專利名稱：大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大型回轉(zhuǎn)金屬工件表面加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝。
背景技術(shù)：
隨著機械設(shè)備對零件性能要求的不斷提高，大型合金鋼工件的表面硬度也要求達(dá)到Rc60以上。而目前由于缺乏低成本的大型部件加熱及表面淬火的有效手段，不得不使用大型加熱及專用淬火設(shè)備。這些設(shè)備因零件大小、表面形狀差異等而使用范圍窄，致使成本居高不下，由此成為大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件表面處理的制約因素。通過將大型回轉(zhuǎn)工件的表面細(xì)分成環(huán)狀條形區(qū)域并對每一個區(qū)域分別、逐步進(jìn)行淬火成為一種可行的方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，擺脫對大型、專用淬火設(shè)備的依賴，降低工件表面淬火處理的成本。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝包括以下步驟，
(I)將工件安裝至旋轉(zhuǎn)支撐裝置并進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定的步驟；
(2)安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴的步驟；
(3)火焰噴嘴供氣準(zhǔn)備及試點火的步驟；
(4)開啟旋轉(zhuǎn)支撐裝置使工件穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的步驟；
(5)點火，同時開啟冷卻水的步驟；
(6)檢測工件表面加熱溫度的步驟；
(7)檢測工件表面淬火硬度的步驟；
(8)根據(jù)工件表面淬火硬度對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的步驟；
(9)完成工件淬火的步驟；
(10)退出滅火的步驟。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝
中，將現(xiàn)有技術(shù)中需大型、專有設(shè)備才能完成淬火的大型工件表面劃分為多個環(huán)形帶分別、逐步地進(jìn)行淬火，配以專用火焰噴嘴和冷卻水噴嘴，達(dá)到了現(xiàn)有淬火設(shè)備能夠達(dá)到的表面硬度要求。擺脫了對現(xiàn)有設(shè)備依賴的同時極大地降低了表面淬火加工的成本。優(yōu)選地所述步驟(I)中安裝工件至旋轉(zhuǎn)支撐裝置后，其外圓跳動值小于等于O. 5mmο優(yōu)選地所述步驟(I)中設(shè)定工件表面線速度為f3mm/s。優(yōu)選地所述步驟(2)中火焰噴嘴和冷卻水噴嘴為本淬火工藝專用噴嘴，兩噴嘴并排固接并設(shè)置豎直位置調(diào)節(jié)機構(gòu)和水平位置調(diào)節(jié)機構(gòu)，兩噴嘴的前端與工件表面形狀相適。
優(yōu)選地火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離為10mnT20mm，兩噴嘴與工件表面的距離為5 15mm。
優(yōu)選地所述步驟(3)中供氣準(zhǔn)備包括選定氧氣和乙炔為氣源的步驟和設(shè)定供氣壓力的步驟，其中氧氣供氣壓力為7、MPa、乙炔供氣壓力為O. Γ0. 15MPa。
優(yōu)選地所述步驟(3)中試點火時，應(yīng)使工件保持轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選地所述步驟(6)中檢測工件表面溫度值直到溫度大于等于800° C小于等于860。Co
優(yōu)選地所述步驟(8)中調(diào)整的參數(shù)包括火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離、兩噴嘴與工件表面的距離以及氣源的供氣壓力。
優(yōu)選地所述步驟(9)中，應(yīng)使淬火方向為沿工件表面由上至下，單圈完成淬火后，繼續(xù)向前覆蓋初始淬火區(qū)域長度l(T30mm。
具體實施方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例詳細(xì)說明如下
大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件安裝到旋轉(zhuǎn)支撐裝置上，該旋轉(zhuǎn)支撐裝置應(yīng)保證準(zhǔn)確的定心以及穩(wěn)定的支撐，具體地應(yīng)滿足如下指標(biāo)工件外圓跳動值小于等于O. 5mm。這樣在利用位置固定的噴嘴進(jìn)行灼燒時，能夠保證均勻的 加熱效果，達(dá)到的溫度也始終保持一致。
設(shè)定旋轉(zhuǎn)支撐裝置的轉(zhuǎn)速，應(yīng)使其達(dá)到這樣的效果工件表面線速度為f3mm/S， 再具體換算到旋轉(zhuǎn)的角速度上。如當(dāng)工件直徑為2m時，應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)速為O. ΟΓΟ. 03轉(zhuǎn)/min。
安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴。本實例中，火焰噴嘴和冷卻水噴嘴為本淬火工藝專用噴嘴，兩噴嘴并排固接并設(shè)置豎直位置調(diào)節(jié)機構(gòu)和水平位置調(diào)節(jié)機構(gòu)，兩噴嘴的前端與工件表面形狀相適。工件表面具有截面為半圓形的環(huán)形槽口，則火焰噴嘴和冷卻水噴嘴前端形成半圓形的噴射部，在工件旋轉(zhuǎn)的同時，火焰噴嘴和冷卻水噴嘴先后對工件表面的同一位置進(jìn)行灼燒和冷卻，即完成淬火。完成一個環(huán)形帶的加工后，通過豎直位置調(diào)節(jié)機構(gòu)和水平位置調(diào)節(jié)機構(gòu)使噴嘴進(jìn)入下一個環(huán)形帶中再次進(jìn)行加工。
其中，火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離與噴嘴與工件表面之間的距離對淬火效果影響最大。本實例中，設(shè)置火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離為10mnT20mm，兩噴嘴與工件表面的距離為5 15mm。上述距離的獲得來源于實際經(jīng)驗，距離的實際選取應(yīng)綜合考慮工件截面寬度、材質(zhì)以及表面硬度要求。
在完成安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴后，需進(jìn)行火焰噴嘴供氣準(zhǔn)備及試點火的步驟。供氣準(zhǔn)備包括選定氧氣和乙炔為氣源的步驟和設(shè)定供氣壓力的步驟，其中氧氣供氣壓力為疒9MPa、乙炔供氣壓力為O. Γ0. 15MPa。具體地，氧氣氣源為壓力等于15MPa的集氣罐， 乙炔氣源為壓力等于O. 2MPa的集氣罐，上述氣源也可以是匯流排。
試點火時，需使工件保持轉(zhuǎn)動，防止對同一位置進(jìn)行過量灼燒產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的破壞。 點火后工件表面溫度應(yīng)能夠達(dá)到800° C至860° C。
當(dāng)溫度合適即證明氣源供量應(yīng)正常。以上為準(zhǔn)備過程。
開始實施淬火，首先開啟旋轉(zhuǎn)支撐裝置使工件穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，然后點火同時開啟冷卻水。
檢測工件表面溫度看是否達(dá)到要求，檢測淬火后工件表面是否達(dá)到需要的硬度。如溫度、硬度合格，則繼續(xù)進(jìn)行，若溫度、硬度不合格，則對火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離、兩噴嘴與工件表面的距離以及氣源的供氣壓力各指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，直至滿足要求。完成其余部分的淬火操作，應(yīng)使淬火方向為沿工件表面由上至下。單圈完成淬火后，為避免出現(xiàn)接縫軟點及其它缺陷，應(yīng)繼續(xù)向前覆蓋初始淬火區(qū)域長度l(T30mm。之后滅火退出，關(guān)冷卻水。·
權(quán)利要求
1.一種大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于包括以下步驟，(1)將工件安裝至旋轉(zhuǎn)支撐裝置并進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定的步驟；(2)安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴的步驟；(3)火焰噴嘴供氣準(zhǔn)備及試點火的步驟；(4)開啟旋轉(zhuǎn)支撐裝置使工件穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的步驟；(5)點火，同時開啟冷卻水的步驟；(6)檢測工件表面加熱溫度的步驟；(7)檢測工件表面淬火硬度的步驟；(8)根據(jù)工件表面淬火硬度對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的步驟；(9)完成工件淬火的步驟；(10)退出滅火的步驟。
2.按照權(quán)利要求1所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(I)中安裝工件至旋轉(zhuǎn)支撐裝置后，其外圓跳動值小于等于O. 5mm。
3.按照權(quán)利要求1所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(I)中設(shè)定工件表面線速度為f3mm/s。
4.按照權(quán)利要求1所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(2)中火焰噴嘴和冷卻水噴嘴為本淬火工藝專用噴嘴，兩噴嘴并排固接并設(shè)置豎直位置調(diào)節(jié)機構(gòu)和水平位置調(diào)節(jié)機構(gòu)，兩噴嘴的前端與工件表面形狀相適。
5.按照權(quán)利要求4所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離為10mnT20mm，兩噴嘴與工件表面的距離為5 15mm。
6.按照權(quán)利要求1所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(3)中供氣準(zhǔn)備包括選定氧氣和乙炔為氣源的步驟和設(shè)定供氣壓力的步驟，其中氧氣供氣壓力為7、MPa、乙炔供氣壓力為O. Γ0. 15MPa。
7.按照權(quán)利要求1所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(3)中試點火時，應(yīng)使工件保持轉(zhuǎn)動。
8.按照權(quán)利要求1所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(6)中檢測工件表面溫度值直到溫度大于等于800° C小于等于860° C。
9.按照權(quán)利要求1所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(8)中調(diào)整的參數(shù)包括火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離、兩噴嘴與工件表面的距離以及氣源的供氣壓力。
10.按照權(quán)利要求1所述的大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(9)中，應(yīng)使淬火方向為沿工件表面由上至下，單圈完成淬火后，繼續(xù)向前覆蓋初始淬火區(qū)域長度10 30mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于大型回轉(zhuǎn)金屬工件表面加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件高硬度表面淬火工藝。包括以下步驟，(1)將工件安裝至旋轉(zhuǎn)支撐裝置并進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定的步驟；(2)安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴的步驟；(3)火焰噴嘴供氣準(zhǔn)備及試點火的步驟；(4)開啟旋轉(zhuǎn)支撐裝置使工件穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的步驟；(5)點火，同時開啟冷卻水的步驟；(6)檢測工件表面加熱溫度的步驟；(7)檢測工件表面淬火硬度的步驟；(8)根據(jù)工件表面淬火硬度對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的步驟；(9)完成工件淬火的步驟；(10)退出滅火的步驟。本發(fā)明的淬火工藝擺脫了對大型、專用淬火設(shè)備的依賴，降低了大型合金鋼回轉(zhuǎn)工件表面淬火處理的成本。
文檔編號C21D1/667GK102994704SQ20121048921
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者徐鴻章, 徐成章, 屈恩和, 高德強 申請人:天津鼎天斯凱特機械有限公司