一种用于合金弹簧钢的热处理装置的制作方法

本实用新型涉及金属热处理技术领域，具体涉及一种用于合金弹簧钢的热处理装置。

背景技术：

合金弹簧钢是用于制造弹簧或者其他弹性零件的钢种，具有高的屈服点和屈强比、弹性极限、抗疲劳性能，具有一定的塑性与韧性，一定的淬透性，不易脱碳及不易过热，为保证弹簧具有高的强度和足够的韧性，通常采用淬火+中温回火的方式对其进行热处理。

为了提升金属材料的性能及使用寿命，通常需要对金属材料采用加热和冷却的方法进行处理，这一过程即为金属材料的热处理。传统的热处理工艺中，大多采用油、水或空气作为淬火介质，其冷却速度慢，淬透性差，容易产生屈氏体，进而影响马氏体的转变率。

传统热处理设备大多采用简单的井式炉及箱式炉加热，这种热处理设备大多依靠人工操作，虽然操作简单，但缺乏连续性，且质量不易保证，会遇到如工件氧化严重，组织转变效率低，硬度不均匀等问题，同时设备使用局限性高，耗能及污染严重。

申请号为201220768953.4公开了一种预处理生产线，包括固定上料台、传输设备、加热炉、淬火冷却设备、高温回火炉、低温回火炉、风冷设备、卸料台和上位机控制系统，并呈直线排开。

申请号为201410672281.5公开了一种高铬轴承钢零件的马氏体、贝氏体等温盐浴淬火生产线，包括设备单元，所述设备单元包括依次排列的装料台、预热炉、罩式主加热炉、淬火盐槽、等温盐槽、风冷台、双液清洗机、卸料台，还包括一台为设备单元运转工件的转料料车；所述的预热炉、罩式主加热炉可通入保护气和富化气；等温盐槽包括多工位的等温盐槽。

上述热处理装置多用于轴承钢等较大的物料，因此设备通常具有较复杂的结构，占地面积广大，不适用与体积较小的合金弹簧钢的热处理。常见的合金弹簧钢热处理工艺有马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火等，而不同的淬火方法所需要的加热及冷却时间、温度、均不相同，所用到的设备也多种多样，例如，现今广泛使用的工具用弹簧钢马氏体淬火工艺，是将工件在空气加热炉中加热至高温，使金属材料奥氏体化，然后进入冷却槽中淬火冷却，淬火介质大多选用油或水，进而获得马氏体组织，提升材料硬度，最后在回火炉中进行低温或中温回火，以降低材料内应力，并增加其韧性。其热处理过程在不同阶段需使用不同的设备，还未有专门适用于较小体积的合金弹簧钢热处理的专用设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中常用的热处理设备过于复杂而不适用于体积较小的合金弹簧钢的技术问题，提供一种用于合金弹簧钢的热处理装置，具有紧凑的结构，操作使用方便，能够得到具有较高硬度的回火马氏体+下贝氏体复相组织的合金弹簧钢。

本实用新型提供一种用于合金弹簧钢的热处理装置，包括：

上料车：设置在地面轨道上并能够沿着轨道的方向运动，用于在生产过程中自动进料；

加热炉：与上料车相连，用于对物料进行加热；

淬火槽：一端设有与加热炉相连的第一升降平台，用于盛放盐浴介质并对经过加热后的物料进行淬火处理，物料能够随着第一升降平台在盐浴介质内运动；

回火槽：一端设有与淬火槽相连的第二升降平台，用于对经过淬火处理后的物料进行回火处理；

清洗装置：一端与回火槽相连，用于对经过回火处理后的物料进行冷却、清洗和烘干；

下料车：设置在地面轨道上并能够沿着轨道的方向运动，与清洗装置相连，用于在生产过程中自动退料；

控制系统：用于控制上料车、下料车、第一升降平台、第二升降平台的运动，用于控制加热炉、淬火槽和回火槽的温度。

在加热炉与淬火槽之间设置能够垂直运动的第一升降平台和在淬火槽与回火槽之间设置能够垂直运动的第二升降平台，使得物料能够在加热炉、淬火槽、回火槽之间自动运行，避免了人工操作带来的劳动强度高、安全隐患高等风险；同时第一升降平台和第二升降平台垂直设置，使整个热处理设备的结构更加紧凑。

本实用新型所述的一种用于合金弹簧钢的热处理装置，作为优选方式，上料车和下料车包括车体，设置在车体上端面用于放置物料的物料框，设置在物料框内用于限定物料运动的定位槽和设置在车体底部的传动轮。上料车和下料车能够根据程序设定的工艺周期进行自动进料和退料。

本实用新型所述的一种用于合金弹簧钢的热处理装置，作为优选方式，加热炉包括固定安装在地面上的炉体，设置在炉体一侧与上料车相连的前炉门，设置在炉体另一侧与第一升降平台相连的后炉门，设置在炉体内的加热室，设置在加热室内的棍棒传动系统，设置在棍棒传动系统下方的加热棒，设置在炉体和加热室之间的加热炉保温层和设置在炉体上方的废气处理组件和设置在炉体上位于后炉门下方的排气导管。加热炉内设置辊棒传动系统可视工作情况实现正反方向的传送和不同速度的变换，使物料的加热更加均匀。

本实用新型所述的一种用于合金弹簧钢的热处理装置，作为优选方式，加热炉保温层由硅酸铝陶瓷纤维材料制备而成。

本实用新型所述的一种用于合金弹簧钢的热处理装置，作为优选方式，淬火槽包括固定安装在地面上的淬火槽壳体，设置在淬火槽壳体内部的第一盐浴等温槽，设置在淬火槽壳体与第一盐浴等温槽之间的淬火槽保温层，设置在第一盐浴等温槽上方与加热炉相连的第一升降平台，设置在第一盐浴等温槽上方的淬火槽加热系统，设置在淬火槽加热系统下方的管式换热器，设置在淬火槽加热系统上方的冷风机，设置在第一盐浴等温槽下方的淬火槽冷却系统和设置在第一盐浴等温槽内的第一搅拌装置。第一搅拌装置可根据工件形状及工艺要求控制搅拌速度，满足淬火后对金相组织转变率、硬度的要求。

本实用新型所述的一种用于合金弹簧钢的热处理装置，作为优选方式，回火槽包括固定在地面上的回火槽壳体，设置在回火槽壳体内部的第二盐浴等温槽，设置在第二盐浴等温槽上与淬火槽相连的第二升降平台，设置在回火槽壳体和第二盐浴等温槽之间的回火槽保温层和设置在第二盐浴等温槽上方的第二搅拌装置。

本实用新型所述的一种用于合金弹簧钢的热处理装置，作为优选方式，清洗装置包括支架，设置在支架上与回火槽相连的洗涤槽，设置在洗涤槽上方的喷淋装置，设置在喷淋装置上方的排气系统，设置在支架上与洗涤槽相连的烘干槽和设置在烘干槽上方的引风系统。

本实用新型在使用过程中，包括以下步骤：

S1、进料：物料通过上料车运送至加热炉；

S2、加热：在加热炉中将物料加热至810～870℃，在加热过程中通入高纯氮气和富化气；

S3、淬火：物料通过第一升降平台迅速进入第一盐浴等温槽内淬火，第一盐浴等温槽的温度为180～220℃，淬火时间为5～15min，在淬火过程中对盐浴进行搅拌；

S4、回火：经过步骤S3淬火处理完毕后的物料通过第二升降平台传送至第二盐浴等温槽进行等温回火处理，温度为220～300℃，保温时间为6～8h；

S5、冷却：经过步骤S4回火处理完毕后，第二升降平台升起，并运送至清洗装置，通过空气进行冷却；

S6、清洗：经过冷却后的物料由喷淋装置使用温水喷淋清洗，水温为75～85℃；

S7、烘干：将清洗后的物料运送至烘干槽上烘干，烘干完毕后传送至下料车退料，即可得到热处理后的成品。

本实用新型提供的热处理装置仅有上料车、加热炉、淬火槽、回火槽、清洗装置、下料车和控制装置组成，简化了现有热处理设备，同时在加热炉与淬火槽之间和淬火槽与回火槽之间设有垂直运动的第一升降平台和第二升降平台，提高的设备的自动化程度，同时使设备的整体排布更加紧凑，操作简单方便。

附图说明

图1为一种用于合金弹簧钢的热处理装置主视图；

图2为一种用于合金弹簧钢的热处理装置俯视图；

图3为一种用于合金弹簧钢的热处理装置上料车和下料车的主视图；

图4为一种用于合金弹簧钢的热处理装置加热炉的主视图；

图5为一种用于合金弹簧钢的热处理装置淬火槽的主视图；

图6为一种用于合金弹簧钢的热处理装置回火槽的主视图；

图7为一种用于合金弹簧钢的热处理装置清洗装置的主视图；

图8为一种用于合金弹簧钢的热处理装置使用方法流程图；

图9为实施例1中经过热处理后合金弹簧钢的金相组织图。

附图标记：

1、上料车；11、车体；12、物料框；13、定位槽；14、传动轮；2、加热炉；21、炉体；22、前炉门；23、后炉门；24、加热室；25、棍棒传动系统；26、加热棒；27、加热炉保温层；28、废气处理组件；29、排气导管；3、淬火槽；31、淬火槽壳体；31、第一盐浴等温槽；33、淬火槽保温层；34、第一升降平台；35、淬火槽加热系统；36、管式换热器；37、冷风机；38、淬火槽冷却系统；39、第一搅拌装置；4、回火槽；41、回火槽壳体；42、第二盐浴等温槽；43、第二升降平台；44、回火槽保温层；45、第二搅拌装置；5、清洗装置；51、支架；52、洗涤槽；53、喷淋装置；54、排气系统；55、烘干槽；56、引风系统；6、下料车；7、控制装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。

实施例1

如图1～2所示，本实用新型提供一种用于合金弹簧钢的热处理装置，包括：

上料车1：设置在地面轨道上并能够沿着轨道的方向运动，用于在生产过程中自动进料；如图3所示，包括车体11，设置在车体11 上端面用于放置物料的物料框12，设置在物料框12内用于限定物料运动的定位槽13和设置在车体11底部的传动轮14；

加热炉2：与上料车相连，用于对物料进行加热；如图4所示，包括固定安装在地面上的炉体21，设置在炉体21一侧与上料车1相连的前炉门22，设置在炉体21另一侧与第一升降平台34相连的后炉门23，设置在炉体21内的加热室24，设置在加热室24内的棍棒传动系统25，设置在棍棒传动系统25下方的加热棒26，设置在炉体 21和加热室24之间的加热炉保温层27和设置在炉体21上方的废气处理组件28和设置在炉体21上位于后炉门22下方的排气导管29；

淬火槽3：一端设有与加热炉2相连的第一升降平台34，用于盛放盐浴介质并对经过加热后的物料进行淬火处理，物料能够随着第一升降平台34在盐浴介质内运动；如图5所示，包括固定安装在地面上的淬火槽壳体31，设置在淬火槽壳体31内部的第一盐浴等温槽32，设置在淬火槽壳体31与第一盐浴等温槽32之间的淬火槽保温层33，设置在第一盐浴等温槽32上方与加热炉2相连的第一升降平台34，设置在第一盐浴等温槽32上方的淬火槽加热系统35，设置在淬火槽加热系统35下方的管式换热器36，设置在淬火槽加热系统34上方的冷风机37，设置在第一盐浴等温槽32下方的淬火槽冷却系统38 和设置在第一盐浴等温槽32内的第一搅拌装置39；

回火槽4：一端设有与淬火槽3相连的第二升降平台43，用于对经过淬火处理后的物料进行回火处理；如图6所示，包括固定在地面上的回火槽壳体41，设置在回火槽壳体41内部的第二盐浴等温槽42，设置在第二盐浴等温槽42上与淬火槽3相连的第二升降平台43，设置在回火槽壳体41和第二盐浴等温槽42之间的回火槽保温层44和设置在第二盐浴等温槽42上方的第二搅拌装置45；

清洗装置5：一端与回火槽4相连，用于对经过回火处理后的物料进行冷却、清洗和烘干；如图7所示，包括支架51，设置在支架 51上与回火槽4相连的洗涤槽52，设置在洗涤槽52上方的喷淋装置 53，设置在喷淋装置53上方的排气系统54，设置在支架51上与洗涤槽52相连的烘干槽55和设置在烘干槽55上方的引风系统56；

下料车6：设置在地面轨道上并能够沿着轨道的方向运动，与清洗装置5相连，用于在生产过程中自动退料；如图3所示，包括车体 11，设置在车体11上端面用于放置物料的物料框12，设置在物料框 12内用于限定物料运动的定位槽13和设置在车体11底部的传动轮 14；

控制系统7：用于控制上料车1、下料车6、第一升降平台34、第二升降平台43的运动，用于控制加热炉2、淬火槽3和回火槽4 的温度。

本实施例在使用过程中，如图8所示，包括以下步骤：

S1、进料：物料通过上料车1运送至加热炉；

S2、加热：在加热炉2中将物料加热至810～870℃，在加热过程中通入高纯氮气和富化气；

S3、淬火：物料通过第一升降平台34迅速进入第一盐浴等温槽32 内淬火，第一盐浴等温槽32的温度为180～220℃，淬火时间为5～15min，在淬火过程中对盐浴进行搅拌；

S4、回火：经过步骤S3淬火处理完毕后的物料通过第二升降平台 43传送至第二盐浴等温槽42进行等温回火处理，温度为220～300℃，保温时间为6～8h；

S5、冷却：经过步骤S4回火处理完毕后，第二升降平台43升起，物料被运送至清洗装置5，通过空气进行冷却；

S6、清洗：经过冷却后的物料由喷淋装置53使用温水喷淋清洗，水温为75～85℃；

S7、烘干：将清洗后的物料运送至烘干槽55上烘干，烘干完毕后传送至下料车6退料，即可得到热处理后的成品。

本实施例得到的成品为具有较高硬度的回火马氏体+下贝氏体复相组织的合金弹簧钢，其金相组织图如图9所示。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。