潔無汙染的 加工製造技術。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
真空熱處理加熱主要靠高溫輻射，而不是低溫的氣體對流。工件過分密集 .或相互遮攔會明顯影響加熱速度，因此裝爐時要特別注意工件的整齊排放和盡 量避免相互遮攔。同時工件擺放方式不同，其變形量也不同。工件的擺放方式 對硬度的均勻性也有重要影響。工件的擺放應有利於油的循環，工件與工件之 間應有一定的間隙，對於細長類工件應有適當夾具，並儘量懸掛，儘量減少高 溫時變形。
大園機織針使用時要求硬度高，耐磨性好。通常產品硬度要求在洛氏60度 以上。織針屬細、薄、長不規則工件，並且織針的針鉤部分要求的公差很小， 而回火後的織針不能再進行磨銷加工，同時，製造織針常用的材料為相當於國
內T10A的進口材料。此材料淬透性差，若按真空熱處理的普通方式放在託盤 上，織針從加熱室轉移到冷卻室時的溫度早已降到不能達到淬火理想硬度的溫 .度，因此，大園機織針真空油氣淬火首先要解決裝爐方式和保溫兩個問 題。
大圓機織針真空淬火方法，該方法是按照以下步驟進行的
1) 將織針均勻固定在耐高溫和不易變形的織針夾具上；
2) 將裝有織針的夾具裝入料筐內，料筐的底面為夾具固定面，料筐的四周 和頂面皆為空檔，其上分別設置有帶孔的不鏽鋼板；
3) 將裝有夾具的料筐置經冷卻室進入真空爐的加熱室內進行加熱處理，加 熱處理時應採取緩慢升溫和預熱的操作即第一段加熱先從室溫加熱到60(TC
一70(TC，時間30—40分鐘，然後保溫20—30分鐘，此段輻射傳熱效率低的低 溫階段應進行緩慢升溫；第二段加熱從60(TC—70(TC快速升溫到淬火溫度，加 熱時間為10—20分鐘，通常淬火溫度為80(TC—83(TC，在此溫度下再保溫10— 15分鐘；
4) 加熱處理完畢將料筐一併轉移到冷卻室內用淬火油作淬火處理即料筐 入油後立即在油麵上充6—9X10000pa的氮氣，同時開動油攪拌，在保證淬透的 前提下，儘量採取緩慢的冷卻速度，以減少織針的組織應力，通常油溫選在50 °C—7(TC之間，料筐在真空淬火油中冷卻10—15分鐘後升起，打開爐門，將料 筐移至爐外，至此整個淬火過程完成。上述夾具為耐高溫的外圓帶有臺階的圓筒形鑄件，圓筒的長度與織針的長 短相適應，順圓筒方向將圓筒外圓的臺階銑成留有一定間隙的槽，槽厚與織針 的厚度相適應，槽深與織針的寬度相適應。將織針逐根裝在銑出的槽內，並用 細的耐高溫不鏽鋼絲捆住。
上述圓筒的底部設計有等分的三個突出的帶缺口的叉形腳，圓筒通過三個 帶缺口的叉形腳放置定在三角叉底座上。
上述圓筒的叉形腳和三腳叉底座的叉上都鑽有小孔，用鐵絲穿過小孔將圓 筒和底座捆在一起。
在上述三腳叉底座的正中心鑽孔；孔內固定有不鏽鋼棒。
上述料筐底部有帶橫條的底，橫條數量為5—6根。
本發明的大圓機織針真空淬火方法與現有技術相比，所產生的有益效果是:
1、 防止氧化作用，表面不氧化、不脫碳並還有還原除鏽作用。
2、 真空脫氣作用，使材料表面純度提高，提高材料的疲勞強度、塑性和韌
'性，提高耐腐蝕性。
3、 脫脂作用，除去殘留油脂，提高產品質量。
4、 淬火變形小。真空加熱緩慢，工件內外溫差小；熱應力小。
5、 真空爐的熱效率高，可實現快速升溫和快速降溫。
6、 真空熱處理工藝的穩定性和重複性好。
7、 耗電少，能量消耗為常規熱處理的50%。
8、 操作安全，自動化程度高，工作環境好，無汙染無公害。 用此種方法進行真空油淬，淬火後整爐的每枚織針硬度合格，並且非常均
勻。合格率近100%。以WZC-45爐為例，每爐約裝織針15000枚左右。既提高了 效率，節能，環保，又能提高自動化程度，同時，工藝的穩定性，重複性好。 '經過真空淬火的織針成品在使用過程中用同樣紗線，同樣品種，同型號大圓機 上使用的壽命要比經網帶爐淬火的壽命至少要高30%。因此，針對針織大圓機 織針這種相對形狀比較特殊的工件用真空淬火方法進行淬火不失為為一種較好 的淬火方法。
附圖l為本發明的不規則織針的兩種結構示意附圖2為本發明的圓筒形鑄件的主視結構示意附圖3為圖2的仰視結構示意附圖4為本發明的三角叉底座的主視結構示意圖。 附圖5為圖4的俯視結構示意5附圖6為圓筒形鑄件、三角叉底座和不鏽鋼棒的裝配結構示意附圖7為料筐主框架的結構示意附圖8為帶孔不鏽鋼板的結構示意附圖9為料筐的結構示意圖。
圖中，1、織針，2、圓筒，3、臺階，4、槽，5、叉形腳，6、缺口， 7、 三角叉底座，8、 ？L， 9、不鏽鋼棒，10、料筐，11、橫條，12、不鏽鋼板， 13、孑L。
具體實施例方式
下面結合附圖1—9對本發明的大圓機織針真空淬火方法作以下詳細地說明。
. 如附圖1一9所示，圖l為兩種不規則形狀的織針l，怎樣將將織針l固定在 某一形狀的夾具上，既能保證其淬火符合工件入油規律，又能保證工件之間有 足夠的間隙，同時還保證夾具經過長時間加熱冷卻使用不變形，因此選用耐高 溫外圓帶有臺階的圓筒形鑄件作為織針l的夾具。選圓筒形鑄件是因為圓形工 件在高溫加熱和低溫冷卻時變形小。根據織針1的長短可將圓筒形鑄件的圓筒2 鑄成不同的長度，同時可根據織針1的不同厚度順圓筒2的方向將圓筒2的外園 的臺階3銑成留有一定間隙的槽4，槽深以織針l的寬度為參考。將織針l逐根裝 在銑出的槽4內，並用細的耐高溫不鏽鋼絲捆住。同時將圓筒2設計成可拆裝靈 活的形狀，即在圓筒2的底部設計成等分的三個突出的帶缺口6的叉形腳5，同 時需再設計一個固定圓筒2的三角叉底座7，將圓筒2的三個帶缺口6的叉形腳5 放在三腳叉底座7的叉上。圓筒2的叉形腳5和三腳叉底座7的叉上都鑽有小孔， 用鐵絲穿過小孔將圓筒2和三腳叉底座7捆在一起。
在三腳叉底座7的正中心鑽孔8， ？L8的外園大小以選固定圓筒2於外筐架的 帶絲的不鏽鋼棒8粗細為準。此種夾具的設計既能保證工件入油符合不規則工 件入油規律，又能保證工件之間有足夠的間隙使淬火油在其間串行，從而使織 針l的每個部位硬度較均勻，避免產生軟點。
由於織針l非常細、薄，且材料的淬透性差。若從真空爐的加熱室轉移到冷 卻室時，不進行必要的保溫措施，溫度降低得很快，淬火後得不到所需的淬火 馬氏體，可能會轉化成其它的組織，如屈氏體或索氏體等。同時，保溫還要考 慮到淬火油能在工件之間、工裝之間、保溫體的內外之間互相順利串行。因 此，通常所用的料盤和料筐都不能達到要求，必須打破現有的模式，重新設計 '訂做新的料筐IO。料筐10的底部鑄成帶有橫條11的底，具體的根數以裝織針l 的圓筒2的外圓大小和圓筒2之間的間隔為準，數量一般為5—6根。頂面的橫檔
6面上中間開有凹槽，便於固定圓筒座的橫條。其餘5個面皆為空檔。若將四周 直接鑄成一個整體的面，太薄容易變形；太厚會增加料筐的重量，因此設計成 分體式，即側面及頂面為用一定厚度的不鏽鋼板12，按照一定的規律衝成一定 大小的孔。同時，還需鑄造對應底部橫條的上固定橫條。按照圓筒2的固定位 量在上下橫條上鑽孔，便於用螺絲固定裝織針1的圓筒2的帶絲不鏽鋼棒9。將 裝有織針1的圓筒2固定在帶絲的不鏽鋼棒9上，將不鏽鋼棒9固定在料筐10上下 橫條上，在料筐10的頂面及四周用帶孔13的不鏽鋼板11捆綁在料筐架上，這樣 既解決了裝料方式和保溫的問題，同時因織針1被固定同料筐10為一個整體， 可減少織針l在從加熱室到冷卻室轉移時的運動熱變形。
具體整個織針淬火過程如下按照以上裝料方式及保溫方法固定料筒並固
定好料筐的外保溫不鏽鋼板後，將裝好的料筐經冷卻室進入加熱室進行加熱。 通常為了減少淬火變形，加熱時應採取緩慢升溫和預熱的操作，即第一段加熱 先從室溫加熱到650。C左右，時間30—40分鐘，然後保溫20—30分鐘，此段輻 射傳熱效率低的低溫階段應進行緩慢升溫。第二段加熱從65(TC左右快速升溫 .到淬火溫度，加熱時間為10—20分鐘，通常淬火溫度為800。C—830°C，在此溫 度下再保溫10—15分鐘，然後轉移至冷卻室油冷。料筐入油後立即在油麵上充 6—9X10000pa的氮氣，同時開動油攪拌。在保證淬透的前提下，儘量採取緩慢 的冷卻速度，以減少織針的組織應力。通常油溫選在5(TC—7CTC之間。料筐在 真空淬火油中冷卻10—15分鐘後升起，打開爐門，將料筐移至爐外，至此整個 淬火過程完成。
權利要求
1、大圓機織針真空淬火方法，其特徵在於，該方法是按照以下步驟進行的1)將織針均勻固定在耐高溫和不易變形的織針夾具上；2)將裝有織針的夾具裝入料筐內，料筐的底面為夾具固定面，料筐的四周和頂面皆為空檔，其上分別設置有帶孔的不鏽鋼板；3)將裝有夾具的料筐置經冷卻室進入真空爐的加熱室內進行加熱處理，加熱處理時應採取緩慢升溫和預熱的操作即第一段加熱先從室溫加熱到600℃-700℃，時間30-40分鐘，然後保溫20-30分鐘，此段輻射傳熱效率低的低溫階段應進行緩慢升溫；第二段加熱從600℃-700℃快速升溫到淬火溫度，加熱時間為10-20分鐘，通常淬火溫度為800℃-830℃，在此溫度下再保溫10-15分鐘；4)加熱處理完畢將料筐一併轉移到冷卻室內用淬火油作淬火處理即料筐入油後立即在油麵上充6-9X10000pa的氮氣，同時開動油攪拌，在保證淬透的前提下，儘量採取緩慢的冷卻速度，以減少織針的組織應力，通常油溫選在50℃-70℃之間，料筐在真空淬火油中冷卻10-15分鐘後升起，打開爐門，將料筐移至爐外，至此整個淬火過程完成。
2、 根據權利要求l所述的大圓機織針真空淬火方法，其特徵在於夾具為 耐高溫的外圓帶有臺階的圓筒形鑄件，圓筒的長度與織針的長短相適應，順圓 筒方向將圓筒外圓的臺階銑成留有一定間隙的槽，槽厚與織針的厚度相適應， 槽深與織針的寬度相適應。
3、 根據權利要求2所述的大圓機織針真空淬火方法，其特徵在於將織針 .逐根裝在銑出的槽內，並用細的耐高溫不鏽鋼絲捆住。
4、 根據權利要求2所述的大圓機織針真空淬火方法，其特徵在於圓筒的 底部設計有等分的三個突出的帶缺口的叉形腳，圓筒通過三個帶缺口的叉形腳 放置定在三角叉底座上。
5、 根據權利要求4所述的大圓機織針真空淬火方法，其特徵在於圓筒的叉形腳和三腳叉底座的叉上都鑽有小孔，用鐵絲穿過小孔將圓筒和底座捆在一起。
6、 根據權利要求4所述的大圓機織針真空淬火方法，其特徵在於在三腳叉底座的正中心鑽孔，孔內固定有不鏽鋼棒。
7、 根據權利要求l所述的大圓機織針真空淬火方法，其特徵在於料筐底'部有帶橫條的底，橫條數量為5—6根。
全文摘要
本發明提供一種大圓機織針真空淬火方法，屬於工件的熱處理技術領域，其步驟如下第一步是將織針均勻固定在耐高溫和不易變形的織針夾具上；第二步是將裝有織針的夾具裝入料筐內，料筐的底面為夾具固定面，料筐的四周和頂面皆為空檔，其上分別設置有帶孔的不鏽鋼板；第三步是將裝有夾具的料筐置經冷卻室進入真空爐的加熱室內進行加熱處理，最後一步是加熱處理完畢將料筐一併轉移到冷卻室內用淬火油作淬火處理。用此種方法進行真空油淬，淬火後整爐的每枚織針硬度合格，並且非常均勻。合格率近100％。以WZC-45爐為例，每爐約裝織針15000枚左右。既提高了效率，節能，環保，又能提高自動化程度，同時，工藝的穩定性、重複性好。
文檔編號C21D9/26GK101633977SQ200910014989
公開日2010年1月27日 申請日期2009年5月8日 優先權日2009年5月8日
發明者龍 李, 郝志剛 申請人:青島優耐爾精密織針有限公司