一种环模热处理工艺及其加工设备的制作方法

文档序号:25312369发布日期:2021-06-04 15:53阅读:398来源:国知局

1.本申请涉及环模热处理的领域,尤其是涉及一种环模热处理工艺及其加工设备。


背景技术:

2.环模是应用于颗粒机上的一种多孔易损件,壁薄,模孔密布,装配尺寸精度高。单一颗粒机通常会在安装有环模的情况下,同时配备有若干备用环模。在当前使用的环模损坏时,使用者可便捷更换环模,从而维持颗粒机正常的加工使用。环模工件呈环状设置,该工件的加工流程通常包括锻造、粗加工、热处理、精加工以及喷砂。
3.环模工件的热处理通常包括第一次淬火、第一次回火、第二次淬火以及第二次回火,且第一次淬火和第二次淬火中的冷却方式均为水冷。
4.针对上述中的相关技术,发明人认为反复淬火和回火交替固然可以提高环模工件的金属性能,但环模工件需要反复在加热炉体和冷却用水中移动,存在热处理效率低的缺陷。


技术实现要素:

5.为了改善环模工件热处理效率低的情况,本申请提供一种环模热处理工艺及其加工设备。
6.第一方面,本申请提供一种环模热处理工艺,采用如下的技术方案:一种环模热处理工艺,包括以下步骤:步骤一,将工件吊装至加热炉体中,匀速加热工件至加热炉体内的温度为600℃,保温1.5小时;步骤二,将加热炉体内的温度匀速提升至880℃,保温1.5小时;步骤三,将加热炉体内的温度匀速提升至980℃,保温1小时;步骤四,将加热炉体内的温度匀速提升至1040℃,保温1小时;步骤五,向工件上喷淋液氮,冷却工件至工件温度为25℃;步骤六,将工件由加热炉体中移动至回火炉体中,匀速加热工件至回火炉体内的温度为200℃,保温8小时;步骤七,将工件移出回火炉体,自然冷却工件至室温。
7.通过采用上述技术方案,通过分阶段升温和保温、液氮冷却工件和回火处理来替代反复淬火和回火,在调节环模工件的金相组织至环模工件具有指定的机械性能的同时有效减少环模工件于炉体外的暴露次数,减少环模工件于炉体内外之间的位移次数,热处理加工方便且热处理质量的干扰因素减少。
8.可选的,步骤六中,先开启加热炉体的加热炉门,将工件移出加热炉体,在加热炉门开启和工件移出的同时抽走加热炉体内的冷气,进而将工件悬吊于回火炉体中,匀速加热工件至回火炉体内的温度为200℃,保温8小时。
9.通过采用上述技术方案,快速冷却工件时的冷气被及时回收,不易影响工件在快
速冷却后进行回火处理,回收冷气可应用于别处的冷却加工,环保性好。
10.第二方面,本申请提供一种应用于上述环模热处理工艺中的加工设备,采用如下的技术方案:一种应用于环模热处理工艺的加工设备,包括加热炉体和回火炉体,还包括滑动设置于地上的搬移座,所述搬移座用于承载和位移工件,所述搬移座上竖向滑动设置有升降座,所述升降座上固设有用于悬吊工件的悬吊件,所述搬移座上设置有用于控制升降座升降的升降机构,所述机架上设置有用于驱动搬移座在加热炉体和回火炉体之间往复滑动的搬移机构,所述加热炉体的顶部活动设置有加热炉门,所述回火炉体的顶部活动设置有回火炉门,还包括用于控制升降机构、搬移机构、加热炉门移动以及回火炉门移动的总控器,所述总控器内置有计时模块。
11.通过采用上述技术方案,通过搬移座的滑动、搬移机构、升降座的滑动、升降机构以及总控器实现工件在加热炉体内外和回火炉体内外的自动搬移,自动化程度高,热处理方便,热处理效率高。
12.可选的,所述悬吊件包括与升降座固定相连的横梁杆,所述横梁杆上固设有悬吊杆,所述悬吊杆上设置有隔热机构和悬吊机构,所述悬吊机构用于将工件悬吊固设于悬吊杆的底部,所述隔热机构用于阻止工件处的热量传导至横梁杆及升降座处。
13.通过采用上述技术方案,悬吊机构使得工件与悬吊杆拆安方便,隔热机构使得横梁杆和升降座不易因热能而机械性能发生改变,该加工设备的结构稳定性好且使用效果稳定。
14.可选的,所述悬吊机构包括与悬吊杆相连的悬吊钩,所述悬吊杆上旋转连接有锁止座,所述锁止座上滑动连接有用于阻止工件与悬吊钩分离的锁止钩,所述锁止座上设置有用于控制锁止钩滑动的锁止组件。
15.通过采用上述技术方案,使用者通过悬吊钩钩吊工件,并通过锁止座的旋转、锁止钩的滑动和锁止组件使得锁止钩可反向钩吊工件,进而工件被双向限位且无法与悬吊杆分离,工件的悬吊稳定性好。
16.可选的,所述锁止组件包括与锁止钩旋转相连的锁止杆,所述锁止杆贯穿锁止座,所述锁止座上旋转连接有与锁止杆螺纹相连的锁止环,所述锁止座上旋转连接有与锁止环通过齿轮啮合传动相连的控制轴,所述锁止座上设置有用于固定控制轴旋转角度的稳定部件。
17.通过采用上述技术方案,使用者旋转控制轴即可带动锁止环旋转,继而带动锁止杆旋转和位移,带动锁止钩滑动,通过稳定部件固定控制轴的旋转角度即可固定锁止钩的滑动位置。
18.可选的,所述控制轴的一端延伸至锁止座外,所述稳定部件包括固设在控制轴位于锁止座外的部分上的稳定齿轮,所述锁止座上旋转连接有稳定杆,所述稳定杆上滑动套设有稳定筒,所述稳定杆和稳定筒之间设置有用于阻止二者相离滑动的稳定弹簧,所述稳定筒上旋转连接有用于和稳定齿轮啮合的内齿圈。
19.通过采用上述技术方案,通过稳定杆的旋转、稳定筒的滑动、稳定弹簧的牵拉和内齿圈的旋转来控制内齿圈是否与稳定齿轮啮合,并通过内齿圈与稳定齿轮的啮合与否来控制控制轴旋转角度的固定与否。
20.可选的,所述悬吊杆内设置有减重空腔,所述悬吊杆内沿自身轴向穿设有钢链,所述钢链的端部与悬吊杆焊接相连,所述隔热机构包括包覆在钢链上的气凝胶毡,所述气凝胶毡填充满减重空腔,所述悬吊杆上涂覆有耐高温隔热涂料层。
21.通过采用上述技术方案,减重空腔和钢链的设置使得悬吊杆在牵拉强度依旧可满足使用需求的情况下总重量降低,气凝胶毡和耐高温隔热涂料层有效降低悬吊杆的导热系数,横梁杆和升降座不易因热能或牵拉力过大而形变至损伤,也不易因热能而机械性能改变,通过升降座带动工件位移的效果稳定,该加工设备的结构稳定性稳定。
22.可选的,所述加热炉体内设置有液氮喷淋嘴,所述液氮喷淋嘴顺次连接有输入控制阀、液氮输入泵以及液氮储蓄瓶,所述加热炉体上设置有抽气口,所述抽气口顺次连接有抽气泵和冷气回收箱。
23.通过采用上述技术方案,通过液氮喷淋嘴、液氮输入泵、输入控制阀以及液氮储蓄瓶构成液氮喷淋冷却系统,热处理过程的冷却工序可通过液氮实现,冷却后的残余冷气可通过抽气口、抽气泵以及冷气回收箱构成的冷气回收系统回收,液氮冷却对后续热处理工序的干扰小,回收冷气可再次利用,环保性好。
24.可选的,所述地上设置有环绕加热炉体和回火炉体的环形轨道,所述轨道用于与搬移座滑动相连,所述搬移座的数量为若干个且排列设置在轨道上,所述搬移机构包括与搬移座固定相连的移动小车,所述移动小车由电机驱动工作。
25.通过采用上述技术方案,通过移动小车实现搬移座的位移活动,当回火炉体中有工件在进行回火处理时,加热炉体可对另一工件进行加热处理,该加工设备可同时进行多工件的热处理加工,加工效率高。
26.综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:1.通过阶梯形升温逐步改良环模工件的金相组织,无需反复淬火回火,环模工件热处理方便且效率高;2.通过搬移座位移、升降座位移以及总控器实现工件在热处理过程中的自动搬移,节省人力且热处理加工效率高。
附图说明
27.图1是相关技术的整体结构示意图。
28.图2是本申请实施例的整体结构示意图。
29.图3是本申请实施例的针对加热炉体内部结构的剖视图。
30.图4是本申请实施例的悬吊件的整体结构示意图。
31.图5是本申请实施例的针对稳定筒内部结构的剖视图。
32.附图标记说明:1、加热炉体;11、加热炉门;12、液氮喷淋嘴;13、输入控制阀;14、液氮输入泵;15、液氮储蓄瓶;16、抽气口;17、抽气泵;18、冷气回收箱;2、回火炉体;21、回火炉门;3、轨道;31、搬移座;32、升降座;33、搬移机构;34、升降机构;4、悬吊件;41、横梁杆;42、悬吊杆;421、减重空腔;422、钢链;5、悬吊机构;51、悬吊钩;52、锁止座;53、锁止钩;54、锁止组件;541、锁止杆;542、锁止环;543、控制轴;6、稳定部件;61、稳定齿轮;62、稳定杆;63、稳定筒;64、稳定弹簧;65、内齿圈;7、隔热机构;71、气凝胶毡;72、耐高温隔热涂料层。
具体实施方式
33.以下结合附图1

5对本申请作进一步详细说明。
34.本申请实施例公开一种应用于环模热处理工艺的加工设备。
35.参考图2,一种应用于环模热处理工艺的加工设备包括固设于地上的加热炉体1和回火炉体2,加热炉体1和回火炉体2均可通过电加热的方式加热工件,也可保温工件。加热炉体1的顶部对开设置有两加热炉门11,加热炉门11与加热炉体1旋转相连,加热炉门11由电机驱动旋转;回火炉体2的顶部对开设置有两回火炉门21,回火炉门21与加热炉体1旋转相连,回火炉门21由电机驱动旋转。
36.参考图3,加热炉体1的内侧壁上固设有用于向环模工件上喷淋液氮的液氮喷淋嘴12,液氮喷淋嘴12通过管道顺次连接有液氮输入泵14、输入控制阀13以及液氮储蓄瓶15,液氮输入泵14、输入控制阀13以及液氮储蓄瓶15均位于加热炉体1外。加热炉体1上设置有抽气口16,抽气口16通过管道顺次连接有抽气泵17和冷气回收箱18。液氮喷淋嘴12、输入控制阀13、液氮输入泵14以及液氮储蓄瓶15构成加热炉体1的液氮冷却系统,加热炉体1可通过液氮冷却系统快速冷却环模工件,故而加热炉体1和回火炉体2可通过组合使用来完成环模工件的热处理加工。
37.参考图2,为了方便加热炉体1和回火炉体2组合使用,地面上设置有环绕加热炉体1和回火炉体2设置的环形导轨,导轨上滑动设置有若干搬移座31。搬移座31的数量可以为两个,也可以为四个,但凡是可以起到承载和位移环模工件的作用的数量即可,本实施例中的搬移座31的数量选取为两个。搬移座31上设置有用于控制搬移座31沿导轨滑动的搬移机构33,搬移机构33为与搬移座31固定相连的搬移小车。搬移小车设置在导轨上,搬移小车由电机驱动工作。
38.参考图2,搬移座31上竖向滑动设置有升降座32,搬移座31上设置有用于控制升降座32升降的升降机构34。本实施例中的升降机构34包括与升降座32螺纹相连的升降丝杠,升降丝杠与搬移座31旋转相连且由电机驱动旋转,升降机构34也可为固设在搬移座31上的液压油缸。升降座32上固设有用于悬吊环模工件的悬吊件4,还包括用于控制升降机构34、搬移机构33、加热机构、加热炉门11移动以及回火炉门21移动的总控器,总控器内置有计时模块和无线通讯模块。
39.使用者通过悬吊件4将环模工件悬吊设置于升降座32上,进而通过升降座32的滑动、升降机构34、搬移座31的滑动以及搬移机构33改变环模工件的位置,并将环模工件悬吊于加热炉体1内,总控器通过无线通讯模块控制加热炉门11自动旋转至封闭加热炉体1的顶部,使用者可在加热炉体1内完成环模工件的加热、保温以及快速冷却的加工过程。环模工件冷却完毕后,使用者可通过抽气口16、抽气泵17以及冷气回收箱18回收冷气,使用者可以以相同的方式移动搬移座31和升降座32,将环模工件移出加热炉体1,再将环模工件悬吊于回火炉体2内,进行回火处理。
40.通过上述操作即可实现环模工件的热处理加工,环模工件在加热炉体1内外和回火炉体2内外的位移方便且自动化程度高,热处理方便且热处理效率高。该加工设备可同时对多个环模工件进行热处理加工,加热炉体1和回火炉体2的闲置率低。液氮冷却的残留冷气被回收,回收的冷气可用于别种的具有不同热处理流程的工件的热处理加工,液氮利用率高,该加工设备的环保性好。
41.参考图2和4,悬吊件4包括与升降座32固定相连的横梁杆41,横梁杆41的轴线水平。横梁杆41的一端与升降座32固定相连,横梁杆41的另一端固设有轴线竖直的悬吊杆42。悬吊杆42上设置有悬吊机构5,悬吊机构5用于将环模工件悬吊固设于悬吊杆42的底部,加热炉门11和回火炉门21上均预留有用于和悬吊杆42嵌合的孔洞。悬吊机构5包括与悬吊杆42底端焊接相连的悬吊钩51,悬吊杆42上旋转连接有锁止座52,锁止座52上滑动连接有用于和悬吊钩51双向钩吊环模工件的锁止钩53。锁止钩53的滑动方向垂直于锁止座52的旋转中心线,锁止座52上设置有用于固定锁止钩53滑动位置的锁止组件54。
42.使用者将环模工件挂在悬吊钩51上,相离滑动锁止钩53和锁止座52,朝向悬吊钩51旋转锁止座52,并相对滑动锁止钩53和锁止座52至锁止钩53勾住环模工件,通过锁止组件54固定锁止钩53的滑动位置,通过抵接限位固定锁止座52的旋转角度。此时悬吊钩51和锁止钩53所在位置不同,悬吊钩51和锁止钩53从不同方向勾住环模工件,环模工件被双向限位且被悬吊于悬吊杆42上。反向操作即可拆分环模工件和悬吊杆42,环模工件易于悬吊且悬吊稳定性好。
43.参考图4,锁止组件54包括与锁止钩53旋转相连的锁止杆541,锁止钩53上焊接固设有用于与锁止座52滑动相连的滑动杆,滑动杆沿自身轴向贯穿滑动座。锁止座52上旋转连接有套设在锁止杆541上的锁止环542,锁止环542与锁止杆541螺纹相连。锁止座52上旋转连接有控制轴543,控制轴543的轴线平行于锁止环542的轴线。控制轴543与锁止环542通过直齿轮啮合传动相连,锁止座52上设置有用于固定控制轴543的旋转角度的稳定部件6。
44.参考图4和5,稳定部件6包括同轴固设在控制轴543上的稳定齿轮61,控制轴543靠近稳定齿轮61的一端延伸至锁止座52外,稳定齿轮61位于锁止座52外。锁止座52上对应稳定齿轮61旋转连接有稳定杆62,稳定杆62的旋转中心线垂直于控制轴543的轴向,稳定杆62的一端与锁止座52旋转相连,稳定杆62的另一端沿自身轴向活动套设有稳定筒63。稳定筒63内设置有稳定弹簧64,稳定弹簧64的一端与稳定杆62固定相连,稳定弹簧64的另一端与稳定筒63固定相连,稳定弹簧64的弹力阻止稳定筒63和稳定杆62相离滑动。稳定筒63远离锁止座52的端部上旋转连接有内齿圈65,内齿圈65的旋转中心线平行于稳定杆62的旋转中心线,内齿圈65用于与稳定齿轮61啮合。
45.使用者手动旋转控制轴543,带动锁止环542旋转,带动锁止杆541旋转且带动锁止钩53位移至指定位置,进而在旋转稳定杆62的同时,相对滑动稳定杆62和稳定筒63,旋转内齿圈65至内齿圈65与稳定齿轮61啮合,松开稳定筒63和稳定杆62,稳定弹簧64的弹力驱动稳定杆62和稳定筒63相对滑动至内齿圈65被牵拉,内齿圈65与稳定齿轮61难以分离,稳定齿轮61因内齿圈65的抵接限位而无法自转,进而控制轴543的旋转角度固定,锁止钩53的滑动位置固定。通过上述操作即可实现锁止钩53的滑动控制,控制精准度高且控制效果好。
46.参考图5,为了进一步延长该加工设备的使用寿命,悬吊杆42上设置有用于阻止环模工件处的热量传导至横梁杆41及升降座32处的隔热机构7,隔热机构7包括气凝胶毡71和耐高温隔热涂料层72。悬吊杆42内设置有减重空腔421,减重空腔421内穿设有钢链422。气凝胶毡71填充满减重空腔421且包覆钢链422,耐高温隔热涂料层72涂覆设置在悬吊杆42的外表面上,本实施例中的耐高温隔热涂料层72的涂覆厚度为3毫米,且采用碳化硅类隔热涂料制成。
47.减重空腔421和钢链422的设置使得悬吊杆42在牵拉强度依旧可满足使用需求的
情况下总重量降低,横梁杆41形变至断裂的可能性降低。气凝胶毡71和耐高温隔热涂料层72有效降低悬吊杆42的导热系数,工件、加热炉体1以及回火炉体2处的热能不易经由悬吊杆42传导至横梁杆41和升降座32上,横梁杆41和升降座32不易因热能而形变或机械性能改变,通过升降座32带动工件位移的效果稳定,该加工设备的结构稳定性稳定。
48.本申请实施例的一种应用于环模热处理工艺的加工设备的实施原理为:需要热处理加工环模工件时,将环模工件挂在悬吊钩51上,旋转和滑动锁止钩53至锁止钩53勾住环模工件,通过锁止组件54固定环模工件和悬吊杆42的相对位置,进而通过滑动搬移座31和滑动升降座32使得环模工件悬吊设置在加热炉体1内,通过加热、保温以及液氮冷却等手段热处理环模工件,取出环模工件并将环模工件移动至回火炉体2内,回火处理环模工件。
49.本申请实施例还公开一种使用上述加工设备的环模热处理工艺。
50.一种环模热处理工艺包括以下步骤:步骤一,将环模工件挂在悬吊钩51上,通过旋转锁止座52和滑动锁止钩53使得锁止钩53勾住环模工件,环模工件因锁止钩53和悬吊钩51的双向钩吊而悬吊于悬吊杆42处,通过电机驱动升降丝杠旋转,带动升降座32和环模工件上移,通过电机控制移动小车工作,移动小车带动搬移座31和环模工件沿导轨位移,环模工件被位移至加热炉体1中,加热炉门11自动旋转至封闭加热炉体1,加热土体通过电加热的方式将加热炉体1内的温度匀速提升至600℃,保温1.5小时。
51.步骤二,通过电加热的方式将加热炉体1内的温度匀速提升至880℃,保温1.5小时。
52.步骤三,通过电加热的方式将加热炉体1内的温度匀速提升至980℃,保温1小时。
53.步骤四,通过电加热的方式将加热炉体1内的温度匀速提升至1040℃,保温1小时。
54.步骤五,开启液氮输入泵14和输入控制阀13,通过液氮喷淋嘴12将液氮储蓄瓶15内的液氮喷淋至工件上,液氮冷却工件至工件温度为25℃;步骤六,开启加热炉体1的加热炉门11,通过升降座32的上移将工件移出加热炉体1,在加热炉门11开启和工件移出的同时通过抽气泵17将加热炉体1内的冷气由抽气口16处抽移至冷气回收箱18内,进而通过升降座32和搬移座31的位移将工件悬吊于回火炉体2中,回火炉门21自动旋转至封闭回火炉体2,通过电加热的方式匀速加热至回火炉体2内的温度为200℃,保温8小时。
55.步骤七,旋开回火炉门21,通过升降座32和搬移座31的位移将环模工件移出回火炉体2,并置于回火炉体2旁自然冷却至室温。
56.通过阶梯形升温逐步改良环模工件的金相组织,无需反复淬火回火,环模工件热处理方便且效率高。快速冷却工件时的冷气被及时回收,不易影响工件在快速冷却后进行回火处理。环模工件于各炉体之间的位移少且位移方便,环模工件所受热能的控制精准度更高,环模工件温度的控制精准度更高,热处理质量高。
57.以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
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