复合介质的支重轮热处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种复合介质的支重轮热处理工艺，包括步骤：S1，支重轮绕其中心转动，通过感应圈体对所述支重轮依次进行高频?中频的感应加热；S2，对感应加热后的支重轮冷却：通过喷淋罩内矩阵排列并且朝向所述支重轮的喷嘴对感应加热后的支重轮依次进行清水?盐水?油的喷淋冷却；S3，对经过喷淋冷却的支重轮依次回火加热、保温、空气中冷却；其中，步骤S3具体包括以下步骤：S31，对喷淋冷却后的支重轮进行回火加热，加热到500度?550度；S32，对加热到500度?550度的支重轮保温150秒；S33，对回火加热并保温的支重轮停止保温，冷却。本发明提供一种支重轮热处理工艺，具有支重轮硬度均匀、淬火效率高的优点。
【专利说明】
复合介质的支重轮热处理工艺
技术领域
[0001]本发明涉及金属材料热处理工艺，更具体地说，本发明涉及一种复合介质的支重轮热处理工艺。
【背景技术】
[0002]支重轮是履带式工程机械底盘四轮一带中的一种，主要应用于承载推土机、挖掘机等大型机械的重量，让履带能沿着支重轮滚动的方向前进，因此需要支重轮具有较强的强度、硬度、耐磨性。现有技术中通常采用淬火工艺，通过对支重轮表面进行淬火、回火等工艺处理来增加支重轮表面的硬度。淬火工艺中通常采用感应线圈对支重轮加热，并且采用中频感应加热来保证支重轮的硬度。
[0003]现有技术中，淬火中感应加热后的冷却步骤中，水是应用最广泛的淬火冷却介质，具有较强的冷却能力，但是它的冷却特性并不是很理想，在需要较冷的650度-500度范围内，它的冷却速度较小，而在300度-200度需要慢冷时，它的冷却速度比要求大，这样容易使零件产生变形，甚至开裂;盐水的冷却能力比清水更强，在650度-500度范围内，冷却能力比清水提高近I倍，这对于保证零件的淬硬来说是非常有利的，但盐水在300度-200度范围内，冷却速度和清水一样快，使工件容易变形，甚至开裂;油淬在300度-200度范围内对降低零件的变形与开裂是有利的，在650度-500度范围内对防止过冷奥氏体的转变是不利的，硬度欠佳，耗费工时、效率低、污染大。另外，回火温度通常在390度-410度，该回火温度较低、热传导效果较差，导致回火时周围环境温度不均，从而导致支重轮本身及支重轮与支重轮之间硬度不均匀。
【发明内容】
[0004]针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种支重轮热处理工艺，通过采用清水-盐水-油的冷却工艺以及调高支重轮的回火温度，解决了现有技术中支重轮淬火速度慢、存在变形开裂以及淬火后硬度不一的问题，具有支重轮硬度均匀、淬火效率高的优点。
[0005]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现:
[0006]本发明所述的复合介质的支重轮热处理工艺，包括以下步骤:
[0007]SI，支重轮绕其中心转动，通过感应圈体对所述支重轮依次进行高频-中频的感应加热；
[0008]S2，对感应加热后的支重轮冷却:通过喷淋罩内矩阵排列的喷嘴对感应加热后的支重轮依次进行清水-盐水-油的喷淋冷却；
[0009]S3，对经过喷淋冷却的支重轮依次回火加热、保温、冷却;其中，步骤S3具体包括以下步骤:
[0010]S31，对喷淋冷却后的支重轮进行回火加热，加热到500度-550度；
[0011 ] S32，对加热到500度-550度的支重轮保温150秒；
[0012]S33，对回火加热并保温的支重轮停止保温，在空气中冷却。
[0013]优选的是，所述感应圈体的形状与所述支重轮的形状相同，其在通电状态下对所述支重轮同时均匀加热；所述感应圈体套设在所述支重轮外侧且所述支重轮之间存在缝隙。
[0014]优选的是，所述喷淋罩的形状与所述支重轮的形状相同，每个所述喷嘴到所述支重轮表面的距离相等。
[0015 ]优选的是，步骤SI中高频-中频的感应加热，具体步骤包括:
[0016]Sll，感应圈体通过选择开关连接到高频感应加热电源，加热到910度± 20度，保温20秒；
[0017]S12，感应圈体通过选择开关连接到中频感应加热电源，加热到870度± 20度，保温140 秒。
[0018]优选的是，步骤S2具体包括以下步骤:
[0019]S21，所述喷嘴通过转换开关连接储水罐，所述喷嘴通过吸取所述储水罐的水喷淋所述支重轮，温度传感器实时读取支重轮表面温度并显示；
[0020]S22，当所述温度传感器的读取温度在650度-500度，所述喷嘴通过所述转换开关连接储盐水罐，所述喷嘴通过吸取所述储盐水罐的盐水喷射所述支重轮；
[0021]S23，当所述温度传感器的读取温度低于500度，所述喷嘴通过所述转换开关连接储油罐，所述喷嘴通过吸取所述储油罐的油喷射所述支重轮至200度。
[0022]优选的是，步骤S3具体包括以下步骤:
[0023]S31，对喷淋冷却后的支重轮进行回火加热，加热到500度-550度；
[0024]S32，对加热到500度-550度的支重轮保温150秒；
[0025]S33，对回火加热并保温的支重轮停止保温，在空气中冷却。
[0026]优选的是，所述盐水的质量百分数是10%_12%。
[0027]本发明至少包括以下有益效果:
[0028]I)采用清水-盐水-油的冷却工艺，依次是清水喷淋支重轮温度至650度、650度-500度盐水喷淋、油喷淋支重轮温度至200度保温，解决了现有技术中支重轮淬火速度慢、存在变形开裂以及淬火后硬度不一的问题，具有支重轮硬度均匀、淬火效率高的优点；
[0029]2)对喷淋冷却后的支重轮回火加热到500度-550度，保温150秒后在空气中冷却，相对于现有技术中回火温度390度-410度，热传导效果较好，回火时周围环境温度均匀，提高支重轮本身及支重轮与支重轮之间的硬度均匀。
[0030]3)清水-盐水-油的冷却工艺中，盐水的质量百分数是10 %_12%，此时，冷却速度较快，支重轮的硬度较好；
[0031]4)感应加热采用套设在支重轮外侧并且与支重轮形状相同的感应圈体在通电状态下对支重轮同时均匀加热，喷淋冷却采用朝向支重轮并且矩阵排列在形状与支重轮形状相同的喷淋罩内侧的喷嘴对支重轮进行同时均匀的喷淋冷却，保证了支重轮的表面受热均匀、冷却均匀，从而保证了支重轮的硬度均匀；
[0032]5)采用高频-中频的感应加热，具体指的是对支重轮依次进行高频感应加热910°C±20°C、保温20秒，中频感应加热870°C ±20°C、保温140秒;提高支重轮感应加热速度的同时，进一步保证了支重轮的硬度。
[0033]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0034]图1为本发明所述的复合介质的支重轮热处理工艺的流程图；
[0035]图2为本发明所述的复合介质的支重轮热处理工艺中步骤S3的具体流程图；
[0036]图3为本发明所述的复合介质的支重轮热处理工艺中步骤SI的具体流程图；
[0037]图4为本发明所述的复合介质的支重轮热处理工艺中步骤S2的具体流程图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0039]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0040]本发明提供一种复合介质的支重轮热处理工艺，如图1所示，包括以下步骤:
[0041]SI，支重轮放置于平台，所述平台绕其轴心转动带动所述支重轮转动，通过感应圈体对所述支重轮依次进行高频-中频的感应加热；
[0042]S2，对感应加热后的支重轮冷却:通过喷淋罩内矩阵排列并且朝向支重轮的喷嘴对感应加热后的支重轮依次进行水-盐水-油的喷淋冷却；
[0043]S3，对经过喷淋冷却的支重轮依次回火加热、保温、冷却。
[0044]其中，如图2所示，步骤S3具体包括以下步骤:
[0045]S31，对喷淋冷却后的支重轮进行回火加热，加热到500度-550度；
[0046]S32，对加热到500度-550度的支重轮保温150秒；
[0047]S33，对回火加热并保温的支重轮停止保温，在空气中冷却；
[0048]相对于现有技术中单一采用中频感应加热硬层深、硬度好、速度慢，或者单一采用高频感应加热硬层浅、硬度略小、速度快，本发明的步骤SI中，对支重轮依次进行高频-中频的感应加热的工艺，既可以满足速度快、效率高的要求，又可以保证支重轮的硬度要求，提高了淬火效率。相对于现有技术中水淬冷却能力较强，但是存在蒸汽膜阶段，淬火硬度不均匀；盐水淬火在300度-200度冷却过快，容易使支重轮出现变形，甚至开裂；油淬火相对温和，冷却速度慢，支重轮的硬度无法保证。本实施例的步骤S2中采用对感应加热后处于高温状态的支重轮依次进行水-盐水-油的喷淋冷却，既提高了支重轮的冷却速度，又降低了支重轮表面变形和开裂的现象，具有高效冷却、支重轮硬度均匀的优点。
[0049]上述技术方案中，对喷淋冷却后的支重轮回火加热到500度-550度，保温150秒后在空气中冷却，相对于现有技术中回火温度390度-410度，热传导效果较好，回火时周围环境温度均匀，提高支重轮本身及支重轮与支重轮之间的硬度均匀。
[0050]作为本发明的另一种实施方式，感应圈体的形状与支重轮的形状相同，其在通电状态下对支重轮同时均匀加热;感应圈体套设在支重轮外侧且支重轮之间存在缝隙。喷淋罩的形状与支重轮的形状相同，每个喷嘴到支重轮表面的距离相等。通过形状与支重轮形状相同的感应圈体对支重轮感应加热、形状与支重轮形状相同的喷淋罩内侧矩阵排列的喷嘴对支重轮喷淋冷却，使得感应圈体的每一处到支重轮表面的距离相同，每个喷嘴到支重轮表面的距离相同，支重轮转动，使得支重轮在同一平面上接收感应圈体的感应加热相同、接收喷嘴喷淋相同。从而实现支重轮的表面感应加热均匀、喷淋冷却均匀，进一步提高了支重轮淬火的硬度的均匀性。
[0051]支重轮转动，若感应圈体与支重轮紧密接触则必然存在摩擦，产生不必要的发热以及其他不利因素，若感应圈体与支重轮离得较远，会影响感应加热的效率。将形状与支重轮形状相同的感应圈体套设在支重轮外侧，并且感应圈体与支重轮之间存在缝隙，在减小了感应圈体与支重轮之间摩擦的同时，具有较好的感应加热距离，将感应圈体的感应加热效率发挥的最好，也保证了支重轮的硬度均匀性。
[0052]作为本发明的另一种实施方式，如图3所示，步骤SI中高频-中频的感应加热，具体步骤包括:
[0053]Sll，感应圈体通过选择开关连接到高频感应加热电源，加热到910度± 20度，保温20秒；
[0054]SI 2，感应圈体通过选择开关连接到中频感应加热电源，加热到870度± 20度，保温140 秒。
[0055]上述技术方案中，对支重轮依次进行高频感应加热910°C±20°C、保温20秒，中频感应加热870 °C 土 20°C、保温140秒，提高支重轮感应加热速度的同时，进一步保证了支重轮的硬度。
[0056]作为本发明的另一种实施方式，如图4所示，步骤S3具体包括以下步骤:
[0057]S21，所述喷嘴通过转换开关连接储清水罐，所述喷嘴通过吸取所述储清水罐的清水喷射所述支重轮，温度传感器实时读取支重轮温度并显示；
[0058]S22，当所述温度传感器的读取温度在650度-500度，所述喷嘴通过所述转换开关连接储盐水罐，所述喷嘴通过吸取所述储盐水罐的盐水喷射所述支重轮；
[0059]S23，当所述温度传感器的读取温度低于500度，所述喷嘴通过所述转换开关连接储油罐，所述喷嘴通过吸取所述储油罐的油喷射所述支重轮至200度保温。
[0060]上述技术方案中，对支重轮依次清水喷淋至温度650度、650度-500度盐水喷淋、淬火油喷淋支重轮温度至200度保温，解决了现有技术中支重轮淬火速度慢、存在变形开裂以及淬火后硬度不一的问题，具有支重轮硬度均匀、淬火效率高的优点。
[0061]作为本发明的另一种实施方式，盐水的质量百分数是10%_12%，此时，支重轮的冷却速度最快、硬度好、变形比例较小。
[0062]本发明提供的支重轮热处理工艺，支重轮表面硬度达到54HRC，硬层深度达到10mm，并且支重轮硬度均匀。
[0063]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种复合介质的支重轮热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤: SI，支重轮放置于平台，所述平台绕其轴心转动带动所述支重轮转动，通过感应圈体对所述支重轮依次进行高频-中频的感应加热； S2，对感应加热后的支重轮冷却:通过喷嘴对感应加热后的支重轮依次进行清水-盐水-油的喷淋冷却；所述喷嘴位于喷淋罩内侧且矩阵排列，每个所述喷嘴均朝向所述支重轮； S3，对经过喷淋冷却的支重轮依次回火加热、保温、空冷； 其中，步骤S3具体包括以下步骤: S31，对喷淋冷却后的支重轮进行回火加热，加热到500度-550度； S32，对加热到500度-550度的支重轮保温150秒； S33，对回火加热并保温的支重轮停止保温，在空气中冷却。2.根据权利要求1所述的复合介质的支重轮热处理工艺，其特征在于，所述感应圈体的形状与所述支重轮的形状相同，其在通电状态下对所述支重轮同时均匀加热；所述感应圈体套设在所述支重轮外侧且所述支重轮之间存在缝隙。3.根据权利要求1所述的复合介质的支重轮热处理工艺，其特征在于，所述喷淋罩的形状与所述支重轮的形状相同，每个所述喷嘴到所述支重轮表面的距离相等。4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合介质的支重轮热处理工艺，其特征在于，步骤SI中高频-中频的感应加热，具体步骤包括: Sll，感应圈体通过选择开关连接到高频感应加热电源，加热到910度±20度，保温20秒； SI 2，感应圈体通过选择开关连接到中频感应加热电源，加热到870度土 20度，保温140秒。5.根据权利要求4所述的复合介质的支重轮热处理工艺，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤: S21，所述喷嘴通过转换开关连接储清水罐，所述喷嘴通过吸取所述储清水罐的清水喷射所述支重轮，温度传感器实时读取支重轮温度并显示； S22，当所述温度传感器的读取温度在650度-500度，所述喷嘴通过所述转换开关连接储盐水罐，所述喷嘴通过吸取所述储盐水罐的盐水喷射所述支重轮； S23，当所述温度传感器的读取温度低于500度，所述喷嘴通过所述转换开关连接储油罐，所述喷嘴通过吸取所述储油罐的油喷射所述支重轮至200度保温。6.根据权利要求5所述的复合介质的支重轮热处理工艺，其特征在于，所述盐水的质量百分数是10%-12%。
【文档编号】C21D1/667GK105907926SQ201610388225
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】燕伟, 周雪龙, 郝生前
【申请人】昆山土山建设部件有限公司