多功能热处理淬火水槽的制作方法

本实用新型涉及一种多功能热处理淬火水槽，属于热处理技术领域。

背景技术：

目前热处理整体淬火多为将工件在电阻炉内加热至钢的临界温度以上保温一定时间，出炉转移至淬火水槽内，进行冷却淬火。

现有淬火水槽主要在槽底布置喷水管路，由外部搅拌水泵实现抽、回喷槽内水达到使槽内淬火水循环搅拌快速冷却的效果。

由于目前淬火水槽仅在槽底部布置喷水管口，其实现的淬火模式较少，主要为在不开启搅拌水泵下的静水淬火及在开启搅拌水泵下的搅拌快速冷却两种模式。又由于淬火时往往是一筐多个工件或尺寸较大工件进入水槽淬火时，上部工件（部位）与下部工件（部位）到槽底喷水管口的距离不同，造成工件的冷却不均，工件内部应力分布不均，易产生淬火后工件硬度不均匀或因应力不均产生裂纹。

技术实现要素：

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：为解决上述问题之一，提供一种多功能热处理淬火水槽。

本实用新型所述的多功能热处理淬火水槽，其特征在于：包括上翻喷水底盘、喷雾组、槽体、涡流喷水组、涡流喷水组水泵、上翻喷水泵、喷雾组连接管、高压喷雾泵、上翻喷水泵抽水管、涡流喷水组水泵进水管、高压喷雾泵抽水管和涡流喷水组连接管，上翻喷水底盘位于槽体的内底部，槽体的外侧设置有上翻喷水泵，上翻喷水泵的出液口与上翻喷水底盘连通，上翻喷水泵的进液口上设置有上翻喷水泵抽水管，上翻喷水泵抽水管的另一端与槽体的内腔连通，槽体的内壁上部设置有喷雾组，槽体的外侧设置有高压喷雾泵，高压喷雾泵的出液口上连接有喷雾组连接管，喷雾组连接管的另一端与喷雾组连通，高压喷雾泵的进液口上连接有高压喷雾泵抽水管，高压喷雾泵抽水管的另一端与槽体的内腔连通，槽体的内壁下部设置有涡流喷水组，槽体的外侧设置有涡流喷水组水泵，涡流喷水组水泵的出液口上设置有涡流喷水组连接管，涡流喷水组连接管的另一端与涡流喷水组连通，涡流喷水组水泵的进液口上设置有涡流喷水组水泵进水管，涡流喷水组水泵进水管的另一端与槽体的内腔连通。

所述上翻喷水底盘包括底盘进水管、盘管和上喷水嘴，在槽体底部均布盘管，盘管上竖直均布有上喷水嘴，上喷水嘴的内管径面积总和小于等于底盘进水管面积。

所述喷雾组共设置有六组，六组喷雾组均布在槽体的内壁上；涡流喷水组共设置有六组，六组涡流喷水组均布在槽体的内壁上。

所述高压喷雾泵设置的数量与喷雾组设置的数量相同，涡流喷水组设置的数量与涡流喷水组水泵设置的数量相同。

所述喷雾组包括喷雾竖管和喷雾头，喷雾头沿喷雾竖管呈一字等距均布，喷雾竖管沿槽体内壁均布，喷雾竖管下部开进水管口，通过进水管口与喷雾组连接管连接。

所述槽体包括圆环形槽壁和槽底，圆环形槽壁底部设置槽底，圆环形槽壁与槽底一体成型。

所述涡流喷水组包括涡流喷水嘴和涡流竖管，涡流竖管均布在槽体内壁，涡流喷水嘴以一定倾斜角度均布在涡流喷水嘴上，以使喷出的水流形成围绕槽体中心旋转的涡流，涡流竖管上开有进水孔，通过进水孔与涡流喷水组连接管连接。

所述多功能热处理淬火水槽，还包括底板，槽体、上翻喷水泵、涡流喷水组水泵、高压喷雾泵均安装在底板上。

本实用新型的工作原理：在槽体外安装有高压喷雾泵，高压喷雾泵通过高压喷雾泵抽水管抽取槽体内淬火水，并通经过施加高压后通过喷雾组连接管进入喷雾组雾化，向槽体内部喷洒雾化淬火水，雾化冷却喷雾量可通过调节高压喷雾泵开关量大小控制，以控制不同雾化冷速。在槽体外安装涡流喷水组水泵，通过涡流喷水组水泵进水管抽取槽体内的淬火水（淬火介质），通过涡流喷水组连接管将加压后的水流输送给涡流喷水组，淬火水按一定倾斜角度（0-90°）的喷水嘴喷入槽体内，槽体内的淬火水以涡流形式围绕槽体中心旋转，实现对处于水中高温工件快速涡流冷却淬火。涡流旋转剧烈程度可通过涡流喷水组水泵上的开关开启大小控制，以控制冷速，满足不同工件冷速需求。在槽体外安装上翻喷水泵，通过上翻喷水泵抽水管将槽体内的淬火水加压后输送给上翻喷水底盘，淬火水通过上翻喷水底盘上的水嘴竖直向上喷出，对处于淬火水中工件即可实现上翻喷水冷却；上翻喷水水流速度可以通过上翻喷水泵开关开启大小控制，以控制流速，满足不同工件冷速需求。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的多功能热处理淬火水槽，设置有4种不同冷却装置，相互组合可实现24种不同冷却淬火模式，可满足不同材质，型号的工件对淬火冷却的需求；

2、结构复杂工件加热至奥氏体均匀化后，为防止淬火过程应力过大，往往采取在组织转变点（列如共析点）前进行在空气中或保护气氛中预冷，由于预冷过程冷速缓慢易造成先共析相的析出（例如先共析铁素体、先共析渗碳体），造成淬火后材料性能降低。本发明专利布置了喷雾冷却装置，可实现在组织转变点前以高于空冷的速度冷却，减少先共析相的析出。

3、针对目前在用淬火水槽喷水嘴主要部于槽体底部，垂直上喷，在较多工件同时入水淬火或单体较大工件入水淬火时，往往底部靠近水嘴处冷速高，上部远离水嘴处冷速低，造成淬火冷却不均，硬度不均，工件淬火内应力不同的问题。本发明专利在槽体内侧壁布置了涡流喷水组，可实现淬火水喷射到槽体内部以旋转涡流形式流动，喷射压力大小可调，增大了冷却能力，使工件上下部位冷却更均匀，淬火后硬度均匀化，工件内应力均匀化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中上翻喷水底盘的结构放大示意图；

图3为图1中喷雾组的结构放大示意图一；

图4为图1中喷雾组的结构放大示意图二；

图5为图1中涡流喷水组的结构放大示意图一；

图6为图1中涡流喷水组的结构放大示意图二。

图中：1、上翻喷水底盘 1.1、底盘进水管 1.2、盘管 1.3、上喷水嘴 2、喷雾组 2.1、喷雾竖管 2.2、喷雾头 3、槽体 4、涡流喷水组 4.1、涡流喷水嘴 4.2、涡流竖管 5、底板 6、涡流喷水组水泵 7、上翻喷水泵 8、喷雾组连接管 9、高压喷雾泵 10、上翻喷水泵抽水管 11、涡流喷水组水泵进水管 12、高压喷雾泵抽水管 13、涡流喷水组连接管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

以下通过具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不用以限制本实用新型，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实施例一

如图1-6所示，所述多功能热处理淬火水槽，包括上翻喷水底盘1、喷雾组2、槽体3、涡流喷水组4、涡流喷水组水泵6、上翻喷水泵7、喷雾组连接管8、高压喷雾泵9、上翻喷水泵抽水管10、涡流喷水组水泵进水管11、高压喷雾泵抽水管12和涡流喷水组连接管13，上翻喷水底盘1位于槽体3的内底部，槽体3的外侧设置有上翻喷水泵7，上翻喷水泵7的出液口与上翻喷水底盘1连通，上翻喷水泵7的进液口上设置有上翻喷水泵抽水管10，上翻喷水泵抽水管10的另一端与槽体3的内腔连通，槽体3的内壁上部设置有喷雾组2，槽体3的外侧设置有高压喷雾泵9，高压喷雾泵9的出液口上连接有喷雾组连接管8，喷雾组连接管8的另一端与喷雾组2连通，高压喷雾泵9的进液口上连接有高压喷雾泵抽水管12，高压喷雾泵抽水管12的另一端与槽体3的内腔连通，槽体3的内壁下部设置有涡流喷水组4，槽体3的外侧设置有涡流喷水组水泵6，涡流喷水组水泵6的出液口上设置有涡流喷水组连接管13，涡流喷水组连接管13的另一端与涡流喷水组4连通，涡流喷水组水泵6的进液口上设置有涡流喷水组水泵进水管11，涡流喷水组水泵进水管11的另一端与槽体3的内腔连通。

本实施例中，所述上翻喷水底盘1包括底盘进水管1.1、盘管1.2和上喷水嘴1.3，在槽体3底部均布盘管1.2，盘管1.2上竖直均布有上喷水嘴1.3，上喷水嘴1.3的内管径面积总和小于等于底盘进水管1.1面积；所述喷雾组2共设置有六组，六组喷雾组2均布在槽体3的内壁上；涡流喷水组4共设置有六组，六组涡流喷水组4均布在槽体3的内壁上；所述高压喷雾泵9设置的数量与喷雾组2设置的数量相同，涡流喷水组4设置的数量与涡流喷水组水泵6设置的数量相同；所述喷雾组2包括喷雾竖管2.1和喷雾头2.2，喷雾头2.2沿喷雾竖管2.1呈一字等距均布，喷雾竖管2.1沿槽体3内壁均布，喷雾竖管2.1下部开进水管口，通过进水管口与喷雾组连接管8连接；所述槽体3包括圆环形槽壁和槽底，圆环形槽壁底部设置槽底，圆环形槽壁与槽底一体成型；所述涡流喷水组4包括涡流喷水嘴4.1和涡流竖管4.2，涡流竖管4.2均布在槽体3内壁，涡流喷水嘴4.1以一定倾斜角度均布在涡流喷水嘴4.1上，以使喷出的水流形成围绕槽体3中心旋转的涡流，涡流竖管4.2上开有进水孔，通过进水孔与涡流喷水组连接管13连接；所述多功能热处理淬火水槽，还包括底板5，槽体3、涡流喷水组水泵6、高压喷雾泵9均安装在底板5上。

本具体实施方式的工作原理：工作时，先在槽体3内注入淬火水（淬火介质）至涡流喷水组4上方，喷雾组2下方。开启高压喷雾泵9，通过高压喷雾泵抽水管12将槽体3内的淬火水抽至高压喷雾泵9内，经过施加高压，高压水流通过喷雾组连接管8连接管进入喷雾组2雾化后，向槽体3内部喷洒雾化淬火水，当高温工件处于槽内水面上方的雾化组处位置时，即可对工件进行雾化冷却，雾化冷却喷雾量可通过调节高压喷雾泵开关量大小控制，以控制不同雾化冷速。雾化过程冷速大于空冷，远低于水冷，此过程可控制高温奥氏体化的工件，在连续冷却时先共析相的析出量，减少先共析铁素体或渗碳体的析出。满足不同材质、型号工件对冷速的需求；

开启涡流喷水组水泵6时，通过涡流喷水组水泵进水管11抽取槽体内的淬火水（淬火介质），通过涡流喷水组连接管13将加压后的水流输送给涡流喷水组4，淬火水按一定倾斜角度（0-90°）的喷水嘴喷入槽体内，槽体内的淬火水以涡流形式围绕槽体中心旋转，实现对处于水中高温工件快速涡流冷却淬火。高速旋转的涡流可缩短工件淬火过程中的蒸汽膜阶段，使工件冷却过程快速进入沸腾阶段，提高冷速。涡流旋转剧烈程度可通过涡流喷水组水泵上的开关开启大小控制，以控制冷速，满足不同工件冷速需求；

开启上翻喷水泵7，通过上翻喷水泵抽水管10将槽体内的淬火水加压后输送给上翻喷水底盘1，淬火水通过上翻喷水底盘上的水嘴竖直向上喷出，对处于淬火水中工件即可实现上翻喷水冷却；

在不开启任何泵组的情况下，可实现静水冷却；

以上4种冷却方式可根据不同工件淬火冷却时不同组织转变阶段的冷速不同，相互结合，淬火冷却组合模式多大24种，以更精准的控制冷却过程中组织的转变过程。

优选的，在槽体内部侧壁布置喷雾组，还包括与外部高压喷雾泵及连接管道，实现了工件在冷却前期的喷雾预冷；

优选的，在槽体内部侧壁布置涡流喷水组，喷水嘴以一定倾斜角度（0~90°）喷射淬火水，以在槽体内部形成涡流，还包括与外部涡流喷水组水泵及连接管道，实现了涡流淬火；

优选的，在槽体底部布置垂直上翻喷水底盘，盘管呈圆环状均布于槽体底部，盘管上均布垂直向上的喷水嘴，且所有喷水嘴内径总面积小于底盘进水管内径面积。

优选的，喷雾冷却、涡流冷却、上翻喷水冷却、静水冷却4种冷却方式，可以相互组合成24种不同的冷却模式。

相关术语解释

连续冷却：指工件奥氏体化以后，以不同的冷却速度连续冷却时，过冷奥氏体发生的转变。

先共析转变：指在共析转变之前发生的转变。

淬火：钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。

蒸汽膜阶段：高温工件投入到淬火介质后，一瞬间在工件表面产生大量过热蒸汽，紧贴工件形成连续的蒸汽膜，使工件与液体分开。

沸腾阶段：工件进一步冷却，蒸汽膜破裂，淬火介质与工件表面直接接触，形成大量气泡逸出液体，快速冷却阶段。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。