专利名称：浸水式细轴局部超常规火焰淬火方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种淬火方法及装置，具体涉及一种适用于细轴局部火焰淬火的方法及其装置。
背景技术：
在某些工业生产中所使用的细轴(轴径一般在1.2mm左右)，其端部实体为超常规热处理硬度值。由于轴径很小且为小尺寸的局部淬火(淬火部位一般长2.8mm左右)，如果采用常规加热炉的淬火方法很难控制淬火部位的长度，并且加热后淬火的过程时间不易控制，被加热部位体积小、散热快，使得淬火温度差异大，硬度值极不稳定。常规火焰加热无法实现细轴局部淬火的要求。另外，针对细轴的局部淬火，国际上现有使用高能激光和高频加热的淬火方法进行，但由于其设备的精度不够理想，淬火硬度值常超出要求硬度值范围，且淬硬部位长度不一致，而且由于这些方法技术条件复杂、成本高，很难被广泛应用。
发明内容
本发明的目的就是针对常规火焰淬火工艺使用在细轴局部淬火中的缺陷，提供一种适用于细轴局部淬火且淬火质量好、效率高、成本低的浸水式火焰淬火方法以及用于该方法的自动淬火装置。
本发明的技术方案如下浸水式细轴局部火焰淬火方法，包括如下步骤(1)将细轴竖直预置于淬火液面下，高温气体火焰无间隔的覆盖于淬火液面上，形成高温区与低温区的界面；(2)在外力作用下，细轴淬火部位瞬间从淬火液内探出液面，直接进入火焰高温区被快速加热；(3)当淬火部位被加热到预定温度后，外力将其瞬间沉于液面以下进行淬火。
适用于上述方法的浸水式细轴局部火焰淬火装置，包括水槽、淬火执行组件、淬火件提升装置和控制电路，其中所说的淬火执行组件包括置于水槽液面上方的火焰喷嘴和置于液面下方的若干支杆，支杆末端绞接在主轴上，主轴与水槽底部的电机传动轴相连接，支杆前端设有可预置细轴淬火件的固定套；所说的淬火件提升装置包括一个杠杆式的摇臂，摇臂中部铰接支撑，摇臂前端置于淬火位置，并设有与支杆前端相吻合的横向开口，后端位于电磁铁上方，并与电磁铁的衔铁相连接。
本装置将预备淬火的细轴置于液面以下，火焰覆盖于淬火液面上，在外力作用下细轴淬火部位瞬间探出液面，直接进入高温火焰之中快速加热，当被加热到淬火温度后，外力将其瞬间沉入液面下淬火。在整个过程中除加热时细轴工作端探出液面外，其余均处于液面之下，可准确控制淬火部位的长度，未淬火部位的机械性能完全不受热源温度的影响。而且，细轴是直接从火焰进入水中，实现了无时间间隔淬火，有效的防止了由于散热对淬火硬度的影响。该设备结构简单，便于操作，淬火质量好、效率高、成本低。
图1为浸水式火焰自动淬火装置的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为控制电路的连线图。
图1、图2中1.支杆 2.火焰喷嘴 3.主轴 4.淬火件 5.摇臂6.电磁铁 7.接近开关 8.电机 9.阻流板 10.环形支架图3中6.电磁铁 7.接近开关 8.电机 11.变压器 12.直流稳压器13.计数器具体实施方式
如图1、图2所示，浸水式火焰自动淬火装置包括水槽、淬火执行组件、淬火件提升装置和控制电路，淬火执行组件包括置于水槽液面上方的火焰喷嘴2和置于液面下方的若干支杆1，支杆末端绞接在主轴3上，主轴与水槽底部的电机8传动轴相连接，可带动支杆1随电机8共同转动，支杆1下方设有环形支架10，支杆1中部置于环形支架10的竖直导向槽内，环形支架10与支杆1同步转动。支杆前部设有弹性固定套，淬火件4(即细轴)安装在支杆前部的固定套内，并可在淬火位置沿环形支架10的导向槽被提升装置抬出水面。该淬火件提升装置包括一个杠杆式的摇臂5，摇臂5前端置于淬火位置，并设有与支杆前端相吻合的横向开口，支杆前端可进入该横向开口，摇臂5中部绞接支撑，后端位于电磁铁6的上方，并与电磁铁6相对应的衔铁相铰接，摇臂5前端距铰接点的距离大于后端距铰接点的距离。在水槽内淬火位置通过支架固定有一接近开关7，本实施例采用E2F(OMRON)型，该接近开关与4个时间继电器和一个计数器相连接，时间继电器与电磁铁6相连接用于控制摇臂抬升时间，计数器与电机8的电源开关相连接用于控制电机的转动。另外，在火焰喷嘴与液面之间设有阻流板9，在阻流板上正对淬火位置设有小孔，可使淬火细轴穿过小孔以有效的控制淬火长度。
现结合图1、图2、图3，对该装置的整个淬火过程进行描述。总电源接通后，点动计数器13的启动按钮使J3通电，J3接通36V电机电源和接近开关的24V电源，使电机8转动，并使接近开关7处于触发前状态。电机8通过主轴3带动回转支杆1运动，当回转支杆1携带淬火细轴4到达淬火位置时，支杆1前端进入摇臂5前端的横向开口中，此时接近开关7触发，通过继电器J1使电机断路并自锁，同时继电器J2接通时间继电器S1、S2、S3的计时端子，开始计时。时间继电器S1延时1秒后使触点闭合，接通时间继电器S3计时端子，此时电磁铁6通电吸合，驱动摇臂5快速将支杆1抬高，细轴淬火端从阻流板9孔中冲出水面3mm，进入乙炔氧气火焰区被快速加热，当时间继电器S3完成预设延时后触点断开，使电磁铁6断电，摇臂5带动支杆1瞬间沉入水中进行淬火，此时计数器13计数一次。随后时间继电器S2完成预设延时，接通电机8，带动伞形支架1旋转，随后时间继电器S4完成单件细轴淬火过程延时，断开J1自锁通路。J2将所有时间继电器清零，恢复淬火触发前的状态。当下一根支杆携带细轴到达淬火位置时，将重复上述淬火过程。所有支杆上的细轴全部完成淬火后，计数器13达到预定计数，此时通过继电器J3将电机和接近开关电源切断，整个淬火过程完成。
权利要求
1.一种浸水式细轴局部火焰淬火方法，其特征在于该方法包括如下步骤(1)将细轴竖直预置于淬火液面下，高温气体火焰无间隔的覆盖于淬火液面上，形成高温区与低温区的界面；(2)在外力作用下，细轴淬火部位瞬间从淬火液内探出液面，直接进入火焰高温区被快速加热；(3)当淬火部位被加热到预定温度后，外力将其瞬间沉于液面以下进行淬火。
2.一种浸水式细轴局部火焰淬火装置，包括水槽、淬火执行组件、淬火件提升装置和控制电路，其特征在于所说的淬火执行组件包括置于水槽液面上方的火焰喷嘴(2)和置于液面下方的若干支杆(1)，支杆末端绞接在主轴(3)上，主轴(3)与水槽底部的电机(8)传动轴相连接，支杆前端设有可预置细轴淬火件(4)的固定套；所说的淬火件提升装置包括一个杠杆式的摇臂(5)，摇臂(5)中部铰接支撑，摇臂(5)前端置于淬火位置，并设有与支杆前端相吻合的横向开口，后端位于电磁铁(6)的上方，并连有与电磁铁(6)相对应的衔铁。
3.如权利要求2所述的浸水式细轴局部火焰淬火装置，其特征在于所述的控制电路包括置于水槽中淬火位置的接近开关(7)，以及与接近开关(7)相连接的时间继电器和计数器(13)，时间继电器与电磁铁(6)相连接，计数器(13)与电机(8)的电源开关相连接。
4.如权利要求2或3所述的浸水式细轴局部火焰淬火装置，其特征在于在火焰喷嘴(2)与液面之间设有阻流板(9)，在阻流板(9)上正对淬火位置设有小孔。
5.如权利要求4所述的浸水式细轴局部火焰淬火装置，其特征在于支杆(1)下方设有环形支架(10)，支杆(1)中部置于环形支架(10)的竖直导向槽内。
全文摘要
本发明涉及一种淬火方法及其装置，具体涉及一种浸水式细轴局部火焰淬火方法及装置。该装置包括水槽、淬火执行组件、淬火件提升装置和控制电路，其中淬火执行组件包括置于水槽液面上方的火焰喷嘴和置于液面下方的若干支杆，支杆末端绞接在主轴上，主轴与水槽底部的电机传动轴相连接，支杆前端设有可预置细轴淬火件的固定套；所说的淬火件提升装置包括一个杠杆式的摇臂，摇臂中部铰接支撑，摇臂前端置于淬火位置，并设有与支杆前端相吻合的横向开口，后端与电磁铁连接。该淬火装置适用于小轴局部淬火，其淬火质量好、效率高、成本低。
文档编号C21D1/62GK1442495SQ0210435
公开日2003年9月17日 申请日期2002年3月5日 优先权日2002年3月5日
发明者李永璨, 李辉, 柴德明, 周润锋, 张建明, 张琪, 王贵友, 朱兆煜, 刘仲华, 李健 申请人:核工业理化工程研究院