一種鋼帶連續分級淬火裝置的製作方法

2023-05-13 17:22:56 1

專利名稱：一種鋼帶連續分級淬火裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱處理淬火裝置，具體是使加熱至奧氏體化的碳素鋼帶迅速冷卻變為馬氏體化組織的連續分級熱處理淬火裝置。
背景技術：
熱處理淬火工藝是將鋼加熱至相變溫度Ac3或Ac1點以上某一溫度，保持一定時間使之奧氏體化，然後通過冷卻介質，以適當速度冷卻到產生相變溫度，從而獲得馬氏體或下貝氏體等金相組織的過程。傳統鋼帶連續淬火裝置按順序由以下部件組成鋼結構承臺、下空心油夾板、上空心油夾板、上空心油夾板升降杆、上空心油夾板升降導向軸。油夾板為長方形柱體，柱體側面設一個2英寸的注油孔，柱體工作面上有若干條橫向凹形槽，每個凹形槽有若干個直徑為8mm的噴油孔。淬火機油由注油孔流入，經噴油孔流出，構成一個油循環系統。當鋼帶加熱至奧氏體化，經過兩塊油夾板夾縫，在溫度20℃～60℃機油的冷卻作用下，實現了從奧氏體向馬氏體的轉變。應用傳統鋼帶淬火裝置，由於鋼帶快速過冷到Ms點，相變過程產生了很大的熱應力，內應力和組織應力導致鋼帶容易變形和開裂。同時，由於淬火機油連續與赤熱鋼帶、空氣接觸，長期使用後，油出現粘度增大，冷卻下降和容易著火等缺點。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術淬火鋼帶容易變形和開裂，冷卻機油容易老化與著火的缺陷，提供一種鋼帶連續分級淬火裝置。
本實用新型的目的通過如下裝置實現一種鋼帶連續分級淬火裝置，包括初級淬火裝置和次級淬火裝置，初級淬火裝置包括溶池容器、電熱絲、導向體和導向體升降杆；所述導向體底面位於溶池容器初級淬火介質中，導向體升降杆與導向體連接，電熱絲位於溶池容器外底部；次級淬火裝置包括上、下層空心鋼壓板和高壓鼓風機，上、下層空心鋼壓板配合形成鋼帶入口端和出口端，入口端與出口端之間構成次級淬火空間，所述入口端與溶池容器的出口端相連接，上、下層空心鋼板分別與高壓鼓風機連接，鋼壓板排氣孔分布在與鋼帶出口端上、下層空心鋼壓板上。
為更好實現本實用新型目的，所述溶池容器為一個倒梯形電熱絲加熱容器，溶池容器鋼的帶入口處設置導向輪，出口處設置抹鉛導向板，導向體為鑄鐵圓弧扇形。初級淬火裝置還包括熱電偶，所述熱電偶深入溶池容器的初級淬火介質中。初級淬火介質為以重量百分比計為65％的鉛和35％的鉍。初級淬火裝置還包括散熱排風管，該散熱排風管被鉛、鉍混合物(液態)掩蓋。次級淬火裝置的上層空心鋼壓板與氣積筒連接，下層板固定在鋼結構承架上。
本實用新型的原理如圖1所示，鋼帶連續分級淬火工藝溫度變化包括四個階段，分別是升溫階段21、保溫階段22、鉛、鉍冷卻階段23和鋼壓板冷卻階段24。鋼板升溫至變相溫度Ac3以上50℃，隨後進行保溫，再進行分級冷卻。初級冷卻介質為按質量百分比計，鉛65％、鉍35％的混合物，溶解在倒梯形溶池裡，設定溫度稍高於鋼帶Ms點。開始將加熱至奧氏體化的鋼帶以一定速度浸入初級冷卻介質，經過溶池中間設置的圓弧底導向體。調節導向體升降杆，間接可調節鋼帶經過溶池的路徑和經過的時間使鋼帶冷卻充分，表裡溫度一致接近介質的溫度，金相組織變化為過冷奧氏體，接著經過次級冷卻介質溫度為80℃左右的空心鋼壓板轉變為馬氏體組織。
由於鋼帶在鉛、鉍溶池裡只形成過冷奧氏體，沒發生相變，只有微小內應力變形，斷裂可能性很小。當鋼帶通過空心鋼壓板時，在緩冷條件下，比容小的過冷奧氏體轉變比容大的馬氏體，形成較大的組織應力，只是組織相變大部分是在空心鋼壓板夾縫內形成，變形受到外力的規束，所以鋼帶淬火後尺寸有微小的變化，但形狀變化卻很小，達到鋼帶淬火變形小、不易斷裂和金相組織均勻的目的。
與現有技術相比，本實用新型提供的鋼帶連續分級淬火裝置具有如下優點淬火出來的鋼帶其表面呈現銀灰色，氧化甚微。形狀公差的橫向直線度≤0.6mm。7.5m長度的邊緣直線度≤7mm；經回火後，鋼板硬度可達到HRC45.5～47，抗拉強度≥145KG/mm2，延長率≥4.5％，回火馬氏體全相晶粒4級～6級。


圖1為鋼帶連續分級淬火工藝溫度曲線變化原理圖；圖2為鋼帶連續分級淬火裝置結構示意圖；圖中示出初級淬火裝置和次級淬火裝置。
圖3為圖2中初級淬火裝置結構示意圖；圖4為圖2中次級淬火裝置結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明，但本實用新型的實施方式不限於此。
淬火的鋼帶為1.05mm×125mm、65Mn鋼帶。
如圖2、3、4所示，將鋼帶1加熱至900±20℃，以線速度1.86米/分經爐口槽2，並穿過導向輪3浸入溫度為260±10℃的鉛、鉍液態淬火介質4中，淬火介質為按質量百分比計，鉛65％、鉍35％的混合物。為了保證鋼帶熱透性裡表一致，接近淬火介質溫度，調節導向體升降杆6調節圓弧底導向體5在溶池容器16中的位置，同時通過熱電偶7監控和帶有鼓風機的散熱排風管8散熱，調節溶池容器16外底部的電熱絲15的加熱溫度，控制淬火溫度。散熱排風管8，由6支2.5mm×6cm不鏽鋼方管排列焊制而成，放置在導向體水平切面上，並用重物壓在排風氣管上面，使其被鉛、鉍混合物(液態)掩蓋其中。鋼帶沿著導向體5圓弧底面穿過抹鉛導向板9，進入次級淬火裝置，此時高壓鼓風機14正在運行。當溫度為260±10℃鋼帶1穿過兩塊溫度50℃～80℃(由於氣流的作用，溫度在淬火過程有變化)的空心鋼壓板10間的夾縫出來自然冷卻至室溫時，以馬氏體為主要組織的65Mn分級淬火確認完成。空心鋼壓板10上板連杆上穿彈簧12，起上鋼壓板緩衝器作用，並連接氣積筒11，以維持上鋼壓板10升降；空心鋼壓板10下板固定在鋼結構承架上，空心鋼壓板在鋼板10出口端開有排氣孔13，高壓氣流從高壓鼓風機14，經兩空心鋼板10，最後從排氣孔13排出，平衡空心鋼壓板10的溫度。經過上述分級淬火後的鋼板，其表面呈淺銀灰色，氧化層極微，形狀公差的橫向直線度為0.3，7.5m長度的邊緣直線度為5mm。現有技術的油淬火後的鋼帶呈黑灰色，有一定程度的脫碳氧化，形狀公差的橫向直線度在0.6～1.5mm之間。7.5m長度的邊緣直線度在7～15mm之間。相比之下，上述連續分級淬火裝置有較明顯的優勢。經回火後，鋼板硬度為HRC46，抗拉強度為160KG/mm2，延長率6.5％，回火馬氏體全相晶粒5級。
權利要求1.一種鋼帶連續分級淬火裝置，其特徵在於，包括初級淬火裝置和次級淬火裝置，所述初級淬火裝置包括溶池容器、電熱絲、導向體和導向體升降杆；所述導向體底面位於溶池容器中的初級淬火介質中，導向體升降杆與導向體連接，電熱絲位於溶池容器外底部；所述次級淬火裝置包括上、下層空心鋼壓板和高壓鼓風機，所述上、下層空心鋼壓板配合形成鋼帶入口端和出口端，入口端與出口端之間構成次級淬火空間，所述入口端與溶池容器的出口端相連接，上、下層空心鋼壓板分別與高壓鼓風機連接，鋼壓板排氣孔分布在鋼帶出口端空心鋼壓板上。
2.根據權利要求1所述鋼帶連續分級淬火裝置，其特徵在於，溶池容器是一個倒梯形電熱絲加熱容器，導向體為鑄鐵圓弧扇形。
3.根據權利要求1所述鋼帶連續分級淬火裝置，其特徵在於，所述初級淬火介質為以重量百分比計為65％的鉛和35％的鉍。
4.根據權利要求1所述鋼帶連續分級淬火裝置，其特徵在於，所述初級淬火裝置還包括熱電偶，所述熱電偶深入溶池容器的初級淬火介質中。
5.根據權利要求1所述鋼帶連續分級淬火裝置，其特徵在於，所述初級淬火裝置還包括散熱排風管，該散熱排風氣管為扁平狀管，位於鉛、鉍混合物溶液中。
6.根據權利要求1所述鋼帶連續分級淬火裝置，其特徵在於，所述初級淬火裝置還包括導向輪，所述導向輪設在鋼帶進入溶池容器的入口處。
7.根據權利要求1所述鋼帶連續分級淬火裝置，其特徵在於，所述初級淬火裝置還包括抹鉛導向板，所述抹鉛導向板設置在鋼帶離開溶池容器的出口處。
8.根據權利要求1所述鋼帶連續分級淬火裝置，其特徵在於，所述次級淬火裝置的上層空心鋼壓板與氣積筒連接，下層空心鋼壓板固定在鋼結構承架上。
專利摘要本實用新型涉及一種鋼帶連續分級淬火的熱處理裝置，包括初級淬火裝置和次級淬火裝置。初級淬火裝置包括溶池容器、電熱絲、導向體和導向體升降杆；導向體底面位於溶池容器初級淬火介質中，導向體升降杆與導向體連接，電熱絲位於溶池容器外底部；次級淬火裝置的上、下層空心鋼壓板配合形成鋼帶入口端和出口端，入口端與出口端之間為次級淬火空間。經過該裝置淬火出來的鋼帶其表面呈現銀灰色，氧化甚微。形狀公差的橫向直線度≤0.6mm，7.5m長度的邊緣直線度≤7mm；經回火後，鋼板硬度可達到HRC45.5～47，抗拉強度≥145KG/mm
文檔編號C21D1/19GK2851273SQ20052006118
公開日2006年12月27日 申請日期2005年7月15日 優先權日2005年7月15日
發明者溫志光 申請人:廣州廣盛特種鋼具有限公司