控制特大型鋼板高溫熱處理變形的方法及專用墊塊的製作方法
2024-04-05 22:26:05
專利名稱：控制特大型鋼板高溫熱處理變形的方法及專用墊塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制特大型鋼板高溫熱處理變形的方法及專用墊塊。
背景技術：
本文所稱的「特大型鋼板」，具體指短邊長度大於3000mm的鋼板。「大型薄形調質鋼板熱處理冷壓淬火畸變控制」(徐立科等，熱處理技術與裝 備，第30卷第4期，2009年8月)一文(下稱參考文件)曾明確指出「大型鋼板調質 是熱處理行業中多年來難以控制變形、淬火變形大、十分棘手的難題之一。」而特大型 鋼板的調質熱處理難度相比於一般的大型鋼板而言則更為困難。特大型模鍛液壓機機架用C形板刀頭鍛件，為壓機機架重點關鍵鍛件，其鍛件 形狀為「L」形，粗加工後調質尺寸為4280 (短邊長度)X 390 (厚度)X 4680 (長邊長度) mm,屬於特大型鋼板，其具有超長超寬而厚度相對薄的特點。目前尚無對此類似鋼板進 行調質熱處理的先例，故對該鋼板的調質熱處理已屬於目前的加工極限。如圖1所示，在調質熱處理過程中，該鋼板以平躺裝爐方式進行加熱。採用上 述方式加熱並冷卻後發現，鋼板變形量雙邊至少超過40mm，且是不規則的扭曲變形。由 於該鋼板的長寬尺寸遠遠超過目前已有水壓機的最大生產極限，因此無法再對其進行校 直。目前對尺寸較大的薄形鋼板的調質熱處理都是以平躺裝爐方式進行加熱的。雖 然，這種加熱方式有可能導致較大的變形量，但本領域長期以來卻一直都採用這種裝爐 方式。在本申請之前，還從未見到任何對平躺裝爐進行改進的嘗試。實際上，本領域技術人員在面對較大薄形鋼板的調質熱處理變形問題所能想到 的解決思路，均未放在對平躺裝爐方式的改進方面。現有技術中無論是採用後續的校 直，還是參考文件中採用鑄鐵平板夾壓淬火，都是期望通過外力來抑止鋼板的變形。對於本領域技術人員在面對長期未能解決的技術問題時為何不去考慮對平躺裝 爐方式進行改進的原因，本申請的申請人無法給出確切的答案。但唯一清楚的客觀事 實是，較大薄形鋼板的調質熱處理變形是本領域長期存在且一直未能得到有效解決的問 題，但現有技術均想依靠外力來抑止鋼板的變形，卻沒有想到改變鋼板的平躺裝爐方 式。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能有效控制特大型鋼板高溫熱處理變形 的方法。為解決上述技術問題，該方法具體通過至少兩個墊塊將待熱處理的鋼板立放在 加熱爐中進行加熱；所述墊塊為長條形鑄件，其上具有至少一個深度與鋼板的立放高度 之比為0.1 0.2、寬度略大於所述鋼板厚度，並且在墊塊的厚度方向上貫通的凹槽；裝 爐時，所述各墊塊均縱向擺放，鋼板則橫向卡接在這些墊塊上相應的凹槽內成為立放狀態。作為對墊塊結構的進一步優化，該墊塊的橫截面為厚度由上至下逐漸變大的等 腰梯形，在該墊塊長度方向的兩端對稱設置有吊鉤，並且在該墊塊上還設置有沿墊塊厚 度方向貫通的通氣孔。本發明在解決上述技術問題的同時，提供了一種能夠將特大型鋼板立方在加熱 爐內的墊塊。該墊塊的結構為長條形鑄件，其上具有至少一個深度與鋼板的立放高度之 比為0.1 0.2、寬度略大於所述鋼板厚度，並且在墊塊的厚度方向上貫通的凹槽。作為對墊塊結構的進一步優化，該墊塊的橫截面為厚度由上至下逐漸變大的等 腰梯形，在該墊塊長度方向的兩端對稱設置有吊鉤，並且在該墊塊上還設置有沿墊塊厚 度方向貫通的通氣孔。本發明的有益效果是按照上述方法試製40件背景技術中所說的C形板刀頭鍛 件，經統計，變形量控制在雙邊^lOmm的有36件，雙邊為在10 15mm的僅4件，全 部工件均不用校直即可直接精加工。可見，相比於原有的平躺裝爐方式，本發明非常有 效的控制了工件變形。此外，從機械性能結果上看，上述40件鍛件的機械性能全部合 格，性能均勻性正常合理，沒有明顯差異。
圖1為目前平躺裝爐方式的示意圖。圖2為本發明立放裝爐方式的示意圖。圖3為圖2中所示墊塊的主視圖。圖4為圖3的A向示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的說明。以背景技術中所說的C形板刀頭鍛件為例，該工件粗加工後厚度為390mm，邊 長分別為4280X4680mm，工件總重43噸。如按圖1所示的平躺裝爐方式進行調質熱處 理，鋼板變形量雙邊至少超過40mm。由於該工件為特大型鋼板，超過了已有水壓機的 最大生產極限，因此無法進行校直。同時，現有技術中也沒有能夠將該尺寸的鋼板直立 起來的手段。在上述困難的影響下，本領域的一般技術人員通常不會想到將鋼板直立起來進 行調質熱處理的技術手段，更不會去探索將特大型鋼板直立起來的具體方式，而是會選 擇增加粗加工餘量來克服變形量過大的問題。另一方面，由於該工件的特殊性，不僅要考慮直立工件的安全性和穩定性，同 時還要考慮對爐內溫度的影響、對工件加熱均勻性的影響，以及實際的可操作性，因此 本申請的發明人在考慮如何將該鋼板直立起來的過程中，幾經周折，並嘗試了多種方 案。在經過創造性勞動後，最後確定的方法如下。如圖1所示，該方法具體通過至少兩個墊塊2將待熱處理的鋼板1立放在加熱爐 中進行加熱；所述墊塊2為長條形鑄件，其上具有至少一個深度Dl與鋼板1的立放高度 D2之比為0.1 0.2、寬度Hl略大於所述鋼板1的厚度H2，並且在墊塊2的厚度方向上貫通的凹槽201;裝爐時，所述各墊塊2均縱向擺放，鋼板1則橫向卡接在這些墊塊2上 相應的凹槽201內成為立放狀態。具體來講，是以C形板刀頭鍛件的長邊(邊長4680)作為底邊，短邊(邊長 4280)作為高度進行直立，墊塊2上的凹槽201的深度Dl在500mm 800mm範圍附近 均可，且每兩根墊鐵2裝一件鋼板1。按照上述方法試製40件背景技術中所說的C形板刀頭鍛件，經統計，變形量控 制在雙邊SlOmm的有36件，雙邊為在10 15mm的僅4件，全部工件均不用校直即可直 接精加工。可見，相比於原有的平躺裝爐方式，本發明非常有效的控制了工件變形。此 外，從機械性能結果上看，上述40件鍛件的機械性能全部合格，性能均勻性正常合理， 沒有明顯差異。從結構上分析，本發明的墊塊2也有諸多優點。首先，該結構能夠在保證鋼板1 立放穩定性的基礎上確保對鋼板1的均勻加熱。其次，由於墊塊2的體積和重量較小， 不會對爐內溫度產生明顯的影響。此外，墊塊2也不會明顯阻礙爐內高溫氣氛的均勻流 動。結合試製的結果和對結構的分析可見，本發明技術手段的產生需要依賴發明人 豐富的實踐經驗和正確的理論分析，技術效果上又達到了出乎意料的程度，因此本發明 相對於本領域技術人員不可能是顯而易見的。在其基礎上，本發明還對墊塊2的結構進行了如下的優化。如圖3 4所示， 該墊塊2的橫截面為厚度由上至下逐漸變大的等腰梯形，在該墊塊2長度方向的兩端對稱 設置有吊鉤203，並且在該墊塊2上還設置有沿墊塊2厚度方向貫通的通氣孔202。首先，將墊塊2的橫截面設計成厚度由上至下逐漸變大的等腰梯形，能夠確保 墊塊2的穩定性。其次，通過對稱設置在該墊塊2長度方向的兩端的吊鉤203，能夠方便 的利用行車實現對墊塊2的吊裝搬運。再次，這些通氣孔202有利於爐內高溫氣體的流 動，進一步提高爐內高溫氣氛的均勻性。
權利要求
1.控制特大型鋼板高溫熱處理變形的方法，該方法的特徵在於通過至少兩個墊塊 (2)將待熱處理的鋼板(1)立放在加熱爐中進行加熱；所述墊塊(2)為長條形鑄件，其上 具有至少一個深度(Dl)與鋼板⑴的立放高度(D2)之比為0.1 0.2、寬度(Hl)略大 於所述鋼板(1)的厚度(H2)，並且在墊塊(2)的厚度方向上貫通的凹槽(201)；裝爐時， 所述各墊塊⑵均縱向擺放，鋼板⑴則橫向卡接在這些墊塊⑵上相應的凹槽(201)內 成為立放狀態。
2.如權利要求1所述的控制特大型鋼板高溫熱處理變形的方法，其特徵在於該墊 塊(2)的橫截面為厚度由上至下逐漸變大的等腰梯形，在該墊塊(2)長度方向的兩端對 稱設置有吊鉤(203)，並且在該墊塊(2)上還設置有沿墊塊(2)厚度方向貫通的通氣孔 (202)。
3.權利要求1或2所述控制特大型鋼板高溫熱處理變形的方法的專用墊塊，其特徵在 於該墊塊(2)為長條形鑄件，其上具有至少一個深度(Dl)與鋼板(1)的立放高度(D2) 之比為0.1 0.2、寬度(Hl)略大於所述鋼板⑴的厚度(H2)，並且在墊塊(2)的厚度 方向上貫通的凹槽(201)。
4.如權利要求3所述的墊塊，其特徵在於該墊塊(2)的橫截面為厚度由上至下逐 漸變大的等腰梯形，在該墊塊(2)長度方向的兩端對稱設置有吊鉤(203)，並且在該墊塊 (2)上還設置有沿墊塊(2)厚度方向貫通的通氣孔(202)。
全文摘要
本發明公開了一種能有效控制特大型鋼板高溫熱處理變形的方法。該方法具體通過至少兩個墊塊將待熱處理的鋼板立放在加熱爐中進行加熱；所述墊塊為長條形鑄件，其上具有至少一個深度與鋼板的立放高度之比為0.1～0.2、寬度略大於所述鋼板厚度，並且在墊塊的厚度方向上貫通的凹槽；裝爐時，所述各墊塊均縱向擺放，鋼板則橫向卡接在這些墊塊上相應的凹槽內成為立放狀態。按照上述方法試製40件背景技術中所說的C形板刀頭鍛件，經統計，變形量控制在雙邊≤10mm的有36件，雙邊為在10～15mm的僅4件，全部工件均不用校直即可直接精加工。可見，相比於原有的平躺裝爐方式，本發明非常有效的控制了工件變形。
文檔編號C21D9/00GK102010967SQ201010614189
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
發明者崔晉娥, 朱長清 申請人:二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司