能够降低热影响区的淬火装置的制作方法

1.本实用新型属于热处理技术领域，具体涉及一种能够降低热影响区的淬火装置。


背景技术：

2.淬火处理可以改善钢材的冷脆性，同时提高钢材的强度，但考虑到工件的性能要求和加工成本，部分工件只需要局部淬火。但局部淬火有个缺陷，会在淬火区和非淬火区之间形成一个“淬火加热热影响区”。该区域使钢的强度和冲击韧性降低。因此淬火加热热影响区越小越好。目前的淬火处理方式无法对热影响区进行控制，尽可能的控制和缩小淬火加热的热影响区在市场中并没找到成熟的设备和技术。
3.因此，针对产品在相应的淬火工艺中如何实现热影响区的有效控制，需要进行相关的结构的设计和设备的优化。


技术实现要素：

4.本实用新型目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种能够降低热影响区的淬火装置，其结构设计合理，能够大大提高产品的实用性，可将淬火加热热影响区限制在很小的范围，甚至不会出现热影响区，解决了局部淬火加热热影响区使钢的强度和冲击韧性降低的问题。
5.为实现上述目的，所采取的技术方案是：
6.一种能够降低热影响区的淬火装置，用于筒形工件的淬火，包括夹持组件、冷却组件、加热线圈组件和隔热喷水环，
7.所述夹持组件包括左右相对设置的第一顶头和第二顶头，所述第二顶头后端设置有横移驱动部，所述横移驱动部驱动所述第二顶头相对于所述第一顶头横向往复动作，所述工件夹持在第一顶头和第二顶头之间；
8.所述冷却组件包括内冷却单元和外冷却单元，所述内冷却单元固定设置在所述横移驱动部的输出端，所述内冷却单元与所述第二顶头同步动作，所述内冷却单元上设置有与工件内壁对应的喷水口，所述外冷却单元的内壁上设置有与工件外壁对应的喷水孔；
9.所述加热线圈组件包括加热线圈，所述加热线圈与夹持后的工件的待淬火区域相对应，在所述工件的待淬火区域的边界处设置有隔热喷水环，所述隔热喷水环上设置有喷水孔。
10.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，所述隔热喷水环与所述工件的内壁和/或外壁对应设置。
11.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，所述加热线圈组件还包括：
12.并排布设的第一线圈主回路和第二线圈主回路，所述加热线圈的第一端头与所述第一线圈主回路连接，所述加热线圈的第二端头与所述第二线圈主回路连接；
13.绝缘板，三片绝缘板并排布置并通过螺栓连接固定，相邻两绝缘板之间形成装配
间隙，所述加热线圈的第一端头布设在其中一装配间隙中，所述加热线圈的第二端头布设在另一装配间隙中；以及
14.接线板，所述第一线圈主回路和第二线圈主回路上盖均设置有接线板。
15.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，加热线圈为螺旋盘管；或
16.所述加热线圈呈开口环状，多个开口环状的加热线圈并排布置。
17.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，所述加热线圈为中空结构，所述加热线圈的第一端头和第二端头之连接有冷却水循环系统； 第一线圈主回路和第二线圈主回路均为中空结构，所述第一线圈主回路的两端和第二线圈主回路的两端均连接有冷却水循环系统。
18.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，所述第一顶头后侧设置有旋转机构，所述旋转机构驱动所述第一顶头旋转动作。
19.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，所述旋转机构为旋转电机，所述第一顶头与所述旋转电机的输出端同轴设置；所述横移驱动部为横移动力推杆，所述第二顶头与横移动力推杆的输出端之间通过轴承连接。
20.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，所述内冷却单元包括呈中空结构的内冷却壳体和开设在所述内冷却壳体的外壁上的喷水孔；或
21.所述内冷却单元包括内螺旋输水盘管，在所述内螺旋输水盘管上开设有朝向工件内壁的喷水孔。
22.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，所述外冷却单元包括呈中空结构的外冷却壳体和开设在所述外冷却壳体的内壁上的喷水孔；或
23.所述外冷却单元包括外螺旋输水盘管，在所述外螺旋输水盘管上开设有朝向工件外壁的喷水孔。
24.根据本实用新型能够降低热影响区的淬火装置，优选地，所述隔热喷水环为至少一道。
25.采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
26.本实用新型属于局部淬火方案，相对于整体淬火，大大降低了加工成本，同时提高了生产效率。本实用新型采用快速加热、快速冷却、以及淬火区域分界位置冷却的方案对筒型件产品进行快速淬火，可将淬火加热热影响区限制在很小的范围，甚至不会出现热影响区。解决了局部淬火加热热影响区使钢的强度和冲击韧性降低的问题。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。
28.图1为本实用新型实施例的能够降低热影响区的淬火装置的结构示意图。
29.图2为本实用新型实施例的加热线圈组件的结构示意图。
30.图3为图2的侧视结构示意图。
31.图中序号：
32.101为第一顶头、102为第二顶头、103为横移动力推杆、104为旋转电机；
33.201为内冷却单元、202为外冷却单元、203为喷水孔；
34.300为加热线圈、301为第一端头、302为第二端头、303为第一线圈主回路、304为第二线圈主回路、305为绝缘板、306为接线板；
35.400为隔热喷水环；
36.500为工件。
具体实施方式
37.下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本实用新型的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。
39.应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。
40.应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
41.应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本实用新型，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。
42.参见图1-图3，本技术公开了一种能够降低热影响区的淬火装置，用于筒形工件的淬火，包括夹持组件、冷却组件、加热线圈组件和隔热喷水环；夹持组件用于对筒形工件进行夹紧，以方便加热线圈组件对待淬火区域进行淬火，冷却组件用于淬火后的快速冷却。本技术的筒形零件的其中一端为密封结构、或者也可以为有能够供夹持组件进行夹紧的向内延伸的环状端板。
43.本技术的夹持组件包括左右相对设置的第一顶头101和第二顶头102，第二顶头102后端设置有横移驱动部，所述横移驱动部驱动所述第二顶头102相对于所述第一顶头101横向往复动作，所述工件500夹持在第一顶头101和第二顶头102之间。进一步地，为了在淬火过程中实现工件的周线旋转，以保障淬火的效果，可以在第一顶头后侧设置有旋转机构，所述旋转机构驱动所述第一顶头旋转动作。旋转机构可以采用旋转电机，所述第一顶头与所述旋转电机的输出端同轴设置；同时，横移驱动部为横移动力推杆，所述第二顶头与横移动力推杆的输出端之间通过轴承连接。当旋转电机转动时，带动第一顶头旋转，第一顶头、第二顶头和工件此时处于夹紧状态，因此，在第二顶头与横移动力推杆之间的轴承的作用下，可以使得工件、第一顶头和第二顶头不受横移动力推杆的影响而实现周向旋转。横移动力推杆可以为气缸、液压缸或电动推杆中的任一种均可。
44.本实施例中的冷却组件包括内冷却单元201和外冷却单元202，所述内冷却单元
201固定设置在所述横移驱动部的输出端，所述内冷却单元201与所述第二顶头102同步动作，所述内冷却单元201上设置有与工件500内壁对应的喷水口，所述外冷却单元202的内壁上设置有与工件500外壁对应的喷水孔；同时，本技术针对内冷却单元和外冷却单元给出了多种不同的结构形式。
45.具体地，内冷却单元的结构形式一为：所述内冷却单元包括呈中空结构的内冷却壳体和开设在所述内冷却壳体的外壁上的喷水孔。内冷却单元的结构形式二为：所述内冷却单元包括内螺旋输水盘管，在所述内螺旋输水盘管上开设有朝向工件内壁的喷水孔。
46.外冷却单元的结构形式一为：所述外冷却单元包括呈中空结构的外冷却壳体和开设在所述外冷却壳体的内壁上的喷水孔；外冷却单元的结构形式二为：所述外冷却单元包括外螺旋输水盘管，在所述外螺旋输水盘管上开设有朝向工件外壁的喷水孔。
47.通过上述结构的设置可以使得淬火完成后，能够通过内冷却单元和外冷却单元快速的实现冷却降温，提高淬火的效果。本技术优选采用的是筒形的内冷却壳体和筒形的外冷却壳体的结构，外冷却壳体的位置相对固定，内冷却壳体固定在横移动力推杆的输出轴上，内冷却壳体的前端相对于第二顶头靠后，不会影响第二顶头对工件的夹持。
48.本技术的加热线圈组件包括加热线圈300，所述加热线圈300与夹持后的工件500的待淬火区域相对应，在所述工件500的待淬火区域的边界处设置有隔热喷水环400，所述隔热喷水环400上设置有喷水孔。
49.隔热喷水环为至少一道，隔热喷水环400与所述工件500的内壁和/或外壁对应设置，也就是说可以单独在工件的内侧设置隔热喷水环、也可以单独在工件的外侧设置隔热喷水环、或者同时在内外两侧设置隔热喷水环，内外侧布置的隔热喷水环均可以为一个或者多个，以有效的抑制热量的传递，缩小热影响区域。
50.本技术的加热线圈组件还包括并排布设的第一线圈主回路和第二线圈主回路、绝缘板、以及接线板，加热线圈的第一端头与所述第一线圈主回路连接，所述加热线圈的第二端头与所述第二线圈主回路连接，所述第一线圈主回路和第二线圈主回路上盖均设置有接线板，接线板用于连接淬火机床中的中高频电源，通过接线板线圈主回路可以将电输送给加热线圈，并形成回路；三片绝缘板并排布置并通过螺栓连接固定，相邻两绝缘板之间形成装配间隙，所述加热线圈的第一端头布设在其中一装配间隙中，所述加热线圈的第二端头布设在另一装配间隙中，绝缘板的设置是用于整个加热线圈的排布和固定，方便其整体的布置和安装固定，结构稳定性更好。
51.本实施例中的加热线圈为螺旋盘管；或者可以根据需要设置成开口环状，当设置成开口环状时，多个开口环状的加热线圈并排布置，进而实现一定长度的淬火区域，对于加热线圈的匝数、形状等，可以根据筒形工件进行改变。
52.本技术的加热线圈为中空结构，所述加热线圈的第一端头和第二端头之连接有冷却水循环系统，在其内部通过冷却水，用于对其进行冷却；第一线圈主回路和第二线圈主回路均为中空结构，所述第一线圈主回路的两端和第二线圈主回路的两端均连接有冷却水循环系统，其内部通过冷却水，用于对第一线圈主回路和第二线圈主回路进行冷却。
53.本实施例中的隔热喷水环与电加热线圈采用相同的材质和装配方式，但是隔热喷水环在与第一线圈主回路和第二线圈主回路连接时，最多仅与其中一个线圈主回路连接，或者直接固定在绝缘板之间即可，使得隔热喷水环不具备加热的功能，在该隔热喷水环中
通入冷却水，并开设喷水孔。在加热线圈工作的同时，持续不断的向待淬火区域的边界位置喷水。由于该结构的设置，此时隔热喷水环一般只能布置在与工件的外壁对应的外侧。如果需要，也可以在内侧增加内侧的隔热喷水环，使得内侧隔热喷水环与内冷却单元同步移动即可。
54.工作时，
①
首先将安装淬火工件，然后启动连接在第二顶头侧部的横移动力推杆，用连接在第二顶头和第一顶头将工件顶紧。
②
加热线圈开始通电加热工件到要求的温度，在该工序中，在工件被加热升温的同时，隔热喷水环不断向非淬火区喷水，以防止热量向非淬火部位传递。这样，热影响区就可以限制在很小的范围，甚至不会出现热影响区。
③
线圈断电，内冷却单元和外冷却单元同时大量喷水完成工件淬火。
④
内冷却单元和第二顶头向右移动，取下淬火工件。
55.上文已详细描述了用于实现本实用新型的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。