一种刀模钢淬火生产线、淬火方法及刀模钢加工方法与流程

本发明涉及刀模钢生产设备技术领域，尤其是涉及一种刀模钢淬火生产线、刀模钢淬火方法及刀模钢加工方法。

背景技术：

目前，刀模钢的生产主要是由以下工序加工制得：1)酸洗：将刀模钢卷板原料经过酸洗线去掉锈蚀和污物；2)分条：将经过酸洗的原料通过分条机分条、分卷；3)轧制：经过分条机的刀模钢条通过轧机轧平基本成形；4)热处理：经过轧制的刀模钢条经过热处理线淬火、回火以提高刀模钢的硬度和韧性；5)刃磨：由五道砂轮依刃口要求对刀模钢带进行分级磨削；6)抛光：使用抛光机对刀模钢刃口进行抛光；7)刀刃淬火、回火：用高频对刀模钢刃口进行淬火和回火；8)分卷：对大盘刀模钢按规格进行分卷、涂油和捆扎；9)包装：将按规格分卷后的刀模装袋、装箱包装。

现工序4)热处理采用的是铅浴炉热处理，由于采用铅为热处理介质，铅为对人体有害的元素，尽管采用收集处理并对环境进行净化，但是还仍有残余的有害成分侵蚀我们的周围环境，给我们的生活与工作带来了危害；热处理后，为了快速冷却使刀带降温达到设定的温度采用开放式冷却，由此所产生的烟雾由抽风系统来完成收集并处理排放，成本高，浪费大，且由于冷却装置是开放式的，烟雾量大，温度高，无法全部及时完成抽风工作，对于周边的烟雾难以及时收集控制，导致生产车间空气污染，无法满足刀带正常生产的需要。

因此，如何避免刀模钢的生产时热处理带来的污染，及如何降低刀模钢热处理的成本，避免浪费是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种刀模钢淬火生产线、刀模钢淬火方法以及刀模钢加工方法，以实现避免刀模钢的生产时热处理带来的污染，及降低刀模钢热处理的成本，避免浪费。

为了实现上述目的，本发明提供了一种刀模钢淬火生产线，所述刀模钢淬火生产线包括：供料装置，用于提供刀模钢；夹送定位装置，用于将所述供料装置输送的刀模钢输送到预设工位；调速装置，用于控制所述刀模钢的送料速度；电控装置，用于控制与所述电控装置电性连接的所述调速装置以及所述夹送定位装置；淬火炉，设置在所述供料装置的后方，用于对输送至所述淬火炉的刀模钢进行淬火热处理；等温的盐浴炉，设置在所述淬火炉的后方，用于对经所述淬火炉淬火热处理后的刀模钢进行等温盐浴淬火，所述盐浴炉内设置有导带辊，所述导带辊用于将刀模钢压低使得刀模钢充分接触盐浴介质；回火炉，设置在所述盐浴炉的后方，用于对经等温盐浴淬火的刀模钢进行回火处理；冷却装置，设置在所述回火炉的后方，用于对经回火处理的刀模钢进行封闭式冷却；收料装置，设置在所述冷却装置的后方，用于对冷却后的刀模钢进行收料。

作为可选的技术方案，还包括抽风装置，与所述冷却装置连接，用于将所述冷却装置中的气体抽出。

作为可选的技术方案，所述夹送定位装置包括：与所述电控装置电连接的定位传感器；以及多个输送辊，用于输送所述刀模钢，且输送辊的第一动力装置与所述电控装置电连接。

作为可选的技术方案，所述夹送定位装置包括第二动力装置、齿轮、齿条和用于夹持所述刀模钢的机械夹手；

所述第二动力装置与所述电控装置电连接，且所述第二动力装置用于给所述齿轮传递动力；

所述齿轮和所述齿条配合；

所述机械手安装在所述齿条上。

作为可选的技术方案，所述机械夹手包括第一支架、第一夹板、第二夹板、第一推力气缸和第二推力气缸；

所述第一支架安装在所述齿条上；

所述第一夹板和所述第二夹板分别设置在刀模钢的上下两侧，所述第一推力气缸的缸体与所述第二推力气缸的缸体均分别与所述第一支架连接，所述第一推力气缸的缸杆与所述第一夹板连接，所述第二推力气缸的缸杆与所述第二夹板连接；

所述第一推力气缸和第二推力气缸均与所述电控装置电连接；

当所述第一推力气缸的缸杆和所述第二推力气缸的缸杆伸出时，带动所述第二夹板夹持所述刀模钢。

作为可选的技术方案，所述机械夹手包括第二支架以及吸盘；

所述第二支架与所述齿条连接；

所述吸盘安装在所述第二支架上，且所述吸盘能够吸住所述刀模钢。

作为可选的技术方案，还包括设置在所述收料装置和所述冷却装置之间的用于整平的S型机。

作为可选的技术方案，还包括用抛光机，用于对刀模钢进行抛光，且所述抛光机设置在所述S型机和所述冷却装置之间。

作为可选的技术方案，所述冷却装置的内部设置有多个冷却喷头，所述冷却喷头设置成上下两层。

作为可选的技术方案，还包括氨气分解炉，用于给所述淬火炉及所述回火炉提供保护气体。

作为可选的技术方案，所述刀模钢的送料速度为2.1～2.4M/min；所述淬火炉的入口段温度为820～840℃，所述淬火炉的中间段温度为850～880℃，所述淬火炉的出口段温度为850～880℃；所述盐浴炉的温度为375～385℃，等温盐浴淬火时间为50～60min；所述回火炉的加热温度为930～970℃。

本发明还提供一种刀模钢淬火方法，该刀模钢淬火方法包括：

提供刀模钢；

将所述刀模钢输送到预设工位，并控制所述刀模钢的送料速度；

对输送到淬火热处理对应的预设工位的刀模钢进行淬火热处理；

对经淬火热处理后刀模钢进行等温盐浴淬火，并将刀模钢压低使得刀模钢充分接触盐浴介质；

对经等温盐浴淬火后的刀模钢进行回火处理；以及

对经回火处理后的刀模钢进行封闭式冷却，并对冷却后的刀模钢进行收料。

作为可选的技术方案，所述刀模钢的送料速度为2.1～2.4M/min；所述淬火热处理的入口段温度为820～840℃，中间段温度为850～880℃，出口段温度为850～880℃；所述等温盐浴淬火的温度为375～385℃，时间为50～60min；所述回火处理的加热温度为930～970℃。

本发明还提供一种刀模钢加工方法，该刀模钢加工方法包括：

剪切：将宽度为70～110mm、长度为50～100m，厚度为2.5～4.0mm的中碳钢带一次性剪切成所需宽度钢带，自动绕成盘状；

正火：将盘装钢带送入中温井式电阻炉进行升温正火，温度为815～840℃，时间为50～60min；

酸洗以及轧制：将经过正火的钢带进行酸洗，使之成线状连续通过二辊式轧制拉边机轧制、拉边去毛刺；

刀模钢淬火处理：采用如权利要求12-13中任意一项所述的刀模钢淬火方法对经酸洗以及轧制后的钢带进行淬火处理；

刃磨：在经刀模钢淬火处理后的钢带的上磨削出刀刃；

刀刃处理：对刀刃进行高频淬火热处理，其中钢带夹持输送速度为1.0M/min，刀刃的加热温度为930～950℃，再经回火及发蓝。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的刀模钢淬火生产线、淬火方法以及刀模钢加工方法，供料装置提供刀模钢，经过电控装置控制调速装置，实现刀模钢按照需要的速度输送，夹送定位装置由电控装置控制将刀模钢输送到需要的各个工位，刀模钢依次经过淬火炉淬火，盐浴炉冷却，回火炉回火及冷却装置冷却，最终通过收料装置收集起来。在本发明中，采用等温盐浴炉取代原有的铅浴炉，降低生产成本，保证周围环境不侵蚀；由于采用的盐浴介质的热容量大，使刀带迅速降温到所需要的温度，减少了降温时间，保证刀模钢淬火后迅速降温到形成硬度和韧性等综合机械性能都比较高的下贝氏体的温度，从而保证了质量，提高了生产效率；将刀模钢压低的导带辊实现了刀模钢的刀带盐浴时间，从而增加等温热处理时间，更好地保证等温热处理的充足性，提高热处理效果；由于冷却装置为封闭的结构，实现了烟雾在封闭腔体内的收集，保证周围环境不污染并保持空气净化；由于本发明中包含调速装置，可依据热处理节拍需要对速度可调可控，提高了产品热处理质量以及生产效率。

附图说明

图1所示为本发明提供的刀模钢淬火生产线的结构示意图；

图2所示为本发明提供的刀模钢淬火生产线的机械夹手结构示意图；

图3所示为本发明的刀模钢淬火方法的流程示意图；

图4所示为本发明的刀模钢加工方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，为本发明提供的刀模钢淬火生产线的结构示意图。本发明公开了一种刀模钢淬火生产线，包括供料装置1、夹送定位装置2、调速装置、电控装置、淬火炉3、盐浴炉4、回火炉5、冷却装置6以及收料装置7。

供料装置1用于提供刀模钢，其中，供料装置1可以将刀模钢成卷放置。

夹送定位装置2用于将所述供料装置输送的刀模钢输送到预设工位，其中上述预设工位是指需要输送到淬火炉3、盐浴炉4、回火炉5、冷却装置6等工位。

调速装置用于控制所述刀模钢的送料速度，其中上述调速装置在本实施例中指全线变频调速装置，上述刀模钢的送料速度例如为2.1～2.4M/min。

电控装置用于控制与所述电控装置电性连接的所述调速装置以及所述夹送定位装置，以及电控装置控制夹送定位装置和调速装置的动作。

淬火炉3设置在所述供料装置1的后方，用于对刀模钢进行热处理。其中，淬火炉的入口段温度例如为820～840℃，中间段温度为850～880℃，出口段温度为850～880℃。

等温的盐浴炉4，设置在所述淬火炉3后方，用于对经所述淬火炉3淬火热处理后的刀模钢进行等温盐浴淬火，所述盐浴炉4内设置有导带辊，所述导带辊用于将刀模钢压低使得刀模钢充分接触盐浴介质，其中本实施方式中盐浴炉采用亚硝酸钠为盐浴介质。其中盐浴炉的温度例如为375～385℃，等温盐浴淬火时间为50～60min。

回火炉5设置在所述盐浴炉4后方，用于对经等温盐浴淬火的刀模钢进行回火处理，其中回火炉的加热温度例如为930～970℃。

冷却装置6设置在所述回火炉5的后方，用于对经回火处理的刀模钢进行封闭式冷却，其中，冷却装置6包括密闭的箱体和设置在箱体内的能够喷出冷却液的装置。

收料装置7设置在所述冷却装置6的后方，用于对冷却后的刀模钢进行收料。

需要说明的是，本发明中的后方指的是刀模钢淬火生产线上沿着刀模钢的前进方向所指的后方。

本发明提供的刀模钢淬火生产线，供料装置1提供刀模钢，经过电控装置控制调速装置，实现刀模钢按照需要的速度输送，夹送定位装置2由电控装置控制将刀模钢输送到需要的各个工位，刀模钢依次经过淬火炉3淬火，盐浴炉4冷却，回火炉5回火及冷却装置6冷却，最终通过收料装置7收集起来。

在本发明中：

(1)采用等温盐浴炉取代原有的铅浴炉，降低生产成本，保证周围环境不侵蚀；

(2)由于采用的盐浴介质的热容量大，使刀带迅速降温到所需要的温度，减少了降温时间，保证刀模钢淬火后迅速降温到形成硬度和韧性等综合机械性能都比较高的下贝氏体的温度，从而保证了质量，提高了生产效率；

(3)将刀模钢压低的导带辊实现了刀模钢的刀带盐浴时间，从而增加等温热处理时间，更好地保证等温热处理的充足性，提高热处理效果；

(4)由于冷却装置6为封闭的结构，实现了烟雾在封闭腔体内的收集，保证周围环境不污染并保持空气净化；

(5)由于本发明中包含调速装置，可依据热处理节拍需要对速度可调可控，提高了产品热处理质量以及生产效率。

(6)采用电控装置控制刀模钢淬火生产线的生产速度，效率高，减少了人工劳动强度。

本发明还提供第二实施例，本实施例中的刀模钢淬火生产线和上一实施例中的的刀模钢淬火生产线的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。

本实施例中，公开了刀模钢淬火生产线还包括与冷却装置6连接的抽风装置，抽风装置能够将冷却装置6中的气体抽出。使用时，封闭的冷却装置6将烟雾收集起来，通过抽风机的抽风工作，避免生产车间空气污染。

本实施例具体公开了夹送定位装置2包括：与电控装置电连接的定位传感器；多个输送原料刀模钢的输送辊，且输送辊的第一动力装置与电控装置电连接。使用时，第一动力装置启动，输送辊输送刀模钢，当定位传感器检测到到位信号后，传给电控装置，电控装置控制第一动力装置停止运动，输送辊即停止输送刀模钢。

为了整平淬火及回火后的刀模钢，本发明公开的刀模钢淬火生产线还包括设置在收料装置7与冷却装置6之间的用于整平的S型机8。

为了保证刀模钢表面平滑度，本发明公开的刀模钢淬火生产线还包括用于抛光的抛光机9；抛光机9设置在S型机8与冷却装置6之间。

为了更好的冷却刀模钢，本发明公开了冷却装置6的内部设置有多个能够喷出等温水的冷却喷头，冷却喷头设置成上下两层，共7排。通过配置上下两层喷头喷淋冷却，继续进行一道封闭的快速等温水冷却，稳定刀模钢的晶体组织，较好地抑制了回火脆性，从而更好地提高刀带的硬度、强度均匀性以及抗疲劳强度、韧性的稳定性，以保证等温炉温度稳定在所需要生成的强度和韧性等综合机械性能都有明显提高的下贝氏体组织的温度，保证产品质量。

为了保护刀模钢在淬火及回火表面，本发明公开了刀模钢淬火生产线还包括给盐浴炉4及回火炉5提供保护气体的氨气分解炉。氨气在200度以上分解，形成氮气和氢气，在刀模钢的表面形成保护层。

本发明公开的生产线，所采用的等温盐浴介质热容量大，在搅拌装置的带动下能迅速带走奥氏体化后的刀模钢的钢带的大部分热量，大约能使钢带从870-920℃降低到520-600℃，而生成的下贝氏体的理想温度是390-410℃；淬火热处理后的残余应力进而消除，决定淬火热处理后继续进行一道七排的快速等温水冷却，稳定晶体组织，较好地抑制了回火脆性，从而更好地提高刀带的硬度、强度均匀性以及抗疲劳强度、韧性的稳定性。

电控装置的控制柜上面设置对应的几个简单的控制按钮，操作简单、人性化，操作工只需简单的培训，可立即上手操作使用。

本发明采用全线变频调速，可依据热处理节拍需要对速度可调可控，提高了产品热处理质量以及生产率。

请参阅图2，本发明提供的第三实施例中，刀模钢淬火生产线和第二实施例中的刀模钢淬火生产线的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。

在本实施例中，具体公开了夹送定位装置包括第二动力装置、齿轮、齿条和用于夹持原料刀模钢的机械夹手21；第二动力装置与电控装置电连接，且第二动力装置用于给齿轮传递动力；齿轮和齿条配合；机械手安装在齿条上。使用时，机械手夹持刀模钢，第二动力装置启动，齿轮将动力传给齿条，齿条带动机械手运动，电控装置通过控制第二动力装置控制齿条的运动位移，进而实现机械手将刀模钢输送到制定的工位。

进一步地，本发明公开了刀模钢淬火生产线中，具体公开了机械夹手21包括第一支架211、第一夹板212、第二夹板213、第一推力气缸214和第二推力气缸215；第一支架211安装在齿条上；第一夹板212和第二夹板213分别设置在原料(刀模钢)的上下两侧，第一推力气缸214的缸体与第二推力气缸215的缸体均分别与第一支架211连接，第一推力气缸214的缸杆与第一夹板212连接，第二推力气缸215的缸杆与第二夹板213连接；第一推力气缸214和第二推力气缸215均与电控装置电连接；当第一推力气缸214的缸杆和第二推力气缸215的缸杆伸出时，能够带动第二夹板213夹持刀模钢。当机械手需要夹持刀模钢时，第一推力气缸214和第二推力气缸215伸出，推动第一夹板212和第二夹板213夹紧刀模钢；当刀模钢到达指定的工位，第一推力气缸214和第二推力气缸215收缩，分别带动第一夹板212和第二夹板213夹远离，松开刀模钢。

本发明提供的第四实施例中的刀模钢淬火生产线和第三实施例中的刀模钢淬火生产线的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。

在本实施例中，公开了机械夹手21包括第二支架和吸盘；其中，第二支架与齿条连接；吸盘安装在第二支架上，且吸盘能够吸住原料。当机械手需要夹持刀模钢时，吸盘吸住刀模钢；当刀模钢到达指定的工位，吸盘松开刀模钢。

请参见图3，图3所示为本发明的刀模钢淬火方法的流程示意图；本发明还提供一种刀模钢淬火方法，该刀模钢淬火方法包括以下步骤：

步骤S1，提供刀模钢；

步骤S2，将所述刀模钢输送到预设工位，并控制所述刀模钢的送料速度；

步骤S3，对输送到淬火热处理对应的预设工位的刀模钢进行淬火热处理；

步骤S4，对经淬火热处理后刀模钢进行等温盐浴淬火，并将刀模钢压低使得刀模钢充分接触盐浴介质；

步骤S5，对经等温盐浴淬火后的刀模钢进行回火处理；以及

步骤S6，对经回火处理后的刀模钢进行封闭式冷却，并对冷却后的刀模钢进行收料。

其中，所述刀模钢的送料速度例如为2.1～2.4M/min；所述淬火热处理的入口段温度例如为820～840℃，中间段温度为850～880℃，出口段温度为850～880℃；所述等温盐浴淬火的温度例如为375～385℃，时间为50～60min；所述回火处理的加热温度例如为930～970℃。

另外，上述刀模钢淬火方法可采用本发明的上述刀模钢淬火生产线来实现，具体可参考上述描述，在此不再赘述。

请参见图4，图4所示为本发明的刀模钢加工方法的流程示意图，本发明还提供一种刀模钢加工方法，该刀模钢加工方法包括以下步骤：

步骤S11，剪切：将宽度为70～110mm、长度为50～100m，厚度为2.5～4.0mm的中碳钢带一次性剪切成所需宽度钢带，自动绕成盘状；

步骤S12，正火：将盘装钢带送入中温井式电阻炉进行升温正火，温度为815～840℃，时间为50～60min；

步骤S13，酸洗以及轧制：将经过正火的钢带进行酸洗，使之成线状连续通过二辊式轧制拉边机轧制、拉边去毛刺；

步骤S14，刀模钢淬火处理：采用如上述的刀模钢淬火方法对经酸洗以及轧制后的钢带进行淬火处理；

步骤S15，刃磨：在经刀模钢淬火处理后的钢带的上磨削出刀刃；

步骤S16，刀刃处理：对刀刃进行高频淬火热处理，其中钢带夹持输送速度为1.0M/min，刀刃的加热温度为930～950℃，再经回火及发蓝。

请参见下表1，表1为采用上述刀模钢加工方法(步骤S11-S16)获得的刀模钢产品的主要技术参数。

表1刀模钢产品的主要技术参数

备注：1.硬度标准：H级30～32，K级33～35，Y级36～38，T级≥39；硬度一头为Y级，一头为K级，定为K级。

2.垂直度采用1.5m的量尺测量。

3.每件产品只允许有一个接头。

4.折弯等级是用表内的角度折弯不裂的，即符合该等级。

从上表1，我们可以看到，采用本发明的刀模钢加工方法加工后的刀模钢，其产品较长，为50～100m不等，且刀体较薄，村头浪费少，材料节省，而且在产品较长、厚度较薄的情况下，还能保持刀体以及刀刃的硬度较佳(其刀体的硬度能够达到Y级，而其刀刃的硬度能够达到T级)；另外，加工后的刀模钢的垂直度能够保持在±2.5；而且从折弯等级来看，加工后的刀模钢的韧性好。

在本发明中的“第一”、“第二”等均为描述上进行区别，没有其他的特殊含义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造性特点相一致的最宽的范围。