一种圆环链热处理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种圆环链热处理装置，包括依次设置的淬火部、回火部，所述淬火部、回火部处均设置有冷却部一，所述淬火部设置有淬火调温箱，所述回火部依次设置有均温回火加热箱、至少一个回火调温箱、差温回火加热箱，所述淬火调温箱处设置有冷却部二，本实用新型具有集成化程度高、工作效率高的特点，圆环链淬火后能够获得均匀、细小的低碳板条马氏体组织，淬火质量高，本实用新型中冷却部二与冷却部一分别连接冷却源，有助于提高冷却质量，满足圆环链各部位对硬度、韧性方面的要求。
【专利说明】
-种圆环链热处理装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及煤矿设备制造工艺技术领域，具体而言设及一种圆环链热处理装 置。
【背景技术】
[0002] 随着机械化采煤技术的发展，矿用刮板输送机、转载机等大型、重型设备得到了广 泛的应用，运些设备使用最多的核屯、零部件是圆环链，圆环链的质量和性能优劣直接影响 到设备的工作效率和煤矿的煤炭产量。
[0003] 矿用圆环链主要经历了矿用圆环链用钢、热处理技术、环尺寸和形状的优化、不同 的链条设计W及制链技术的发展阶段，促使矿用圆环链的力学性能和可靠性已经获得了较 大的提局。
[0004] 圆环链使用的金属材料为儘儀铭钢系列的高合金链条钢，该材质具有硬度高、初 性强、加工难度大的特点。另外，由于圆环链为矩形环状，其肩顶部和直臂部对硬度的要求 不同，合理的热处理工艺是保证圆环链具有较高且稳定的力学性能的可靠办法。目前，对圆 环链进行热处理的加热炉普遍存在加热周期长、效率低、不易得到非常细的奥氏体晶粒的 问题，很难达到圆环链各部位对硬度、强度的要求。因此，圆环链的热处理工序成为制约圆 环链发展的关键因素。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型提供了一种圆环链热处理装置。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0007] -种圆环链热处理装置，包括依次设置的泽火部、回火部，所述泽火部设置有泽火 调溫箱，所述回火部依次设置有均溫回火加热箱、至少一个回火调溫箱、差溫回火加热箱， 所述泽火调溫箱处设置有冷却部二，所述泽火部、回火部处均设置有冷却部一。
[000引进一步，所述泽火调溫箱前还依次设置有预热加热箱、奥氏体化加热箱。
[0009] 进一步，所述回火调溫箱的数量设置为4-6个，并且沿着圆环链的运动方向，相邻 的回火调溫箱顺次连接。
[0010] 进一步，所述泽火调溫箱、回火调溫箱内部均设置有陶瓷保溫结构，所述预热加热 箱、奥氏体化加热箱、均溫回火加热箱和差溫回火加热箱内部均设置为加热感应线圈结构。
[0011] 进一步，还包括传动部和控制部，所述控制部分别与泽火部、回火部、传动部连接， 所述传动部包括主动导链轮和从动导链轮，所述主动导链轮设置在热处理装置的端部，所 述从动导链轮设置在冷却部一内部。
[0012] 进一步，所述冷却部二包括相连接的泽火喷头和连接管，所述泽火喷头正对泽火 调溫箱设置，其表面设置有开孔，其内部设置有通孔，所述冷却部一和冷却部二分别连接 冷却源，所述开孔的中轴线与泽火调溫箱出口的中轴线夹角为30-70°。
[0013] 本实用新型的有益效果是：
[0014] 1、本实用新型设置有泽火部、回火部、冷却部一和冷却部二，可W-次性完成圆环 链的热处理工艺，具有集成化程度高、工作效率高的特点。
[0015] 2、本实用新型设置有泽火调溫箱，消除肩顶部和直臂部的溫度差，保证圆环链的 各部位在泽火前溫度均匀、成分均匀，泽火后获得均匀、细小的低碳板条马氏体组织，提高 泽火质量。
[0016] 3、本实用新型中相邻的回火调溫箱顺次连接，有助于减少圆环链与外界的接触时 间，避免发生热传导，造成热量散失。
[0017] 4、本实用新型设置有冷却部二，对经过泽火调溫箱的圆环链进行迅速喷水冷却， 冷却部二与冷却部一分别连接冷却源，且所述冷却部二处冷却水的溫度低于冷却部一处冷 却水的溫度，有助于提高冷却质量。
[0018] 5、本实用新型对圆环链的移动速度、加热时间、调溫时间、冷却时间及冷却间隔时 间进行设定，保证圆环链在各箱内进行充分的泽火或回火处理，满足圆环链对硬度、初性方 面的要求。
[0019] 6、本实用新型设置有均溫回火加热箱、回火调溫箱，保证圆环链的肩顶部得到设 定溫度的充分回火，有助于消除内应力，促使圆链环的肩顶部具有较高的抗磨损和承载能 力。
[0020] 7、本实用新型设置有差溫回火加热箱，保证圆环链的直臂部得到较高的回火溫 度，有助于提高位于直臂部焊接区的塑、初性，防止由摩擦引起的腐蚀疲劳失效。
【附图说明】
[0021 ]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0022] 图2是本实用新型的泽火喷头结构示意图；
[0023] 图3是本实用新型的加热感应线圈结构示意图；
[0024] 图4是本实用新型的陶瓷保溫结构示意图；
[0025] 图5是本实用新型的圆环链结构示意图。
[00%] 附图中：泽火部1、回火部2、冷却部一3、冷却部二4、泽火喷头41、连接管42、通孔 43、开孔44、预热加热箱5、奥氏体化加热箱6、泽火调溫箱7、均溫回火加热箱8、回火调溫箱 9、差溫回火加热箱10、主动导链轮11、从动导链轮12、控制部13、加热感应线圈结构14、箱体 外壳141、加热感应线圈142、绝缘保溫层143、内筒144、热探头145、陶瓷保溫结构15、箱体外 壳151、保溫陶瓷152、加热元件153、不诱钢内筒154、K型热电偶155、圆环链16、直臂部161、 肩顶部162;
[0027] 其中，A、B、C、D分别表示圆环链表面的硬度测试处。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029] 实施例一；
[0030] 如图1、图5所示，一种圆环链热处理装置，包括依次设置的泽火部1、回火部2,所述 泽火部1、回火部2处均设置有冷却部一3,可W-次性完成圆环链的热处理工艺，集成化程 度高，工作效率高。
[0031] 所述泽火部1设置有泽火调溫箱7,所述泽火调溫箱7前还依次设置有预热加热箱 5、奥氏体化加热箱6，所述圆环链16在预热加热箱5、奥氏体化加热箱6内匀速移动时，被不 断加热，由于感应泽火特性，高溫时，圆环链16的直臂部161溫度远低于肩顶部162溫度，溫 度差会对圆环链泽火后的组织和性能产生影响，加设泽火调溫箱7,其设定溫度为950-960 °C，促使直臂部161高溫向肩顶部162低溫传热，达到溫度平衡状态，消除溫度差，保证圆环 链的各部位在泽火前溫度均匀、成分均匀，泽火后获得均匀、细小的低碳板条马氏体组织， 提高泽火质量。
[0032] 如图1、图2所示，所述泽火调溫箱7处设置有冷却部二4,所述冷却部二4包括相连 接的泽火喷头41和连接管42,所述泽火喷头41正对泽火调溫箱7设置，其表面设置有开孔 44,其内部设置有通孔43,所述圆环链16贯穿通孔43进入冷却部一 3,所述圆环链16经所述 泽火调溫箱7的出口导出时，由所述开孔44向圆环链16喷射冷却水，进行初次喷水冷却，冷 却水流速为0.2-0.6m/s，冷却水溫度设置为10-20°C，促使所述冷却部二4的冷却速度大于 圆环链16的临界冷却速度，加之循环水的冷却能力优于静止水的冷却能力，促使所述圆环 链16内部迅速进行马氏体转变，所述开孔44的中轴线与泽火调溫箱7出口的中轴线夹角为 30-70°，保证自开孔44喷射的冷却水能够汇聚到圆环链16表面，提高冷却效果。
[0033] 经过初次喷水冷却后，所述圆环链16进入冷却部一 3进行二次冷却，冷却水溫度设 置为20-40°C，所述冷却部一 3和冷却部二4分别连接冷却源，且所述冷却部二4处冷却水的 溫度低于冷却部一 3处冷却水的溫度，所述冷却部二4处冷却水的液面高度高于冷却部一 3 处冷却水的液面高度，所述初次喷水冷却与二次冷却的时间间隔设置为l-2min，有助于提 高冷却部一 3和冷却部二4的冷却质量，采用先强冷后弱冷的冷却方式，有助于获得均匀、细 小的低碳板条马氏体组织。
[0034] 所述传动部包括主动导链轮11和从动导链轮12,所述主动导链轮11设置在热处 理装置的端部，本实施例中，所述主动导链轮11分别设置在预热加热箱1、差溫回火加热箱 10处，所述从动导链轮12设置在冷却部一 3内部，在所述主动导链轮11和从动导链轮12的配 合作用下，所述圆环链16的W900-1100mm/min的速度匀速移动，所述控制部13分别与泽火 部1、回火部2、传动部连接。
[003引实施例二：
[0036]如图1、图5所示，所述回火部2依次设置有均溫回火加热箱8、至少一个回火调溫箱 9、差溫回火加热箱10,所述均溫回火加热箱8保证圆环链的肩顶部162得到设定溫度的充分 回火，有助于消除内应力，促使圆链环的肩顶部162具有较高的抗磨损和承载能力，所述回 火调溫箱9的设定溫度为350-400°C，所述均溫回火加热箱8和差溫回火加热箱10顺次之间 设置有4-6个回火调溫箱9,并且沿着圆环链的运动方向，相邻的回火调溫箱9顺次连接，有 助于减少圆环链与外界的接触时间，避免发生热传导，造成热量散失，沿着圆环链的运动方 向，所述回火调溫箱9的设定溫度依次增高，并且相邻回火调溫箱9的溫度差为10-20°C，延 长圆环链的保溫时间，最大程度的消除圆环链各部位的溫度差，所述圆环链16经过回火调 溫箱9调溫后，进行=次冷却，所述待处理的圆环链经过二次冷却后，其内部的马氏体和残 余的奥氏体组织不稳定，继续发生转变，所述二次冷却与S次冷却的时间间隔设置为9-15min，能够有效地稳定内部组织，减少变形开裂倾向。
[0037] 所述差溫回火加热箱10保证圆环链的直臂部161得到较高的回火溫度，所述圆环 链16经过差溫回火加热箱10加热后，进行四次冷却，所述=次冷却与四次冷却的时间间隔 设置为2-4min，有助于提高位于直臂部161焊接区的塑、初性，防止由摩擦引起的腐蚀疲劳 失效。
[0038] 对所述圆环链16的移动速度、加热时间、调溫时间、冷却时间及冷却间隔时间进行 优选设定，保证圆环链在各箱内进行充分的泽火或回火处理，满足圆环链对硬度、初性方面 的要求。
[0039] 如图1、图4所示，所述泽火调溫箱7、回火调溫箱9内部均设置有陶瓷保溫结构15， 所述陶瓷保溫结构15由外向内依次设置有箱体外壳151、保溫陶瓷152和不诱钢内筒154,所 述陶瓷保溫结构15选用耐高溫陶瓷，具有良好的防水、保溫功能，所述保溫陶瓷内部设置有 加热元件153,所述加热元件153选用电阻丝，W保证陶瓷保溫结构15的内部溫度，所述箱体 外壳151与不诱钢内筒154之间设置有K型热电偶155。
[0040] 如图1、图3所示，所述预热加热箱5、奥氏体化加热箱6、均溫回火加热箱8和差溫回 火加热箱10内部均设置有加热感应线圈结构14,所述加热感应线圈结构14由外向内依次设 置有箱体外壳141、加热感应线圈142、绝缘保溫层143和内筒144,所述加热感应线圈142内 部通入冷却水，所述内筒144与箱体外壳141之间设置有热探头145,所述绝缘保溫层143选 用耐火胶泥，其厚度为15-25mm，具有良好的隔热缓冲、绝缘作用，所述加热感应线圈142设 置为中频炉感应线圈。
[0041 ] 所述预热加热箱5的功率为210-255kW，所述奥氏体化加热箱6的功率为260-320kW，所述均溫回火加热箱8的功率为150-19化W，所述差溫回火加热箱10的功率为110-140kW。
[0042] 实施例
[0043] 本实施例中，所述圆环链16的规格为O 38mmX 137mm，所述回火调溫箱9的数量设 置为4个，对所述圆环链16进行热处理时，包括W下步骤：
[0044] (1)将圆环链16与牵引链连接，并且将所述牵引链经传动部依次贯穿泽火部1和回 火部2,启动所述控制部13,将所述泽火调溫箱7预热至950°C，将所述回火调溫箱9依次预热 至350°C、370°C、390°C、40(TC ;
[0045] (2)在所述主动导链轮11、从动导链轮12的配合作用下，所述圆环链16在牵引链的 牵引作用下匀速移动；
[0046] (3)所述圆环链16依次进入预热加热箱5、奥氏体化加热箱6进行加热，加热时间分 别为1.5min，之后进入泽火调溫箱7进行调溫，调溫时间为Imin;
[0047] (4)所述圆环链16经过调溫处理后，到达所述冷却部二4,进行初次喷水冷却，冷却 时间为2.5min，之后进入所述冷却部一3，进行二次冷却，冷却时间为2.5min;
[004引（5)所述圆环链16经过二次冷却后，进入所述均溫回火加热箱8进行加热，加热时 间为1.5min，之后顺序进入所述回火调溫箱9进行调溫，调溫时间均为1.5min;
[0049] (6)所述圆环链16经过回火调溫箱9调溫后，进入所述冷却部一3,进行S次冷却， 冷却时间为3min，之后进入所述差溫回火加热箱10加热，加热时间为1.5min;
[0050] (7)所述圆环链16经过差溫回火加热箱10加热后，再次进入所述冷却部一 3,进行 四次冷却，冷却时间为2min，完成热处理工序。
[0051] 本实施例中，所述预热加热箱5的功率为210kW，所述奥氏体化加热箱6的功率为 260kW，所述均溫回火加热箱8的功率为150kW，所述差溫回火加热箱10的功率为IlOkW，所述 圆环链16的移动速度为900mm/min。
[0052] 所述冷却部一处的冷却水溫度设置为20°C，所述冷却部二处的冷却水溫度设置为 10°C，冷却水流速为0.2m/s，所述初次喷水冷却与二次冷却的时间间隔设置为Imin，所述二 次冷却与S次冷却的时间间隔设置为9min，所述S次冷却与四次冷却的时间间隔设置为 2min，所述开孔44的中轴线与泽火调溫箱7出口的中轴线夹角为30°。
[0053] 本实施例中，所述圆环链16经过所述预热加热箱5加热后，其肩顶部162溫度为 620°C，其直臂部161溫度为690°C;经过所述奥氏体化加热箱6加热后，其肩顶部162溫度为 940°C，其直臂部161溫度为960°C;经过所述均溫回火加热箱8加热后，其肩顶部162溫度为 450°C，其直臂部161溫度为290°C;经过所述差溫回火加热箱10加热后，其肩顶部162溫度为 290°C，其直臂部161溫度为490°C。
[0054] 实施例四：
[0055] 本实施例中，与实施例=相同的部分不再寶述，不同的是：
[0056] 所述圆环链16的规格为?42mmX 146mm，所述回火调溫箱9的数量设置为5个，所述 泽火调溫箱7预热至955°C，将所述回火调溫箱9依次预热至350°C、365°C、380°C、390°C、400 〇C。
[0057] 所述圆环链16在预热加热箱5、奥氏体化加热箱6、均溫回火加热箱8、差溫回火加 热箱10内进行加热处理时，加热时间均为2.5min;在泽火调溫箱7内的调溫时间为2min;在 所述回火调溫箱9内的调溫时间均为2min;所述初次喷水冷却时间为3.5min，二次冷却时间 为5.5min，S次冷却时间为4.5min，四次冷却时间为4min;所述冷却部一处的冷却水溫度设 置为40°C，所述冷却部二处的冷却水溫度设置为20°C，冷却水流速为0.6m/s，所述初次喷水 冷却与二次冷却的时间间隔设置为1.5min，所述二次冷却与S次冷却的时间间隔设置为 15m i n，所述S次冷却与四次冷却的时间间隔设置为4m i n。
[0058] 本实施例中，所述预热加热箱5的功率为25化W，所述奥氏体化加热箱6的功率为 320kW，所述均溫回火加热箱8的功率为195kW，所述差溫回火加热箱10的功率为140kW，所述 圆环链16的移动速度为lOOOmm/min，所述开孔44的中轴线与泽火调溫箱7出口的中轴线夹 角为70°。
[0059] 本实施例中，所述圆环链16经过所述预热加热箱巧日热后，其肩顶部162溫度为630 °C，其直臂部161溫度为700°C;经过所述奥氏体化加热箱6加热后，其肩顶部162溫度为950 °C，其直臂部161溫度为980°C;经过所述均溫回火加热箱8加热后，其肩顶部162溫度为470 °C，其直臂部161溫度为320°C;经过所述差溫回火加热箱10加热后，其肩顶部162溫度为310 °C，其直臂部161溫度为500°C。
[0060] 实施例五：
[0061] 本实施例中，与实施例=相同的部分不再寶述，不同的是：
[0062] 所述圆环链16的规格为〇38mmX 146mm，所述回火调溫箱9的数量设置为6个，所述 泽火调溫箱7预热至960°C，将所述回火调溫箱9依次预热至350°C、360°C、370°C、380°C、390 °C、40(TC。
[0063] 所述圆环链16在预热加热箱5、奥氏体化加热箱6、均溫回火加热箱8、差溫回火加 热箱10内进行加热处理时，加热时间均为2min;在泽火调溫箱7内的调溫时间为1.5min;在 所述回火调溫箱9内的调溫时间均为1.7min;所述初次喷水冷却时间为3min，二次冷却时 间为4min，S次冷却时间为4min，四次冷却时间为3min，所述冷却部一处的冷却水溫度设置 为30°C，所述冷却部二处的冷却水溫度设置为15°C，冷却水流速为0.4m/s，所述初次喷水冷 却与二次冷却的时间间隔设置为2min，所述二次冷却与S次冷却的时间间隔设置为12min， 所述=次冷却与四次冷却的时间间隔设置为3min。
[0064] 本实施例中，所述预热加热箱5的功率为232kW，所述奥氏体化加热箱6的功率为 290kW，所述均溫回火加热箱8的功率为175kW，所述差溫回火加热箱10的功率为130kW，所述 圆环链16的移动速度为llOOmm/min，所述开孔44的中轴线与泽火调溫箱7出口的中轴线夹 角为50°。
[0065] 本实施例中，所述圆环链16经过所述预热加热箱巧日热后，其肩顶部162溫度为625 °C，其直臂部161溫度为710°C;经过所述奥氏体化加热箱6加热后，其肩顶部162溫度为945 °C，其直臂部161溫度为970°C;经过所述均溫回火加热箱8加热后，其肩顶部162溫度为460 °C，其直臂部161溫度为300°C;经过所述差溫回火加热箱10加热后，其肩顶部162溫度为300 °C，其直臂部161溫度为500°C。
[0066] 对比实验一：
[0067] 分别取本实用新型实施例=、实施例四和实施例五处理的圆环链，分别标记为试 样一、试样二和试样=，对所述=者进行硬度测试。
[006引如图5所示，在圆环链表面取A、B、C、D四处，在每处分别取点一、点二、点立和点四， 所述点一位于圆环链表面，所述点二位于距圆环链表面1/4半径处，所述点=位于距圆环链 表面1/3半径处，所述点四位于距圆环链表面1/2半径处，对W上所述部位进行硬度检测，得 出实验数据如表1:
[0069]表1:
[0070]
[0071] 上述实验在山东能源重装集团鲁南装备制造有限公司化验室进行通过如上实验 数据分析，在每处检测位置中，圆环链的表面及屯、部硬度大体一致，且四处检测位置的硬 度分布均匀。
[0072] 对比实验二：
[0073] 取对比实验一中所述的试样一在试验机上夹紧后，按照GB/T12718-2009的规定， 首先将试验机的实验负荷加载到72化N，然后将负荷降至初始负荷，使用千分尺标定其长 度，将实验负荷W不大于每秒20N/mm 2的加载速度加载到1450kN，使用千分尺标定其长度， 计算在施加实验负荷下的伸长率，标记为Si;继续给试样一施加负荷，直至断裂为止，记录 破断负荷及试样一的总伸长量，计算破断总伸长率，标记为Si'；
[0074] 采用上述方法，分别计算试样二的实验负荷下的伸长率S2及破断总伸长率52'，计 算试样=的实验负荷下的伸长率S3及破断总伸长率S3'，得出的实验数据如表2:
[0075] 表2: 「m7Al
[0077] 上述实验在山东能源重装集团鲁南装备制造有限公司化验室进行通过如上实验 数据分析，所述试样一、试样二和试样=的实验负荷下的伸长率均^ 1.6%，所述=者的破 断总伸长率均含12%，说明经过本实用新型所述的圆环链热处理装置处理的圆环链，其硬 度和初性均可W达到国家标准。
[0078] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加 W描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的运种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可W经适当组合，形成本领域技术人员 可W理解的其他实施方式。
【主权项】
1. 一种圆环链热处理装置，其特征在于:包括依次设置的淬火部、回火部，所述淬火部、 回火部处均设置有冷却部一，所述淬火部设置有淬火调温箱，所述回火部依次设置有均温 回火加热箱、至少一个回火调温箱、差温回火加热箱，所述淬火调温箱处设置有冷却部二。2. 根据权利要求1所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于:所述淬火调温箱前还依 次设置有预热加热箱、奥氏体化加热箱。3. 根据权利要求2所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于:所述回火调温箱的数量 设置为4-6个，并且沿着圆环链的运动方向，相邻的回火调温箱顺次连接。4. 根据权利要求3所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于:所述淬火调温箱、回火 调温箱内部均设置有陶瓷保温结构，所述预热加热箱、奥氏体化加热箱、均温回火加热箱和 差温回火加热箱内部均设置为加热感应线圈结构。5. 根据权利要求1所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于：还包括传动部和控制 部，所述控制部分别与淬火部、回火部、传动部连接，所述传动部包括主动导链轮和从动导 链轮，所述主动导链轮设置在热处理装置的端部，所述从动导链轮设置在冷却部一内部。6. 根据权利要求1所述的一种圆环链热处理装置，其特征在于:所述冷却部二包括相连 接的淬火喷头和连接管，所述淬火喷头正对淬火调温箱设置，其表面设置有开孔，其内部设 置有通孔，所述冷却部一和冷却部二分别连接冷却源，所述开孔的中轴线与淬火调温箱出 口的中轴线夹角为30-70°。
【文档编号】C21D9/00GK205473896SQ201521048480
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月16日
【发明人】刘春利, 石虎, 周保平, 程召汉, 孙儒, 张庆敏, 付轶虎, 田霜, 陈琥, 宋承军
【申请人】山东能源重装集团鲁南装备制造有限公司