CN101186962A - 感应加热钢棒调质热处理的工艺方法 - Google Patents

感应加热钢棒调质热处理的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种感应加热钢棒调质热处理的工艺方法，其特征是：对钢棒通过矫直-感应淬火-感应回火-保温回火-滚动冷却并在连续作业生产线上完成的调质工艺，具体工艺为：矫直、淬火、回火、冷却与矫直、下料检验，入库。本发明的有益效果：利用感应涡流的热效应对钢材进行调质热处理，使其芯部组织为均匀的回火索氏体组织；不需要预温加热，升温迅速；可定尺长料加工。

Description

感应加热钢棒调质热处理的工艺方法
技术领域
本发明属于金属热处理设备，尤其涉及一种感应加热钢棒调质热处理的工艺方法。
背景技术
在机械加工前的钢件坯料都需要对其进行调质处理。目前钢棒材料的调质处理，一直采用：按照工件大小事先截断成要求尺寸，再放入电阻炉中进行调质处理的方法。传统的调质热处理方式，由于加热不均匀导致处理后钢棒的组织结构欠佳，同时工艺可控性差；不可小批量生产；且高耗能，并需用淬火油进行淬火，影响环保、不安全。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种感应加热钢棒调质热处理的工艺方法，该工艺热处理后的钢材组织结构好，采用水性淬火液淬火，环保、安全；同时可用于定尺长料加工。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种感应加热钢棒调质热处理的工艺方法，其特征是：对钢棒通过矫直—感应淬火—感应回火—保温回火—滚动冷却并在连续作业生产线上完成的调质工艺，具体工艺为：
A、矫直：将钢棒经人工放至上料平台、码平后，经上料机以步进方式送至平行辊道，进入热处理前七辊矫直机矫直，矫直后通过平行辊道，送入感应器前机械牵引机；
B、淬火：通过牵引机的稳速运行，将钢棒送入感应加热淬火***的感应加热用半导体变频装置中，通过输出感应器柜和红外测温仪控制，对钢棒进行预热—测温—升温—测温的温度自动控制，达到淬火温度进入冷却机构淬火，通过机械后牵引装置进入辊道，送入储料、上料平台，同时分离淬火不合格品，完成淬火的过程；
C、回火：淬火后的钢棒经机械后牵引装置进入上料平台以步进方式送入平行辊道，送入中频电源感应器前机械牵引机，通过牵引机使钢棒稳速运行，钢棒送入感应器进行回火，测温后进入回火保温箱，保温延时，回火后热矫直，而后送入平行辊道，
D、冷却与矫直：钢棒进入冷床自然滚动冷却，冷却后送入矫直机矫直并经过消磁处理；
E、下料检验，入库。
本发明的有益效果：依据是电磁感应、集肤效应和热传导三项基本理论，利用感应涡流的热效应对钢材进行调质热处理，使热处理后的钢材组织结构好，检测的结果是：1/3R处的硬度HB240～250；芯部硬度HB240左右；晶粒度为6～7级；芯部组织为较为均匀的回火索氏体组织；采用水性淬火液淬火，环保、安全；工艺可控性好，可根据不同用户要求，方便调整工艺；节能、并可小批量生产，不需要生产前的预温加热，升温迅速，并根据需要可随时加工；尤其是可长料定尺加工，用户可以根据需要再自行下料加工，节省材料、方便运输。
附图说明
图1为本发明的生产线示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图所示，一种感应加热钢棒调质热处理的工艺方法，对钢棒通过矫直—感应淬火—感应回火—保温回火—滚动冷却并在连续作业生产线上完成的调质工艺，具体工艺为：
A、矫直：将钢棒经人工放至上料平台、码平后，经上料机1以步进方式送至平行辊道2，进入热处理前七辊矫直机3矫直，矫直后通过平行辊道2，送入感应器前机械牵引机4；
B、淬火：通过牵引机的稳速运行，将钢棒送入感应加热淬火***的感应加热用半导体变频装置中，通过输出感应器柜5和红外测温仪控制，对钢棒进行预热——测温——升温——测温的温度自动控制，达到淬火温度进入冷却机构淬火，通过机械后牵引装置进入辊道，送入储料、上料平台，同时分离淬火不合格品，完成淬火的过程；
C、回火：淬火后的钢棒经机械后牵引装置进入上料平台以步进方式送入平行辊道，送入中频电源感应器前机械牵引机，通过牵引机使钢棒稳速运行，钢棒送入感应器6进行回火，测温后进入回火保温箱7，保温延时，回火后热矫直，而后送入平行辊道，
D、冷却与矫直：钢棒进入冷床8自然冷却，冷却后送入矫直机矫直并经过消磁处理；
E、下料检验，入库。
1.自动控制***
全线设备实行自动控制，采用西门子PLC编程软件自动控制全线运行。控制***与设在感应加热淬火***中的测温仪、无纸记录仪连接，实现全线在设定参数状态下运行，控制程序设有多重保护并显示故障，保证全线设备安全平稳运行。主传动采用西门子或ABB交流变频调速***。具有全线点动、联动、单台点动功能，操作人员只须操作控制按扭和微调按扭，即可实现全线在设定参数状态下运行，控制程序可存储多个品种的工艺，保证全线更换品种的方便。
2.钢棒上料热处理前矫直机：
采用常规的矫直机，上料台架采用斜钢架长度4米，宽度5米，矫直机采用七辊矫直机(冷矫)，长度6米。
3.机械前后牵引、送料机构：
由机架、输送滚轮和气动***组成。牵引机采用上下压辊式牵引机，上辊为气动控制上下便于钢棒的通过，且回火牵引机滚轮为带冷却滚轮，运行速度由变频器控制，保证钢棒运行速度稳定。
4.预热，淬火，回火可控硅中频电源：
对可控硅中频电源的电压电流及频率增加上下限监测仪表，在钢棒生产过程中如超出设定范围报警停机。与之配套的钢棒专用淬火、回火感应器柜是根据钢棒的金相结构特点而设计。由感应器、支撑导向架、谐振电容和测温仪等组成，测温仪采用美国雷泰产品，具有超温报警功能。淬、回火中频电源，频率能自动跟综负载频率变化，效率高达90％以上；启动时无电流冲击。感应加热用半导体变频装置的频率为1-4kHZ。
5.淬火冷却***
冷却部分水箱采用不锈钢制作，配有一套带有独立水箱及板式换热器的介质冷却***，该***具有恒温控制及超温报警功能和水压超出范围的报警，可同时外接冷却水和制冷机的功能。
6.回火保温箱
最多可连续处理20根钢棒，从右侧送入一根料的同时从前侧送出一根，托架采用耐热钢制作，回火炉门为气动控制，炉体配有氮气保护输入接口，内部有热风扇，使内部温度均匀，温控仪采用美国霍尼维尔，温度控制精度0.3％，另配有超温报警***和单独的校温孔。
7.热处理后矫直机
入料辊道带升降辊道的保护套筒结构长度6米，矫直机采用七辊矫直机(热矫带冷却)长度7米。
8.热处理矫直后冷床
由输送机、动力辊道、上料装置、气动***和助推装置等组成；正反链板式冷床，使钢棒滚动移动均匀冷却；冷床宽度6米，长度5米。冷却周期时间为2小时。
9.冷床后矫直机
入料辊道带拔料机构和升降辊道的保护套筒结构长度6米，矫直机采用十一辊矫直机(冷矫)，长度6米。
10.下料架
矫直后通过下料架滑入料架。
11.无纸记录仪
无纸记录仪采用美国霍尼维尔6通道记录仪，可记录速度、淬火温度、回火温度、回火保温箱温度，备用2个通道。生产线设计速度6米/分钟。主要技术指标
1、原材料：45#钢棒
2、产品规格：Φ24-Φ32长5.3-6米
3、淬火温度：900℃±20 回火温度：650℃±10
4、节拍：6M(根)/min
5、电耗/吨：380度/吨，(感应加热电源功耗)。
6、调质后硬度HRC22-29(表面至心部硬度)
7、芯部金相组织：无连续网状铁素体析出，
8、截断后(每米)径向跳动0.4mm以内
该工艺方法对各类中碳钢(包括低合金钢)的中小截面尺寸的棒材、管材、轴类零件均适用，具有生产率高，畸变小，无氧化脱碳，不污染，产品质量一致性好，生产过程易自动化等特点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种感应加热钢棒调质热处理的工艺方法，其特征是：对钢棒通过矫直—感应淬火—感应回火—保温回火—滚动冷却并在连续作业生产线上完成的调质工艺，具体工艺为：
A.矫直：将钢棒经人工放至上料平台、码平后，经上料机以步进方式送至平行辊道，进入热处理前七辊矫直机矫直，矫直后通过平行辊道，送入感应器前机械牵引机；
B.淬火：通过牵引机的稳速运行，将钢棒送入感应加热淬火***的感应加热用半导体变频装置中，通过输出感应器柜和红外测温仪控制，对钢棒进行预热—测温—升温—测温的温度自动控制，达到淬火温度进入冷却机构淬火，通过机械后牵引装置进入辊道，送入储料、上料平台，同时分离淬火不合格品，完成淬火的过程；
C.回火：淬火后的钢棒经机械后牵引装置进入上料平台以步进方式送入平行辊道，送入中频电源感应器前机械牵引机，通过牵引机使钢棒稳速运行，钢棒送入感应器进行回火，测温后进入回火保温箱，保温延时，回火后热矫直，而后送入平行辊道，
D.冷却与矫直：钢棒进入冷床自然滚动冷却，冷却后送入矫直机矫直并经过消磁处理；
E.下料检验，入库。
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