鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備的製作方法

2024-04-05 23:22:05 1

專利名稱：鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於鋼絲熱處理設備技術領域，具體是涉及一種鋼絲穿管式加熱水淬保 溫組合式等溫淬火設備。
背景技術：
現有技術中，為了提高鋼絲的綜合性能，通常需要對鋼絲進行各種熱處理。其 中，將鋼絲轉化為索氏體組織可以使鋼絲具有良好的綜合機械性能。索氏體組織屬於珠 光體類型的組織，但其組織比珠光體組織更細，拉拔性等機械性能更優秀。目前，常用的對鋼絲進行索氏體化熱處理的設備主要由鉛鍋以及與鉛鍋配套的 加熱器、冷卻器和電控設備構成。鉛鍋內盛滿500°C 600°C熔融鉛液，加熱到900°C的 鋼絲進入到鉛鍋內的鉛液中，鋼絲被迅速冷卻至與鉛液相同的溫度。由於鉛鍋具有一定 的長度，鋼絲在鉛鍋內移動時就相當於在500°C 600°C下保溫，鋼絲在這段時間內實現 索氏體組織轉變，直至鋼絲離開鉛鍋完成索氏體轉變過程。但這種處理設備需要始終將 鉛液維持在500°C 600°C，需要耗費大量的能源，而且熔融狀態的鉛液會形成鉛蒸汽， 汙染環境和危害身體健康，而且容易給操作人員造成燙傷、燒傷等傷害，危險性極高。另外，也有採用風冷、水冷等處理形式，但在此類設備中，溫度的控制及保持 非常困難，往往是鋼絲表面的溫度已經降下來，但內部的溫度仍然很高，導致索氏體組 織轉化不完善，鋼絲質量不穩定，在拉絲過程中容易斷裂。而且這類設備的製造、使用 及維護成本高，難以推廣應用。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中存在的不足，提供一種鋼絲穿管式加熱水淬 保溫組合式的等溫淬火設備，該等溫淬火設備將水淬火裝置和保溫爐結合應用，用於對 穿管式熱處理爐加熱處理後的鋼絲進行淬火處理，經該設備淬火處理後的鋼絲的索氏體 組織轉化完善，機械性能優良。按照本發明提供的技術方案鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備， 其特徵在於包括沿鋼絲傳輸方向順次設置的水淬火裝置和保溫爐，所述水淬火裝置設 置在鋼絲穿管式熱處理爐的後方，鋼絲穿管式熱處理爐出口處的爐內穿絲耐熱管伸入水 淬火裝置前部；所述保溫爐設置在水淬火裝置的後方，保溫爐內設有用於穿設鋼絲的走 絲管，走絲管的前端伸入水淬火裝置後部。作為本發明的進一步改進，所述水淬火裝置包括工作槽體、槽體託架、固定擋 板、調節擋板、移動伸縮機構、水淬出線託輥、淬火液循環系統和水淬出線蓋板；所述 工作槽體依靠槽體託架支撐，鋼絲穿管式熱處理爐的爐內穿絲耐熱管從工作槽體前端壁 伸入，保溫爐內的走絲管從工作槽體後端壁伸入；所述固定擋板豎直設置在工作槽體內 的前部，調節擋板豎直設置在工作槽體內的後部，固定擋板與調節擋板之間構成一個用 於盛放淬火液的淬火室，淬火室上設置有用於通入淬火液的進水口；所述調節擋板與移
4動伸縮機構相連，依靠移動伸縮機構帶動在工作槽體內移動，以調節淬火室的長度；所 述水淬出線託輥安裝在調節擋板後部；所述固定擋板與工作槽體前端壁之間設置有回流 管，所述調節擋板與工作槽體後端壁之間設置有溢流管，回流管和溢流管分別與淬火液 循環系統相連通；所述水淬出線蓋板可移動地設置在工作槽體的後部，水淬出線蓋板用 於防止從淬火液中出來的鋼絲直接暴露在空氣中。作為本發明的進一步改進，所述淬火液循環系統包括上位儲液槽、進水管、出 水管、下位儲液槽和循環泵，所述上位儲液槽的出口通過進水管與淬火室內部相連通； 所述回流管、溢流管通過出水管與下位儲液槽相連通，下位儲液槽內設置有保持溫度穩 定的換熱器；下位儲液槽的出口經由循環泵與上位儲液槽的進口相連通，循環泵用於將 淬火液由下位儲液槽泵入上位儲液槽。作為本發明的進一步改進，所述淬火室的進水口設置在淬火室的前部，在進水 口的上方設置有保持淬火液平穩上升的進水穩流板。作為本發明的進一步改進，所述進水管由工作槽體側壁伸入淬火室內，進水管 內端頭封閉，在進水管內端管壁上開設有一定數量的開口向下的出水小孔。作為本發明的進一步改進，所述移動伸縮機構包括調節軸、齒輪和齒條，所述 調節軸可轉動地安裝在工作槽體上，所述齒輪安裝在調節軸兩端，所述齒條與所述調節 擋板相連接，齒條與齒輪相嚙合，齒輪轉動帶動齒條移動；所述調節軸的兩端安裝有用 於旋轉調節軸的調節手柄。作為本發明的進一步改進，所述溢流管在工作槽體內的部分具有一定高度，以 使調節擋板與工作槽體前部之間能夠貯存一定液位高度的淬火液。所述保溫爐包括依靠託架支撐的爐體，在爐體的進出口端設置有進爐封口磚和 出爐封口磚；所述爐體內部為爐膛，爐膛內設有蓋磚和用於安裝電熱絲並支託走絲管的 支架磚，所述走絲管沿爐體的長度方向設置，走絲管前端貫穿進爐封口磚並伸入水淬火 裝置內，走絲管後端貫穿出爐封口磚並伸出；所述爐體頂部設有蓋板。所述爐體內設有 防止熱量散失的保溫層。所述水淬火裝置中的淬火室內可換裝淬火油，以生產油淬火回 火馬氏體彈簧鋼絲。本發明與現有技術相比，優點在於(1)、以水淬火形式來實現索氏體組織 的形成，與傳統的鉛鍋等溫淬火形式相比，更加健康環保，危險性低；(2)、採用水 淬火裝置，既不需要耗費鉛材料，也不需要耗費大量的能源來保持高溫度，生產成本節 約，能源耗費量低；(3)、將水淬火裝置和保溫爐結合應用，經淬火處理後的鋼絲的 索氏體組織轉化完善，機械性能優良，而且操作相對簡單。


圖1為本發明的結構主視圖。圖2為本發明的結構俯視圖。附圖標記說明A-鋼絲、1-鋼絲穿管式熱處理爐、1.1-爐內穿絲耐熱管、 1.2-觀察門、2-水淬火裝置、2.1-工作槽體、2.2-固定擋板、2.3-進水穩流板、2.4-移 動伸縮機構、2.4.1-齒條、2.4.2-齒輪、2.4.3-調節軸、2.4.4-調節手柄、2.5-調節擋板、 2.6-水淬出線託輥、2.7-水淬出線蓋板、2.8-回流管、2.9-進水管、2.9.1-出水小孔、
52.10-出水管、2.11-槽體託架、2.12-淬火室、2.13-溢流管、2.14-上位儲液槽、2.15-下 位儲液槽、2.16-循環泵、2.17-換熱器、3-保溫爐、3.1-爐體、3.2-進爐封口磚、3.3-爐 膛、3.4-走絲管、3.5-蓋磚、3.6-支架磚、3.7-蓋板、3.8-保溫層、3.9-出爐封口磚、 3.10-託架。
具體實施例方式下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖所示本發明提供了一種水淬保溫組合式等溫淬火設備，其主要用於對鋼 絲穿管式熱處理爐1加熱處理後的鋼絲A進行淬火處理，所述鋼絲穿管式熱處理爐1可以 採用天然氣、油、煤、電等作為加熱能源。所述水淬保溫組合式等溫淬火設備主要由水 淬火裝置2和保溫爐3組成，水淬火裝置2和保溫爐3沿鋼絲A傳輸方向順次設置，水淬 火裝置2設置在鋼絲穿管式熱處理爐1的後方，鋼絲穿管式熱處理爐1上設有用於觀察鋼 絲A情況的觀察門1.2，鋼絲穿管式熱處理爐1出口處的爐內穿絲耐熱管1.1伸入水淬火 裝置2前部；保溫爐3設置在水淬火裝置2的後方，保溫爐3內設有用於穿設鋼絲A的 走絲管3.4，走絲管3.4的前端伸入水淬火裝置2後部。如圖1、圖2所示，所述水淬火裝置2主要由工作槽體2.1、槽體託架2.11、固定 擋板2.2、調節擋板2.5、移動伸縮機構2.4、水淬出線託輥2.6、淬火液循環系統和水淬出 線蓋板2.7組成；所述工作槽體2.1依靠槽體託架2.11支撐，鋼絲穿管式熱處理爐1的爐 內穿絲耐熱管1.1從工作槽體2.1前端壁伸入，保溫爐3內的走絲管3.4從工作槽體2.1後 端壁伸入；所述固定擋板2.2豎直設置在工作槽體2.1內的前部，調節擋板2.5豎直設置 在工作槽體2.1內的後部，固定擋板2.2與調節擋板2.5之間構成一個用於盛放淬火液的淬 火室2.12，淬火室2.12上設置有用於通入淬火液的進水口；所述調節擋板2.5與移動伸縮 機構2.4相連，依靠移動伸縮機構2.4帶動在工作槽體2.1內移動，以調節淬火室2.12的 長度，從而可以根據鋼絲A的傳輸速度來靈活調節淬火時間；所述水淬出線託輥2.6安裝 在調節擋板2.5後部；所述固定擋板2.2與工作槽體2.1前端壁之間設置有回流管2.8，所 述調節擋板2.5與工作槽體2.1後端壁之間設置有溢流管2.13，回流管2.8和溢流管2.13 分別與淬火液循環系統相連通；所述水淬出線蓋板2.7可移動地設置在工作槽體2.1的後 部，水淬出線蓋板2.7用於防止從淬火液中出來的鋼絲A直接暴露在空氣中。如圖1、圖2所示，所述淬火液循環系統主要由上位儲液槽2.14、進水管2.9、出 水管2.10、下位儲液槽2.15和循環泵2.16組成，所述上位儲液槽2.14的出口通過進水管 2.9與淬火室2.12內部相連通；進水管2.9由工作槽體2.1側壁伸入淬火室2.12內，進水管 2.9內端頭封閉，在進水管2.9內端管壁上開設有一定數量的開口向下的出水小孔2.9.1， 淬火液從出水小孔2.9.1向下流出；所述回流管2.8、溢流管2.13通過出水管2.10與下位 儲液槽2.15相連通，下位儲液槽2.15內設置有保持溫度穩定的換熱器2.17;下位儲液槽 2.15的出口經由循環泵2.16與上位儲液槽2.14的進口相連通，循環泵2.16用於將淬火液 由下位儲液槽2.15泵入上位儲液槽2.14。如圖1所示，所述淬火室2.12的進水口設置在淬火室2.12的前部。由於剛進入 淬火室2.12內的淬火液溫度低，而剛進入淬火室2.12的鋼絲A溫度高，進水口設置在淬 火室2.12前部可以使溫度較低的淬火液冷卻溫度較高的鋼絲A，提高了冷卻效率。在進水口的上方設置有保持淬火液平穩上升的進水穩流板2.3。進水穩流板2.3可以使淬火液 平穩上升，不會破壞鋼絲A表面的保護膜，避免了由於保護膜破裂而導致鋼絲A急劇降 溫的現象，確保鋼絲A的索氏體組織轉化完善徹底。另外，所述進水管2.9內端管壁上 的出水小孔2.9.1開口向下的目的也是為了使淬火液平穩上升。本發明中的移動伸縮機構2.4可以選用多種形式，只要具有帶動調節擋板2.5移 動的功能即可。圖1、圖2所示的移動伸縮機構2.4主要由調節軸2.4.3、齒輪2.4.2和齒 條2.4.1組成，所述調節軸2.4.3可轉動地安裝在工作槽體2.1上，所述齒輪2.4.2安裝在調 節軸2.4.3兩端，所述齒條2.4.1與所述調節擋板2.5相連接，齒條2.4.1與齒輪2.4.2相齧 合，齒輪2.4.2轉動帶動齒條2.4.1移動；所述調節軸2.4.3的兩端安裝有用於旋轉調節軸 2.4.3的調節手柄2.4.4。如圖1所示，本發明中的溢流管2.13在工作槽體2.1內的部分具有一定高度，這 樣可以使淬火室2.12內溢出的淬火液部分貯存在調節擋板2.5與工作槽體2.1前部之間， 直至達到一定的液位高度才能從溢流管2.13流出，貯存的淬火液可以給調節擋板2.5提供 一定的支撐力，防止因調節擋板2.5密封不嚴而導致淬火液滲漏。所述保溫爐3包括依靠託架3.10支撐的爐體3.1，在爐體3.1的進出口端設置有 進爐封口磚3.2和出爐封口磚3.9 ；所述爐體3.1內部為爐膛3.3，爐膛3.3內設有蓋磚3.5 和用於安裝電熱絲並支託走絲管3.4的支架磚3.6，所述走絲管3.4沿爐體3.1的長度方向 設置，走絲管3.4前端貫穿進爐封口磚3.2並伸入水淬火裝置2內，走絲管3.4後端貫穿出 爐封口磚3.9並伸出；所述爐體3.1頂部設有蓋板3.7。另外，所述爐體3.1內還設有防 止熱量散失的保溫層3.8。本發明的具體應用情況如下
經鋼絲穿管式熱處理爐1加熱處理至900°C的鋼絲A經由爐內穿絲耐熱管1.1伸入水 淬火裝置2的工作槽體2.1內，所述爐內穿絲耐熱管1.1內通有保護鋼絲A不被氧化的氨 分解氣體；鋼絲A從爐內穿絲耐熱管1.1出來後就進入固定擋板2.2和調節擋板2.5之間 的淬火液中，所述淬火液是添加有水基淬火劑的水，900°C的鋼絲A進入淬火液中，通過 低溫的淬火液冷卻，高溫鋼絲A的表面會形成保護膜，該保護膜可以防止鋼絲A溫度急 劇降低。所述鋼絲A在淬火液中行走一段時間，在此時間段內，鋼絲A的溫度從900°C 降至550°C 630°C之間，即索氏體組織轉變的溫度區間。鋼絲A從淬火液中出來後，即 進入保溫爐3的走絲管3.4內，保溫爐3內的溫度控制在500°C 600°C之間，鋼絲A在走 絲管3.4內繼續穿行，從而使索氏體組織的轉換得更加完善。另外，本發明也可以用於回火馬氏體組織的轉化，只需在水淬火裝置2中的淬 火室2.12內換裝淬火油，同時將保溫爐3的溫度對應調整至適合馬氏體組織回火所需的 溫度，即可生產油淬火回火馬氏體彈簧鋼絲。
權利要求
1.鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在於包括沿鋼絲(A) 傳輸方向順次設置的水淬火裝置(2)和保溫爐(3)，所述水淬火裝置(2)設置在鋼 絲穿管式熱處理爐(1)的後方，鋼絲穿管式熱處理爐(1)出口處的爐內穿絲耐熱管(1.1)伸入水淬火裝置(2)前部；所述保溫爐(3)設置在水淬火裝置(2)的後方， 保溫爐(3)內設有用於穿設鋼絲(A)的走絲管(3.4)，走絲管(3.4)的前端伸入水 淬火裝置(2)後部。
2.如權利要求1所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在於 所述水淬火裝置(2)包括工作槽體(2.1)、槽體託架(2.11)、固定擋板(2.2)、調 節擋板(2.5)、移動伸縮機構(2.4)、水淬出線託輥(2.6)、淬火液循環系統和水淬 出線蓋板(2.7)；所述工作槽體(2.1)依靠槽體託架(2.11)支撐，鋼絲穿管式熱處 理爐(1)的爐內穿絲耐熱管(1.1)從工作槽體(2.1)前端壁伸入，保溫爐(3)內 的走絲管(3.4)從工作槽體(2.1)後端壁伸入；所述固定擋板(2.2)豎直設置在工 作槽體(2.1)內的前部，調節擋板(2.5)豎直設置在工作槽體(2.1)內的後部，固 定擋板(2.2)與調節擋板(2.5)之間構成一個用於盛放淬火液的淬火室(2.12)，淬 火室(2.12)上設置有用於通入淬火液的進水口；所述調節擋板(2.5)與移動伸縮機 構(2.4)相連，依靠移動伸縮機構(2.4)帶動在工作槽體(2.1)內移動，以調節淬 火室(2.12)的長度；所述水淬出線託輥(2.6)安裝在調節擋板(2.5)後部；所述 固定擋板(2.2)與工作槽體(2.1)前端壁之間設置有回流管(2.8)，所述調節擋板(2.5)與工作槽體(2.1)後端壁之間設置有溢流管(2.13)，回流管(2.8)和溢流管(2.13)分別與淬火液循環系統相連通；所述水淬出線蓋板(2.7)可移動地設置在工作 槽體(2.1)的後部，水淬出線蓋板(2.7)用於防止從淬火液中出來的鋼絲(A)直接 暴露在空氣中。
3.如權利要求2所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在 於所述淬火液循環系統包括上位儲液槽(2.14)、進水管(2.9)、出水管(2.10)、 下位儲液槽(2.15)和循環泵(2.16)，所述上位儲液槽(2.14)的出口通過進水管(2.9)與淬火室(2.12)內部相連通；所述回流管(2.8)、溢流管(2.13)通過出水管(2.10)與下位儲液槽(2.15)相連通，下位儲液槽(2.15)內設置有保持溫度穩定的 換熱器(2.17)；下位儲液槽(2.15)的出口經由循環泵(2.16)與上位儲液槽(2.14) 的進口相連通，循環泵(2.16)用於將淬火液由下位儲液槽(2.15)泵入上位儲液槽(2.14)。
4.如權利要求2所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在於 所述淬火室(2.12)的進水口設置在淬火室(2.12)的前部，在進水口的上方設置有保 持淬火液平穩上升的進水穩流板(2.3)。
5.如權利要求2所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在於 所述進水管(2.9)由工作槽體(2.1)側壁伸入淬火室(2.12)內，進水管(2.9)內端 頭封閉，在進水管(2.9)內端管壁上開設有一定數量的開口向下的出水小孔(2.9.1)。
6.如權利要求2所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在於 所述移動伸縮機構(2.4)包括調節軸(2.4.3)、齒輪(2.4.2)和齒條(2.4.1)，所述 調節軸(2.4.3)可轉動地安裝在工作槽體(2.1)上，所述齒輪(2.4.2)安裝在調節軸(2.4.3)兩端，所述齒條(2.4.1)與所述調節擋板(2.5)相連接，齒條(2.4.1)與齒 輪(2.4.2)相嚙合，齒輪(2.4.2)轉動帶動齒條(2.4.1)移動；所述調節軸(2.4.3) 的兩端安裝有用於旋轉調節軸(2.4.3)的調節手柄(2.4.4)。
7.如權利要求2所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在於 所述溢流管(2.13)在工作槽體(2.1)內的部分具有一定高度，以使調節擋板(2.5)與 工作槽體(2.1)前部之間能夠貯存一定液位高度的淬火液。
8.如權利要求1所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在 於所述保溫爐(3)包括依靠託架(3.10)支撐的爐體(3.1)，在爐體(3.1)的進 出口端設置有進爐封口磚(3.2)和出爐封口磚(3.9)；所述爐體(3.1)內部為爐膛(3.3)，爐膛(3.3)內設有蓋磚(3.5)和用於安裝電熱絲並支託走絲管(3.4)的支架 磚(3.6)，所述走絲管(3.4)沿爐體(3.1)的長度方向設置，走絲管(3.4)前端貫 穿進爐封口磚(3.2)並伸入水淬火裝置(2)內，走絲管(3.4)後端貫穿出爐封口磚 (3.9)並伸出；所述爐體(3.1)頂部設有蓋板(3.7)。
9.如權利要求8所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在於 所述爐體(3.1)內設有防止熱量散失的保溫層(3.8)。
10.如權利要求2所述的鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在 於所述水淬火裝置(2)中的淬火室(2.12)內可換裝淬火油，以生產油淬火回火馬氏 體彈簧鋼絲。
全文摘要
本發明涉及一種鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備。按照本發明提供的技術方案鋼絲穿管式加熱水淬保溫組合式等溫淬火設備，其特徵在於包括沿鋼絲傳輸方向順次設置的水淬火裝置和保溫爐，所述水淬火裝置設置在鋼絲穿管式熱處理爐的後方，鋼絲穿管式熱處理爐出口處的爐內穿絲耐熱管伸入水淬火裝置前部；所述保溫爐設置在水淬火裝置的後方，保溫爐內設有用於穿設鋼絲的走絲管，走絲管的前端伸入水淬火裝置後部。本發明將水淬火裝置和保溫爐結合應用，用於對穿管式熱處理爐加熱處理後的鋼絲進行淬火處理，經該設備淬火處理後的鋼絲的索氏體組織轉化完善，機械性能優良。
文檔編號C21D9/56GK102010979SQ20101061406
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者胡建平 申請人:無錫市新科冶金設備有限公司