专利名称：球墨铸铁曲轴整体加热一次性复合热处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铸铁热处理装置球墨铸铁热处理的目的有二个方面一是根据使用条件，提高铸件的机械性能。二是提高表面质量，改善耐磨性，以提高铸件的使用寿命。在现有技术领域中，用于球铁的热处理装置有整体加热，然后进行雾冷、风冷或空冷的正火简易设备；有油淬、水淬然后回火的调质处理设备；有氮化设备和等温淬火设备。有中频或高频表面加热装置，然后喷水以获得马氏体表面淬火层。它们都遵循着铸件整体加热，则整体处理；若需表面处理，则实施表面加热。这样，就使球铁件的热处理所需设备复杂，工序繁多，成本增高。
为了能弥补上述球铁热处理设备之不足，本实用新型的目的是设计一种简单而容易加工制造的装置，它能够有效地控制已整体加热到高温的球铁件的局部冷却速度，使零件需要表面淬火的部位实现深层强韧化，使仅需正火的部位实现细化珠光体的正火，即能够实现一次性复合热处理的装置。
本实用新型能够使高温球铁曲轴实现一次性复合热处理的装置，关键是设计一个喷水器，喷水器孔眼的大小和分布应能够控制淬火表面的冷却速度，使零件从淬火表面到内部造成一个大的温度梯度。除表面浅层内处在马氏体的转变温度外，再往里一定厚度内处在马氏体——贝氏体的转变温度范围，并使内部处在珠光体转变温度范围。还要控制冷却速度，使这种温度梯度维持一定时间，以使相变得以完成。
图1、为球铁曲轴整体加热一次性复合热处理装置图2、是图1的俯视图图3、是图1的侧视图图4、下半喷水器的结构图图5、是图4的俯视图图6、上半喷水器的结构图图7、是图6的俯视图图8、球铁曲轴经一次性复合热处理后主轴颈的解剖位置和测量表面硬度的位置图9、连杆轴颈的解剖位置图10、主轴颈A、B断面的淬硬层图11、主轴颈淬硬层小进刀量的切屑图12、主轴颈沿A剖面的洛氏硬度分布图13、连杆颈沿C剖面的淬硬层图14、连杆颈沿C剖面的洛氏硬度分布本实用新型的复合热处理装置，它包括支架〔1〕，装在支架上的底板〔2〕，底板〔2〕上留有空挡和分布有螺钉孔，以容纳曲轴的平衡扇板及安装表面淬火用的下半喷水器〔3〕和轴承座〔4〕。通水管〔5〕安装在轴承座〔4〕上，上半喷水器〔6〕通过两端带外螺纹的连接管〔12〕固定在通水管〔5〕上，通水管〔5〕上还固定着操纵手柄〔7〕，摇动手柄〔7〕，可使通水管在轴承中回转，借以使上半喷水器张开或合拢。装有阀门〔8〕的管道〔9〕上焊有分水管嘴〔27〕，用软管〔10〕与各下半喷水器连通，管道〔9〕和通水管〔5〕用软管〔11〕连通(如图1、图2和图3所示)。
下半喷水器〔3〕的结构(如图4、图5所示)。它包括底座〔13〕和在底座〔13〕装着的带进水管〔15〕的喷水半环〔14〕，喷水半环〔14〕有通水夹层〔16〕，通水夹层〔16〕的内壁上分布着喷水孔眼〔18〕，喷水半环〔14〕的两边带有凸缘〔17〕，用于轴颈的定位和防止水的喷溅。〔19〕是通水夹层内表面与曲轴轴颈表面之间的空隙。上半喷水器〔6〕的结构(如图6、图7所示)。它包括进水管〔21〕，与进水管〔21〕相连通的喷水半环〔22〕，喷水半环〔22〕有通水夹层〔25〕，通水夹层〔25〕的内壁上分布着喷水孔眼〔23〕，喷水半环〔22〕的两边带有凸缘〔24〕，用于防止水的喷溅。〔26〕是通水夹层内表面与曲轴轴颈表面之间的空隙。喷水器孔眼总面积与表面淬火部位表面积之比为0.1100至0.04100。
其工艺过程是将曲轴整体加热到860°－920℃，转动手柄〔7〕，使上半喷水器〔6〕处于张开的位置，将曲轴安放到冷却装置上定位，转动手柄〔7〕使上半喷水器合拢，打开阀门〔8〕通水，喷水2－8分钟后，关闭阀门，用手柄〔7〕使上半喷水器张开，取下曲轴放在空气中自然冷却。
本装置可解决热处理设备之不足，减少热处理工序，降低成本，并获得强韧淬火层，可适用于165，175，195，295，485，495，1100等各类球铁曲轴及类似件的复合热处理。
195球铁曲轴经整体一次加热深层强韧化复合热处理的效果处理后，将主轴颈按图8和连杆轴颈按图9进行解剖。主轴颈A、B断面的淬硬层如图10的外圈所示。主轴颈淬硬层小进刀量的切屑如图11所示。主轴颈沿A断面的分布见图12。
沿主轴颈表面洛氏硬度的分布列于表1中。(表见下页)
表1沿主轴颈表面洛氏硬度的分布
连杆颈沿C剖面的淬硬层见图13，连杆颈沿C剖面的洛氏硬度分布见图14。
权利要求1.一种球墨铸铁曲轴整体加热一次性复合热处理装置，本实用新型的特征是它包括支架[1]，装在支架[1]上的底板[2]上装有轴颈淬火用的下半喷水器[3]和轴承座[4]，通水管[5]安装在轴承座[4]上，上半喷水器[6]通过连接管[12]固定在通水管[5]上，通水管[5]一端装有操纵手柄[7]，装有阀门[8]的管道[9]上焊有分水管嘴，用软管[10]与各下半喷水器连通，管道[9]和通水管[5]用软管[11]连通。
2.根据权利要求1所述的复合热处理装置，其特征是，下半喷水器〔3〕，它包括底座〔13〕，底座〔13〕上装有带水管〔15〕的喷水半环〔14〕，喷水半环〔14〕有通水夹层〔16〕，夹层〔16〕内壁有喷水孔眼〔18〕。
3.根据权利要求1所述的复合热处理装置，其特征是，上半喷水器〔6〕，它包括进水管〔21〕，与进水管〔21〕相连通的喷水半环〔22〕，喷水半环〔22〕有通水夹层〔25〕，通水夹层〔25〕的内壁有喷水孔眼〔23〕。
4.根据权利要求1或2或3所述的复合热处理装置，其特征是，喷水器的喷水孔眼总面积与表面淬火表面积之比为0.1100至0.04100。
专利摘要一种球墨铸铁曲轴整体加热一次性复合热处理装置，能够用喷水器来有效地控制已整体加热到860°-920℃的球铁曲轴的局部冷却速度，使零件需要表面淬火的部位实现深层强韧化，使仅需正火的部位实现细化珠光体的正火，即能够实现一次性复合热处理。本实用新型可解决热处理设备之不足，减少热处理工序，降低成本，并获得强韧淬火层。适用于165、175、195、295、485、495、1100等各类球铁曲轴及类似件的复合热处理。
文档编号C21D9/30GK2036180SQ8820619
公开日1989年4月19日 申请日期1988年5月24日 优先权日1988年5月24日
发明者刘庆元, 郭长生, 陈鸿云, 徐宗武 申请人:浙江大学