鑄鋼丸風冷淬火裝置製造方法

2023-04-30 07:35:31 1

鑄鋼丸風冷淬火裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鑄鋼丸風冷淬火裝置，採用風冷，因而不受水汽的影響，從而不會產生鑄鋼丸的過度鏽蝕，不需要後續的鐵鏽處理工序，即不再需要表面研磨處理，工藝相對簡單，耗能少。且整體上，所需要的工藝設備，即鑄鋼丸風冷淬火裝置相比於水淬火結構要簡單得多。
【專利說明】鑄鋼丸風冷淬火裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種用於鑄鋼丸淬火的裝置。

【背景技術】
[0002] 拋丸是一種表面處理工藝，相類似的工藝還有噴砂和噴丸，其中拋丸是一個冷處 理過程，分為拋丸清理和拋丸強化，拋丸清理顧名思義是為了去除表面氧化皮等雜質提高 外觀質量，拋丸強化就是利用高速運動的彈丸（60-110m/S)流連續衝擊被強化工件表面， 迫使靶材表面和表層（0. 10-0. 85mm)在循環性變形過程中發生以下變化：1.顯微組織結構 發生改性；2.非均勻的塑變外表層引入殘餘壓應力，內表層生產殘餘拉應力；3.外表面粗 糙度發生變化（Ra Rz)。
[0003] 拋丸材料有多種，典型特點是都具有比較高的硬度，其中鋼丸應用比較廣泛，所說 的鋼丸通常採用鑄鋼丸，鑄鋼表面硬度不高，因此需要通過淬火以提高表面硬度。
[0004] 傳統的鑄鋼丸生產是將其加熱到預定溫度後用水快速冷卻，由於水冷後表面顏色 發黑變暗，在經過晾乾以後會生成一層厚厚的鐵鏽，後續需要再加熱蒸發水分，然後進行表 面研磨處理，同時還需要進行水處理，工序複雜，耗能大，大大增加了生產成本。 實用新型內容
[0005] 因此，本實用新型提出了一種基於風冷的鑄鋼丸淬火裝置，工藝相對簡單，耗能 小，而有效規避了水冷工藝複雜的問題。
[0006] 依據本實用新型，一種鑄鋼丸風冷淬火裝置，包括：
[0007] 風冷淬火室，為上端開放的立式結構，且下部設有風門，並在中上部相對兩側中的 一側較高的部位開有進料口，另一側相對較低的部位開有出料口；
[0008] 送風機，經由所述風門接入所述風冷淬火室，以提供冷卻風；
[0009] 鋼丸淬火篩，布設在進料口與出料口之間，從而形成從進料口向出料口傾斜的風 冷淬火室隔篩；
[0010] 風速減小室，構造為上端為大端的錐形筒，下底與風冷淬火室上底相同，從而該風 速減小室下端與風冷淬火室上端對接連通；以及
[0011] 除塵室，構造為上端為小端的錐形筒，且下底與風冷減小室的上底相同，從而該除 塵室下端與風速減小室的上端對接連通，其中除塵室的上底留有管接口，用於除塵設備的 連接。
[0012] 依據本實用新型，採用風冷，因而不受水汽的影響，從而不會產生鑄鋼丸的過度鏽 蝕，不需要後續的鐵鏽處理工序，即不再需要表面研磨處理，工藝相對簡單，耗能少。且整體 上，所需要的工藝設備，即鑄鋼丸風冷淬火裝置相比於水淬火結構要簡單得多。
[0013] 上述鑄鋼丸風冷淬火裝置，所述鋼丸淬火篩與水平面的夾角為5°?7°，在滿足 利用重力下行的條件下，能夠在鋼丸淬火篩上滯留足夠長的時間，滿足淬火的需要。
[0014] 進一步地，為方便調整，所述風冷淬火室在設有進料口的一側和設有出料口的一 側均設有支撐結構，藉由該支撐結構調整鋼丸淬火篩與水平面之間的夾角。
[0015] 優選地，所述支撐結構為剛性固定在風冷淬火室底部的高度調節板，結構緊湊，且 也方便調整，穩定性也好。
[0016] 所述風冷淬火室的橫截面為矩形，且進料口所在邊的長度小於相鄰邊，整體結構 相對緊湊。
[0017] 所述風門水平設置，並在鋼丸淬火篩傾向方向上設有並列的兩個進風口，使得所 進冷卻風相對均勻。
[0018] 為滿足不同粒徑鑄鋼丸的淬火，所述送風機配有風量調整機構。
[0019] 進一步進行分揀，所述除塵室內水平地排布有多層相互平行的管狀物，相鄰層管 狀物交錯排列，管狀物間構成對預定粒徑的鋼丸的阻擋間隙。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為依據本實用新型的一種鑄鋼丸風冷淬火裝置實施例的主視結構示意圖（省 略除塵風機）。
[0021] 圖2為相應於圖1的左視結構示意圖。
[0022] 圖中：1.除塵室；2.風速減小室；3.風冷淬火室；4.進料口；5.出料口；6.鋼丸淬 火篩；7.鋼丸擋板；701.鋼丸出口；8.左進風口；9.裝置底板；10.右進風口；11.右側高度 調節板；12.左側高度調節板；13.風冷淬火室與風速減小室連接板；14.鋼管；15.除塵室 上連接板；16.除塵室與風速減小室連接部分；17.除塵風機；18.風冷淬火室檢查口。

【具體實施方式】
[0023] 熱處理領域技術人員應當知曉，從狹義上說，淬火就是把鋼件加熱到臨界溫度 (Ac3或者Acl)以上，保溫一定時間使之奧氏體後，再以大於臨街冷卻速度的冷卻速度進行 冷卻，從而獲得馬氏體或/和貝氏體組織的熱處理工藝。
[0024] 淬火，按照冷卻介質分，有空冷淬火、氣冷淬火、風冷淬火、水冷淬火、油冷淬火、鹽 水淬火、熱浴淬火、噴液淬火和噴霧淬火等，也存在符合淬火如噴霧淬火與風冷淬火的負荷 淬火，由於當前鑄鋼丸主要採用水冷淬火，存在比較多的缺陷，繼而，開發除了針對鑄鋼丸 的風冷淬火裝置也相適應的淬火方法。
[0025] 風冷淬火本身相對比較成熟，在此不再深入描述風冷淬火本身，在下文中，重點描 述針對鑄鋼丸的風冷淬火設備和方法。
[0026] 參照說明書附圖1和2, 一種鑄鋼丸風冷淬火裝置，其基本結構包括：
[0027] 風冷淬火室3,位於圖1、圖2所示結構的下部，整體為下端封閉的柱狀筒（整體為 桶形結構），慣常的布置狀態是立式結構，上端不設端蓋，形成上端開放的結構，用於與其他 部分相連接。
[0028] 風冷淬火室的下部設有風門，如圖1下部所示的兩個進風口，即左進風口 8和右進 風口 10,用於引入冷卻氣體，風冷的氣體來源主要是周邊環境的氣體，必要時進行過濾，使 相關氣體比較純淨，冷卻速度主要跟風量有關，因此，針對風冷淬火室，滿足在規定時間內 通流相適應的風量即可，基於此，本領域的技術人員能夠理解。
[0029] 在風冷淬火室5的中上部相對兩側中的一側較高的部位開有進料口 4,另一側相 對較低的部位開有出料口 5,如圖1下部左右兩側，自然送料方向是從左向右。
[0030] 配置送風機，如圖2所示的除塵風機17,主要採用離心風機，風量大，且風冷淬火 對風壓要求不高，因此，使用離心風機成本也比較低，且能夠滿足使用要求。具體配置結構 師，經由所述風門接入所述風冷淬火室3,以提供冷卻風，對於風量的調節主要根據鑄鋼丸 的粒徑進行調節。
[0031] 然後在風冷淬火室3內設置鋼丸淬火篩6,布設在進料口 4與出料口 5之間，由於 進料口 4高，出料口 5位置相對較低，從而形成從進料，4向出料口 5傾斜的風冷淬火室隔 篩，如圖1所示，這樣形成一個傾斜的通道，利用重力作用，加熱後的鑄鋼丸從進料口 4進入 到鋼丸淬火篩6，然後鑄鋼丸沿著鋼丸淬火篩6下行，風自下而上對鑄鋼丸進行快速冷卻。
[0032] 風量較大時，可以對粒徑比較大的鑄鋼丸進行快速冷卻，反之，可適用於粒徑相對 較小的鑄鋼丸。
[0033] 鑄鋼丸的生產並非像例如軸承的滾珠一樣，具有規範的大小和粒徑，拋丸所使用 的鑄鋼丸往往是利用廢鋼才製作，一批鑄鋼丸中粒徑相差比較大，或者說粒徑不均勻。拋丸 對粒徑也有一定的要求，一般針對不同的工件，採用不同粒徑範圍的鑄鋼丸，因此，對鑄鋼 丸進行選擇還是必要的。
[0034] 為此設置風速減小室2,該風速減小室2構造為上端為大端的錐形筒，從而通流 截面變大，風壓變小，對被吹起的鑄鋼丸的頂託力下降，從而部分被吹起的鑄鋼丸會重新落 下，在結構上，風速減小室2下底與風冷淬火室3上底相同，從而該風速減小室下端與風冷 淬火室上端對接連通，如圖1中所示的風冷淬火室與風速減小室連接板13,圖中表示的結 構為法蘭連接，風冷淬火室與風速減小室連接板13構成法蘭盤，匹配連接，由於所需要的 風壓不高，對其密封性要求也不嚴格。
[0035] 進而配置除塵室1，在結構上構造為上端為小端的錐形筒，如圖1上部所示，且下 底與風冷減小室2的上底相同，從而該除塵室1下端與風速減小室2的上端對接連通，其中 除塵室1的上底留有管接口，用於除塵設備的連接，兩者連接也採用法蘭連接，用於收納廢 氣，進行除塵後排放。
[0036] 在鋼丸淬火網6的末端配有鋼丸擋板7,港灣擋板7左右對置在鋼丸淬火網6的兩 邊，形成料鬥，用於收攏流淌過來的鑄鋼丸，然後匯集到出料口 5進行出料。
[0037] 根據具體的結構鋼丸擋板7可以配置為多塊，拼接成在來料方向收攏上下、左右 來的鑄鋼丸，整體構造為料鬥結構。
[0038] 關於所述鋼丸淬火篩6的傾斜角度，由於鑄鋼丸多是接近球形的個體，因此，形成 為滾動摩擦，與鋼丸淬火篩6之間的摩擦係數很小，因此，所需要的傾斜角度相對較小，另 夕卜，由於風的頂託，摩擦力也很小，因此鋼丸淬火網6與水平面的夾角為5°?7°，並且盡 可能設計成可調結構，在於鑄鋼丸粒徑越大，相同風壓條件下對鑄鋼丸的頂託力的影響就 越小，可以根據具體的需要進行角度的調整。
[0039] 調整角度不宜過大，否則會影響利用重力進行送料的基本原理。因此最大角度控 制在7°。而最小角度則最好控制在5°。
[0040] 關於風壓，選擇為1670-2550Pa，一般的離心機可以滿足需要，離心機風量大，功率 密度大，可以提供較大的流量。
[0041] 由於鑄鋼丸淬火前需要加熱到900攝氏度左右，需要較大的風量進行冷卻，因此 對於一般的風冷淬火，需要控制風量在5700-10000m3/小時。
[0042] 鋼丸淬火網6與水平面的夾角會影響鋼丸從進料口 4到出料口 5的時間，因此，需 要匹配不同的物料進行選擇，為了提高設備的適應性，所述風冷淬火室3在設有進料口 4的 一側和設有出料口 5的一側均設有支撐結構，藉由該支撐結構調整鋼丸淬火篩6與水平面 之間的夾角，從而適應不同的鑄鋼丸淬火。
[0043] 進一步地，所述支撐結構為剛性固定在風冷淬火室底部的高度調節板，如圖1所 示的左側高度調節板12和右側高度調節板11，整體上，包括風冷淬火室在內主體主要是鈑 金結構，增加如左側高度調節板12可以增加所安裝部位的支撐剛度，防止被支撐部位的變 形。
[0044] 關於所述風冷淬火室3的橫截面可以是圓形、橢圓形或者矩形，圓形在各向上的 距離相等，具體是所構造的進料口 4與出料口 5在各個方向上的距離相等，而冷卻需要鑄鋼 丸在鋼丸淬火網6上滯留足夠長的時間，因而需要鋼丸淬火網6有足夠的長度，如果採用圓 形截面的風冷淬火室3,必然使的其整體結構過於龐大。
[0045] 因此，可選的方案是橢圓形截面或者矩形界面的結構，優選為矩形截面，且進料口 4所在邊的長度小於相鄰邊。那麼對應的如風冷減小室2就構成四稜錐結構。這樣的結構 相對緊湊，如圖1和2所示。
[0046] 優選地，所述風門水平設置，並在鋼丸淬火篩傾向方向上設有並列的兩個進風口， 這樣在橫截面相對狹長的結構中，可以獲得相對均勻的風力投送。
[0047] 優選地，所述送風機配有風量調整機構，自然，風力調整也可以設置在風門處，以 根據需要調整風量大小。
[0048] 進一步地，所述除塵室內水平地排布有多層相互平行的管狀物，相鄰層管狀物交 錯排列，管狀物間構成對預定粒徑的鋼丸的阻擋間隙，這樣顆粒比粉塵相對較大的鑄鋼丸 會被阻擋下來。
[0049] 一種鑄鋼丸風冷淬火方法，包括：
[0050] 以重力為送料驅動力，採用傾斜向下的網篩為送料通道進行送料，通過網篩傾斜 角度的匹配，產生不同粒徑鑄鋼丸的進出料周期；
[0051] 在送料路徑上，採用向上的冷卻風對送料路徑上的鑄鋼丸進行淬火，通過控制風 量以匹配不同粒徑的鑄鋼丸；
[0052] 而在送料路徑上方，通過減小風壓進行隨風向上走的鑄鋼丸的風選；
[0053] 風選鑄鋼丸後的廢氣進行進一步的匹配預定粒徑的鑄鋼丸縫隙阻擋後排出廢氣。
[0054] 使用中，加熱的鑄鋼丸從進料口 4進入，沿傾斜的鋼丸淬火篩6向下運動，採用兩 臺離心風機分別將風從左進風口 8和右進風口 10進入，風的流量5700-10000m3/小時、風 壓1670-2550Pa，風是水平進入冷淬火室，通過彌散形成相對均勻的氣流。
[0055] 風不斷地通過鋼丸淬火篩6向上流動，將鑄鋼丸冷卻，被風吹起較輕的鑄鋼丸到 達截面尺寸變大的風速減小室2,由於在風速減小室2向上的截面積逐漸變大，風速減小鑄 鋼丸由於重力作用下落到鋼丸淬火篩6上向下滾動到兩側傾斜向中變窄的鋼丸擋板7處， 鋼丸擋板中部開有鋼丸出口，鑄鋼丸經過鋼丸出口向下運動，最後從出料口 5流出，鑄鋼丸 風冷淬火完畢。
[0056] 較小的鋼丸和粉塵雜質在風的作用下通過風速減小室到達除塵室1，在除塵室1 裝有若干個前後布置、上下層之間交錯的鋼管14,較小的鋼丸在鋼管14的縫隙中穿過，阻 礙鋼丸向上移動，被迫下落。
[0057] 在該淬火裝置的底部設置有左側高度調節板12和右側高度調節板11，高度調節 板上設有加強筋，當墊高左側調節板12時，鋼丸淬火篩與地面的傾斜角度變大，鑄鋼丸下 落的速度就快，適合粒徑小的鑄鋼丸淬火；當墊高右側調節板11時，鋼丸淬火篩與地面的 傾斜角度變小，鑄鋼丸下落的速度就慢，適合粒徑大一些的鑄鋼丸淬火。
[0058] 該裝置的後下部對著進風口設有兩個風冷淬火室檢查口 18,檢查鋼丸淬火篩6和 清理從鋼丸淬火篩6落下的雜質。
[0059] 除塵室1上連接板用來連接除塵管道。
[0060] 鋼丸的每分鐘流過風冷淬火室3的數量越多需要的風量越大，進行風量匹配即 可，在前文中也有說明，且風冷淬火也是相對比較成熟的技術。
[0061] 同時，鋼丸的直徑越大所用的風量越大。
[0062] 另外，鋼丸的冷卻與風壓關係不大，風壓跟尾氣中顆粒物的組成有關；主要是冷風 能夠在一定時間內將鋼丸冷卻就可以了，不要求有很大的風壓。
[0063] 水冷後，水與鋼丸表面氧化產生氧化鐵，顏色發紅褐色，表面鏽蝕，必須進行研磨。 但風冷是空氣降溫，不產生化學反應，表面還是鋼丸原色，不用研磨，也不用進行水處理，不 會產生水汙染，節省工藝，降低成本，達到質量要求（兩種淬火後的硬度差別不大，該硬度 是非常高的）。
[0064] 下表為風冷淬火的一組實驗結果，其中的硬度是50粒鋼丸的平均硬度，其中最小 值是60. 9HRC，最大值是63. 9HRC。
[0065] 實驗參考數據：
[0066]

【權利要求】
1. 一種鑄鋼丸風冷淬火裝置，其特徵在於，包括： 風冷淬火室，為上端開放的立式結構，且下部設有風門，並在中上部相對兩側中的一側 較高的部位開有進料口，另一側相對較低的部位開有出料口； 送風機，經由所述風門接入所述風冷淬火室，以提供冷卻風； 鋼丸淬火篩，布設在進料口與出料口之間，從而形成從進料口向出料口傾斜的風冷淬 火室隔篩； 風速減小室，構造為上端為大端的錐形筒，下底與風冷淬火室上底相同，從而該風速減 小室下端與風冷淬火室上端對接連通；以及 除塵室，構造為上端為小端的錐形筒，且下底與風冷減小室的上底相同，從而該除塵室 下端與風速減小室的上端對接連通，其中除塵室的上底留有管接口，用於除塵設備的連接。
2. 根據權利要求1所述的鑄鋼丸風冷淬火裝置，其特徵在於，所述鋼丸淬火篩與水平 面的夾角為5°?7°。
3. 根據權利要求2所述的鑄鋼丸風冷淬火裝置，其特徵在於，所述風冷淬火室在設有 進料口的一側和設有出料口的一側均設有支撐結構，藉由該支撐結構調整鋼丸淬火篩與水 平面之間的夾角。
4. 根據權利要求3所述的鑄鋼丸風冷淬火裝置，其特徵在於，所述支撐結構為剛性固 定在風冷淬火室底部的高度調節板。
5. 根據權利要求3或4所述的鑄鋼丸風冷淬火裝置，其特徵在於，所述風冷淬火室的橫 截面為矩形，且進料口所在邊的長度小於相鄰邊。
6. 根據權利要求5所述的鑄鋼丸風冷淬火裝置，其特徵在於，所述風門水平設置，並在 鋼丸淬火篩傾向方向上設有並列的兩個進風口。
7. 根據權利要求6所述的鑄鋼丸風冷淬火裝置，其特徵在於，所述送風機配有風量調 整機構。
8. 根據權利要求1所述的鑄鋼丸風冷淬火裝置，其特徵在於，所述除塵室內水平地排 布有多層相互平行的管狀物，相鄰層管狀物交錯排列，管狀物間構成對預定粒徑的鋼丸的 阻擋間隙。
【文檔編號】C21D1/62GK204097538SQ201420497185
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】徐洪修, 張肖, 王春輝, 王瑞國, 張嘎, 成道榮, 邴青洋, 王守仁 申請人:山東開泰工業科技有限公司, 鄒平縣計量測試檢定所