专利名称：利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备及方法
技术领域：
本发明涉及一种耐磨的设备及方法，特别是涉及一种利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备及方法。
背景技术：
如何提高金属材料的抗磨损性能一直是材料工程领域的重要研究方向，目前采用的途径包括变换材料配方和处理方式两种。在处理方式中，热处理可以有效提高金属材料的抗磨损性能而得到广泛应用。但由于热处理过程产生的残余应力和不完全相变，难以将金属材料的抗磨损性能最大限度的发挥出来；另外，热处理过程引入的变形、氧化及部分元素的烧损，使热处理不能作为最终工序而限制了使用范围。传统的耐磨钢板非整体性，造成的抗冲击及耐磨效果不佳，且性价比低等缺陷。本发明提出了一种新的提高钢板硬度及耐磨性能的方法，该方法大大提升了钢板处理面的硬度，并可以有效地控制耐磨层的厚度，外形无变化，保持良好的整体性，使得钢板的耐磨性能和抗冲击性能大为提升，具有广阔的应用领域。公开号为CN101033501A的中国发明专利于2007年9月12日公开了一种利用电磁场提高金属材料耐磨性能的方法，其特征在于通过电磁场处理金属材料，处理时间为 30s 500s ；低频励磁线圈匝数为100 500匝，交流电峰值电流30 80安培，频率10 50Hz ；高频感应线圈为3 10匝，频率5 80KHz，输出功率1 7Kw。该方法虽然在金属热处理的基础上，降低了残余应力，减小不完全相变的程度，并且无变形，使得零件抗磨损性能得到大幅度提高，但该方法结构较复杂，还需要借助于感应线圈，操作起来也很麻烦。针对现有技术的不足，本发明提高一种既实现零件整体性强、硬度高、形变小、很大程度上提高耐磨性，又结构简单、操作方便的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种既实现零件整体性强、硬度高、形变小、 很大程度上提高耐磨性，又结构简单、操作方便的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备及方法。为解决以上技术问题，本发明的技术方案有两个第一个技术方案一种利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备，关键是 该设备包括一感应器、高压水泵和工作台，感应器包括与高压水泵相连接的铜管、粘贴在铜管上的硅钢片，所述铜管上均勻开有若干直径为1 4mm的水孔，其中水孔与垂直方向夹角为20°，钢板通过钢板固定装置固定在位于感应器下方的工作台的上方，钢板下方依次安装有底部冷却喷水装置及水槽，所述高压水泵为铜管及冷却喷水装置供给高压水，工作台下面设有的丝杠在减速机的带动下在行进轨道上勻速行进，从而带动工作台上的钢板在感应器的作用得到加热后能迅速降温、冷却并硬化。
优选的，该设备采用的高频电源范围为IOKHz 20KHz，输出功率为350KW 380KW。优选的，所述硅钢片用环氧树脂和聚酰胺树脂混合做粘合剂，将硅钢片粘在感应器的铜管上，并用烘干机烘干M小时。优选的，所述高压水泵的压力为30公斤。开水孔为30 40个，水孔间距为2mm， 处理时间20 30min。第二个技术方案一种利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的方法，关键是 采用高频电磁感应器对钢板表面进行热处理的方法，边加热边用高压水迅速均勻冷却。优选的，该设备采用的高频电源范围为IOKHz 20KHz，输出功率为350KW 380KW。优选的，所述硅钢片用环氧树脂和聚酰胺树脂混合做粘合剂，将硅钢片粘在感应器的铜管上，并用烘干机烘干M小时。优选的，所述高压水泵的压力为30公斤，开水孔为30 40个，水孔间距为2mm，处理时间20 30min。优选的，经该设备处理的钢板表面形成一层2 20mm的耐磨层，其硬度可达 55HRC 60HRC 之间。本发明的有益效果通过高频磁场在钢板表面进行热处理，经处理的钢板耐磨层厚度可控制在20mm 2mm之间，硬度在55HRC 60HRC之间，输出功率与处理时间视钢板面积与耐磨层厚度而定。经该方法处理的钢板产品具有整体性强、硬度高、形变小，很大程度上提高了耐磨性，在工矿行业耐磨钢件材料中，具有广阔的应用领域。
下面结合说明书附图对本发明做进一步详细的描述，其中图1为本发明的感应器的结构示意图；图2为本发明的整体结构示意图。1、感应器 101、铜管 102、硅钢片 103、水孔 2、水柱 3、钢板 4、钢板固
定装置 5、底部冷却喷水装置 6、水槽 7、工作台 8、丝杠 9、行进轨道 10、减速机 11、高压水泵
具体实施例方式如图1和图2所示，一种利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备，关键是 该设备包括一感应器1、高压水泵11和工作台7，感应器1包括与高压水泵11相连接的铜管101、粘贴在铜管101上的硅钢片102，所述铜管101上均勻开有若干直径为1 4mm的水孔103，其中水孔103与垂直方向夹角为20°，钢板3通过钢板固定装置4固定在位于感应器1下方的工作台7的上方，钢板3下方依次安装有底部冷却喷水装置5及水槽6，所述高压水泵11为铜管101及冷却喷水装置5供给高压水，铜管101下方产生水柱2，工作台7 下面设有的丝杠8在减速机10的带动下在行进轨道9上勻速行进，从而带动工作台7上的钢板3在感应器1的作用得到加热后能迅速降温、冷却并硬化。该技术的特征是将待处理的钢板3紧固在工作台7上，利用传动装置将钢板3移动到高频线圈感应器1下方。工作时，启动高频机组，感应器1的感应线圈产生热量，对钢板3进行加热，同时线圈上铜管101喷出水柱2对加热后的钢板3进行迅速降温，在此过程中，传动装置使钢板3在感应线圈下表面勻速行进。本方法由西安科大设计，后经自主创新组装的高频电源(IOKHz 20KHz)，输出功率为350KW。自制导磁体，根据感应器大小，做相应形状的硅钢片，再用环氧树脂和聚酰胺树脂混合做粘合剂，将硅钢片粘在此前做好的感应器上，用烘干机烘干M小时，这样可以把所有电磁强制导向所需电磁加热的位置，有着加热效率高、节约电能及工作时间。在自制感应器下端(铜管上)均勻开出若干直径为1 4mm水孔(水孔与垂直方向夹角约为20° )，加热后用30公斤压力水柱(利用高压水泵，经过铜管到达感应器底部) 迅速为钢板降温、冷却，从而达到硬化的目的。将待加工的钢板固定在工作台上，钢板下方安装水喷淋降温装置，使其降温迅速， 以此避免钢板在硬化过程中的变形和开裂。工作台下面的丝杠在减速机的带动下勻速行进，完成顺序硬化。经该方法处理的钢板表面形成一层2 20mm的耐磨层，其硬度可达55HRC 60HRC之间，偶尔出现微小形变，不影响工件的安装和使用。本发明的有益效果通过高频磁场在钢板表面进行热处理，经处理的钢板耐磨层厚度可控制在20mm 2mm之间，硬度在55HRC 60HRC之间，输出功率与处理时间视钢板面积与耐磨层厚度而定。经该方法处理的钢板产品具有整体性强、硬度高、形变小，很大程度上提高了耐磨性，在工矿行业耐磨钢件材料中，具有广阔的应用领域。实施例一水泥厂导流槽配件——耐磨流槽板取65mm中板，厚度为10mm，进行切割，成型尺寸为1200*400*10mm，制作长150mm 的感应线圈，开水孔约30个，水孔直径约2. 5mm，水孔间距约2mm，高频电源的输出功率为 380kw，处理时间为20min。处理结果对比未处理产品洛氏硬度测试结果平均值为22HRC，处理后产品洛氏硬度测试结果平均值为60HRC ；耐磨层厚度控制在4 4. 5mm之间，处理后出现2 3mm形变，可由调平机进行调节；普通流槽板使用寿命在2个月左右，经处理的产品使用寿命可达 20个月。实施例二 水泥生料磨烘干仓耐磨衬板取65mm卷板，厚度为8mm，进行切割，成型尺寸为1600mm*400mm*8mm，制作长150mm 的感应线圈，开水孔约40个，水孔直径约2mm，水孔间距约2mm，高频电源的输出功率为 !350kw，处理时间为30min。处理结果对比未处理产品洛氏硬度测试结果平均值为22HRC，处理后产品洛氏硬度测试结果平均值为59HRC ；耐磨层厚度控制在3 3. 5mm之间，处理后出现2 3mm形变，可以调平机进行调节；普通流槽板使用寿命在2个月左右，经处理的产品使用寿命可达 18个月。必须指出，上述实施例只是对本发明做出的一些非限定性举例说明。但本领域的技术人员会理解，在没有偏离本发明的宗旨和范围下，可以对本发明做出修改、替换和变更，这些修改、替换和变更仍属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备，其特征是该设备包括一感应器、高压水泵和工作台，感应器包括与高压水泵相连接的铜管、粘贴在铜管上的硅钢片，所述铜管上均勻开有若干直径为1 4mm的水孔，其中水孔与垂直方向夹角为20°，钢板通过钢板固定装置固定在位于感应器下方的工作台的上方，钢板下方依次安装有底部冷却喷水装置及水槽，所述高压水泵为铜管及冷却喷水装置供给高压水，工作台下面设有的丝杠在减速机的带动下在行进轨道上勻速行进，从而带动工作台上的钢板在感应器的作用得到加热后能迅速降温、冷却并硬化。
2.根据权利要求1所述的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备，其特征是 该设备采用的高频电源范围为IOKHz 20KHz，输出功率为350KW 380KW。
3.根据权利要求1所述的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备，其特征是 所述硅钢片用环氧树脂和聚酰胺树脂混合做粘合剂，将硅钢片粘在感应器的铜管上，并用烘干机烘干M小时。
4.根据权利要求1所述的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备，其特征是 所述高压水泵的压力为30公斤。
5.根据权利要求1所述的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备，其特征是 开水孔为30 40个，水孔间距为2mm，处理时间20 30min。
6.一种利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的方法，其特征是采用高频电磁感应器对钢板表面进行热处理的方法，边加热边用高压水迅速均勻冷却。
7.根据权利要求6所述的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的方法，其特征是 该设备采用的高频电源范围为IOKHz 20KHz，输出功率为350KW 380KW。
8.根据权利要求6所述的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的方法，其特征是 所述硅钢片用环氧树脂和聚酰胺树脂混合做粘合剂，将硅钢片粘在感应器的铜管上，并用烘干机烘干M小时。
9.根据权利要求6所述的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的方法，其特征是 所述高压水泵的压力为30公斤，开水孔为30 40个，水孔间距为2mm，处理时间20 30mino
10.根据权利要求6所述的利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的方法，其特征是 经该设备处理的钢板表面形成一层2 20mm的耐磨层，其硬度可达55HRC 60HRC之间。
全文摘要
本发明公开了一种利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的设备，包括一感应器、高压水泵和工作台，感应器包括与高压水泵相连接的铜管、粘贴在铜管上的硅钢片，铜管上均匀开有若干水孔，钢板通过钢板固定装置固定在工作台的上方，钢板下方依次安装有底部冷却喷水装置及水槽，高压水泵为铜管及冷却喷水装置供给高压水，工作台下面设有的丝杠在减速机带动下在行进轨道上匀速行进。还有一种利用高频电磁提高钢板硬度及耐磨性能的方法，其特征是采用高频电磁感应器对钢板表面进行热处理的方法，边加热边用高压水迅速均匀冷却。经该方法处理的钢板产品具有整体性强、硬度高、形变小，很大程度上提高了耐磨性。
文档编号C21D1/04GK102242242SQ20111009624
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者张文岐 申请人:张文岐