一种钢材沸水恒温淬火处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于钢材淬火调质热处理技术领域，具体的说，是涉及一种用于45号钢无缝钢管材的沸水恒温淬火处理装置。
【背景技术】
[0002]通常钢材的淬火调质是指淬火加高温回火的双重热处理，其调质后硬度可达到HRC30-35，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。针对轻、中、重型，特种、专用汽车传动轴总成所用45号无缝钢管材的淬火调质处理要求，通常的加工方法是将管材按长度要求下料，进行淬火和高温回火调质热处理工艺处理。传统工艺中碳钢淬火，它的主要缺点一年四季春、夏、秋、冬随着季节温差水温是变化的。钢在水中的冷却速度快慢而直接影响淬火硬度不均匀和产生裂纹;特别在冬天水温低，把45号钢零部件加热到840°C±5°C直接放入水中，冷却速度快，最易出现裂纹，原工艺不合格率高约10%以上，原材料浪费惊人。特别是一些结构较复杂的锻造零件，截面尺寸变化又较大，如果冷却剂选择不当，零件几何形状不合理或截面过渡区厚薄相差较大，更容易造成应力集中而导致淬火炸裂及裂纹。
[0003]通常45号中碳钢淬火使用的液体介质是常温自来水，用常温自来水来给零部件淬火容易造成硬度不均匀且出现淬火裂纹缺陷等，而中国专利申请公布号:CN103484609A提出的淬火温度840°C?860°C，高温回火温度530°C，采用盐化淬火剂按质量百分比添加氯化钠3-4%，硝酸钾1-2%，其余为水。这种方法淬火液不易回收，其排放水容易产生污染环境，需要进行排放水后处理。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是，提供一种钢材沸水恒温淬火处理装置，解决了45号钢薄壁无缝钢零件淬火裂纹和硬度不均匀等质量问题。
[0005]为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]—种钢材沸水恒温淬火处理装置，包括水池，所述水池的外侧壁设有保温层，所述水池的上表面设有保温盖，所述水池的内侧壁上设有多个电加热管和一热电偶，所述电加热管与PLC电控柜电连接，所述热电偶与温控仪表电连接，所述温控仪表与所述PLC电控柜电连接，所述水池的左侧壁下方设有进水口，所述进水口处设有与所述PLC电控柜电连接的电磁阀。
[0007]作为优选，所述水池为矩形水池。
[0008]作为优选，所述电加热管的数量为6个。
[0009]作为优选，所述保温盖为侧翻式保温盖，所述侧翻式保温盖的数量为2个。
[0010]作为优选，所述水池的右侧壁上方设有排水口。
[0011]本实用新型采用在水池周边上增加沸水恒温控制装置，通过降低工件在沸水中的冷却速度，使得工件淬火硬度均匀，避免了淬火炸裂，进而取消了高温回火的调质处理过程，改用中温回火，使工件硬度可达到洛氏HRC32-35，适用于45号碳钢工件淬火调质工艺处理;同时不使用任何介质，如盐化淬火剂，操作简单，其排放对环境不造成污染。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的钢材沸水恒温淬火装置结构示意图；
[0013]图2为本实用新型的钢材沸水恒温淬火装置淬火示意图。
[0014]图1中:1、进水口；2、水池;3、保温层;4、保温盖;5、电加热管;6、热电偶;7、排水口 ；8、温控仪表;9、PLC电控柜。
[0015]图2中:1、进水口 ；2、水池;7、排水口；12、电磁阀；13、料筐;14、吊钩。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明:
[0017]如图1、2所示，本实用新型实施例提供一种钢材沸水恒温淬火处理装置，包括水池2，所述水池2的外侧壁设有保温层3，所述水池2的上表面设有保温盖4，所述水池2的内侧壁上设有多个电加热管5和一热电偶6，所述电加热管5与PLC电控柜9电连接，所述热电偶6与温控仪表8电连接，所述温控仪表8与所述PLC电控柜9电连接，所述水池2的左侧壁下方设有进水口 I，所述进水口 I处设有与所述PLC电控柜9电连接的电磁阀12。
[0018]本实用新型采用温控仪表8通过热电偶6测量水池2中水的温度，当温度高于预设温度(预设温度为90°C)时，由PLC电控柜9控制电磁阀12打开通过进水口向水池2加注冷水，当温度低于预设温度时，由PLC电控柜9控制电加热管5通电加热水池2中的水。
[0019]作为优选，所述水池2为矩形水池。
[0020]作为优选，所述电加热管5的数量为6个。
[0021]作为优选，所述保温盖4为侧翻式保温盖，所述侧翻式保温盖的数量为2个。
[0022]作为优选，所述水池2的右侧壁上方设有排水口7，所述排水口 7用于加入冷水时防止水池2中水向外溢出。
[0023]采用本实用新型的钢材沸水恒温淬火处理装置进行淬火调质处理过程如下:
[0024]将45号钢无缝钢管在箱式电炉中加热到温度820°C，保温时间按钢管工件壁厚度
2.5分钟/mm，按照要求当工件保温时间到达后，用行车吊起沸水恒温水槽的保温盖4，允许进行淬火和调质工艺处理。
[0025]沸水恒温淬火过程如下:首先将水池2中的水加热至90°C±2°C范围，用行车将加热的料筐13吊放入水池2内，料筐13的总高度要求能够溶入水平面15?30mm;用铁钩将加热好的工件迅速从箱式炉内取出倒入料筐13，并由行车吊放入水池2内，并且进行左右晃动。淬火时会产生大量气泡，待气泡消失后停止晃动，工件已经降温至沸水温度，将料筐13吊出水池2搁置，待工件回至常温下，再将工件放入井式回火炉中，进行下一步工序的中温回火调质处理。所述的淬火过程时，水池2内温度会急剧升高，温控仪表8指示温度，当此时水池2内水温超过90°C时，电磁阀12开关自动打开，开始从进水口 I进冷水，当水温低于90°C时，电磁阀12进水自动关闭。全过程由PLC电控柜9程序控制快速进水及排水，以保持水池2温度恒定，重复上述淬火过程，直至全部工件完全淬火完毕后，停留5?10分钟，用行车将料筐13连同工件从淬火水槽内吊起。再用行车将保温盖4吊起盖上水池。完成淬火后工件要进行硬度抽检，以满足硬度要求，淬火后硬度要求为洛氏HRC22?36。
[0026]中温回火调质处理步骤:将淬火后冷却的工件倒放入料筐，用行车吊入井式回火炉内，加热温度为350°C，保温时间2.5小时，出炉后自然空气冷却至室温。抽检回火后工件硬度，然后按批次进行磁力探伤检测。回火后硬度要求为洛氏HRC32?35。
[0027]经济效益分析计算:沸水淬火比冷水淬火达到同样的调质硬度，回火温度要低180°C?210°C节约了电能费用，按一台55KW电炉耗电量计算，升温时间相差约25分钟，节约(25+ 60 X55) = 23度电，按工业用电每度电费I元，每炉节约电费23元，每炉回火节约时间2.5小时，按每天可回火6炉次计算，每天可节约电费(23 X6) = 138元，降低了成本，提高了工作效率。
[0028]相比之下冷水淬火工件容易出现了裂纹和炸裂，要作磁力探伤及全面检查，不仅浪费人力工时，炸裂及裂纹零件则彻底报废，给工厂带来不可预测的大批量经济损失。
[0029]以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种钢材沸水恒温淬火处理装置，其特征在于，包括水池(2)，所述水池(2)的外侧壁设有保温层(3)，所述水池(2)的上表面设有保温盖(4)，所述水池(2)的内侧壁上设有多个电加热管(5)和一热电偶(6)，所述电加热管(5)与PLC电控柜(9)电连接，所述热电偶(6)与温控仪表(8)电连接，所述温控仪表(8)与所述PLC电控柜(9)电连接，所述水池(2)的左侧壁下方设有进水口( I)，所述进水口( I)处设有与所述PLC电控柜(9)电连接的电磁阀(12)。2.如权利要求1所述的一种钢材沸水恒温淬火处理装置，其特征在于，所述水池2的右侧壁上方设有排水口(7)。3.如权利要求1所述的一种钢材沸水恒温淬火处理装置，其特征在于，所述水池(2)为矩形水池。4.如权利要求1所述的一种钢材沸水恒温淬火处理装置，其特征在于，所述电加热管(5)的数量为6个。5.如权利要求1所述的一种钢材沸水恒温淬火处理装置，其特征在于所述保温盖(4)为侧翻式保温盖，所述侧翻式保温盖的数量为2个。
【专利摘要】本实用新型公开一种钢材沸水恒温淬火处理装置，包括水池，所述水池的外侧壁设有保温层，所述水池的上表面设有保温盖，所述水池的内侧壁上设有多个电加热管和一热电偶，所述电加热管与PLC电控柜电连接，所述热电偶与温控仪表电连接，所述温控仪表与所述PLC电控柜电连接，所述水池的左侧壁下方设有进水口，所述进水口处设有与所述PLC电控柜电连接的电磁阀。采用本实用新型的技术方案，解决了45号钢薄壁无缝钢零件淬火裂纹和硬度不均匀等质量问题。
【IPC分类】C21D1/63
【公开号】CN205170927
【申请号】CN201521015741
【发明人】朱道彪, 杨永明
【申请人】湖北元辰汽车传动轴有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月9日