CN201447490U - 一种金属零件热处理设备 - Google Patents

Abstract

一种金属零件热处理设备，包括加热装置，置放金属零件的料筒，其特征在于：还包括转盘、转盘旋转机构、转盘旋转到设定位置的转盘限位机构、料筒和感应线圈相对升降装置；料筒为二个或二个以上，料筒安装在转盘上，沿转盘的圆周线分布；加热装置一个，为电磁感应加热装置，包括电磁感应线圈；感应线圈的内径大于料筒的外径，当感应线圈处于通电加热的工作状态时，感应线圈环绕在其中一个料筒的外侧；优点是可以满足热处理的金属零件种类多、数量少时的需要；可实现连续自动化生产；加热快、冷却快、温度可控制及精确度高；不会因旋转碰撞损坏零件的表面质量和料筒的使用寿命。

Description

一种金属零件热处理设备

技术领域

本实用新型涉及一种金属零件的热处理设备及热处理方法，特别是涉及一种用于金属零件的淬火、回火的热处理设备及热处理方法。

背景技术

淬火工艺是将钢加热到AC3或AC1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。

亚共析钢淬火加热温度若选用低于AC3的温度，则此时钢尚未完全奥氏体化，存在有部分未转变的铁素体，淬火后铁素体仍保留在淬火组织中。铁素体的硬度较低，从而使淬火后的硬度达不到要求，同时也会影响其他力学性能。若将亚共析钢加热到远高于AC3温度淬火，则奥氏体晶粒显著粗大，而破坏淬火后的性能。所以亚共析钢淬火加热温度选用AC3+(30～50℃)，这样既保证充分奥氏体化，又保持奥氏体晶粒的细小。

过共析钢的淬火加热温度一般推荐为AC1+(30～50℃)。在实际生产中还根据情况适当提高20℃左右。在此温度范围内加热，其组织为细小晶粒的奥氏体和部分细小均匀分布的未溶碳化物。淬火后除极少数残余奥氏体外，其组织为片状马氏体基体上均匀分布的细小的碳化物质点。这样的组织硬度高、耐磨性好，并且脆性相对较少。

过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1，因为此时钢材尚未奥氏体化。若加热到略高于AC1温度时，珠光体完全转变成奥氏体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小，且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度，则二次渗碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。同时由于奥氏体含碳量过高，使淬火后残余奥氏体数量增多，降低工件的硬度和耐磨性。因此过共析钢的淬火加热温度高于AC1太多是不合适的，加热到完全奥氏体化的ACm或以上温度就更不合适。

从上面分析可知，淬火时钢是否加热到AC3或AC1点以上设定的温度，对于大的金属零件，金属零件的内部是否也加热到该设定温度，对金属零件成品的质量有很大的影响。

现有的网带式电阻炉，采用网带匀速前进的形式将网带上的产品向前推进通过电阻炉内加热，电阻炉内的温度是恒温的。由于金属零件的加热是靠传导和辐射加热，能耗高，大型金属零件的加热需要时间长，生产效率低，而且容易产生大型金属零件由于表面高温已经开始脱碳，金属零件内部还没有加热到设定温度。特别是，处理的金属零件种类多、每种金属零件量少的情况下，用电阻炉热处理，通常是大小差异很大的金属零件堆放在网带上同时进入电阻炉内加热，同时出电阻炉，这就会造成小零件因加热时间过长温度过高、甚至脱碳，大零件的内部还没加热到需要的温度，很难做到均匀，严重影响淬火的质量。

在专利号为200520033313.3的实用新型专利中，公开了一种名称为内螺旋回转式中频感应加热炉，包括螺旋滚筒、在螺旋滚筒***设置有隔热层，隔热层外有保温层，保温层外有中频感应线圈，在中频感应线圈外包裹有绝缘外壳.一种安装有内螺旋回转式中频感应加热炉的中频感应淬火、回火生产线，在螺旋热风烘干炉与淬火槽之间安装有内螺旋回转式中频感应加热炉，在螺旋热风烘干炉与回转式冷却炉之间也连接有内螺旋回转式中频感应加热炉.

该实用新型的加热炉虽然具有加热快、冷却快、温度可控制及精确度高的优点。但由于只有一个装预加热金属零件的螺旋滚筒，效率低，而现在越来越追求产品多样化和差异化，经常热处理的零件种类多、数量少时，该实用新型的加热炉就更显浪费。由于零件在螺旋滚筒内随滚筒旋转，金属零件和金属零件之间会相互碰撞，影响零件的表面质量，对表面要求高的零件就达不到要求；还有金属零件会和螺旋滚筒碰撞，影响滚筒的使用寿命，对于较大型的零件，滚筒更容易撞坏。由于采用电磁加热，是从金属内部自己产生热量的，故加热时不需旋转。

发明内容：

本实用新型的第一个目的在于提供一种效率高、特别适用数量少、种类多、可实现连续自动化生产的金属零件热处理的热处理设备。

一种金属零件热处理设备，包括加热装置，置放金属零件的料筒，还包括转盘、转盘旋转机构、转盘旋转到设定位置的转盘限位机构、料筒和感应线圈相对升降装置；料筒为二个或二个以上，料筒安装在转盘上，沿转盘的圆周线分布；加热装置一个，为电磁感应加热装置，包括电磁感应线圈；感应线圈的内径大于料筒的外径，当感应线圈处于通电加热的工作状态时，感应线圈环绕在其中一个料筒的外侧。

转盘旋转机构可为电机驱动方式，将转盘同轴固定在旋转齿轮上。转盘限位机构可为在设定位置的信号开关。金属零件可通过倒料装置倒出，对大的零件可直接拿出。需加热的料筒旋转到感应线圈的正下方，通过料筒和感应线圈相对升降装置使感应线圈环绕在该料筒的外侧，感应线圈通电加热该料筒内的金属零件。这样通过一个加热装置加热两个或两个以上的料筒，可降低设备成本，在料筒的容积较小时，设备成本也不会高，可以满足热处理的金属零件种类多、数量少时的需要，可实现连续自动化生产。采用电磁感应加热，具有加热快、冷却快、温度可控制及精确度高的优点。由于零件没有在料筒内旋转，金属零件和金属零件之间不会因旋转碰撞损坏零件的表面质量和料筒的使用寿命。

作为第一种方式的改进，料筒和感应线圈相对升降装置为感应线圈升降机构，感应线圈升降机构包括升降台、安装在升降台上的升降杆和固定在升降杆上的圆筒，圆筒设有开口端和封闭端，感应线圈固定在圆筒内，圆筒的封闭端朝上，圆筒的封闭端密闭料筒内腔，在圆筒的侧壁上设有避空感应线圈端部的避空槽；在封闭端设有碳和/或氮注入口接头、气口接头。由于电磁感应线圈轻，通过升降电磁感应线圈，使升降机构成本低。

感应线圈可紧配合固定在圆筒内，也可在圆筒的底部、感应线圈的下方设置一抵挡件。感应线圈固定在圆筒内，一方面结构简单，另一方面圆筒对感应线圈产生的热量具有一定的屏蔽作用。通过圆筒封闭端的底面与料筒的顶面配合密封，结构简单，密封效果好。

作为第二种方式的改进，料筒和感应线圈相对升降装置为感应线圈升降机构，升降机构包括升降台、安装在升降台上的升降杆和固定在升降杆上的下支撑块和上固定块，感应线圈安装在下支撑块上并通过上固定块将感应线圈固定在下支撑块和上固定块之间，在下支撑块上设有避空料筒的避空孔；上固定块密闭料筒内腔；在上固定块设有碳和/或氮注入口接头、气口接头。具有结构简单的优点。

作为第三种方式的改进，料筒和感应线圈相对升降装置为转盘升降机构，感应线圈固定在其中一个料筒的正上方。这种结构料筒的升降简单。

作为上述方案的第一种共同改进，料筒底部为封闭端，还包括料筒倒料装置，料筒倒料装置包括安装在转盘和料筒间的料筒翻转装置和料筒复位装置，金属零件成品接收装置安装在转盘外侧设定位置上。该结构简单、倒料方便。

作为上述方案的第二种共同改进，料筒底部为开口端，还包括料筒倒料装置，料筒倒料装置包括安装在料筒底部的活动块、活动块导向机构、驱动机构，驱动机构包括驱动电机和输出齿轮，在活动块上设有与输出齿轮啮合的齿条；金属零件成品接收装置安装在转盘转盘下方和料筒出料口的下方设定位置上。倒料时，活动块在齿轮的驱动下离开料筒，料从料筒的底部掉下进入金属零件成品接收装置，倒料完毕后，活动块在齿轮的驱动下又返回到料筒的下方，将料筒的下方封闭。该结构简单、倒料方便。

作为上述方案的第三种共同改进，在感应线圈的外侧设有第一外罩，感应线圈的两个端部伸出第一外罩并在第一外罩的侧壁上设有避空感应线圈两个端部的避空槽；在转盘外设有第二外罩，料筒置于第二外罩内。第一外罩和第二外罩可使料筒、感应线圈与外界隔离，进一步减少热量丧失、电磁波辐射、改善工作环境、安全性好。

本实用新型的优点是可以满足热处理的金属零件种类多、数量少时的需要；可实现连续自动化生产；加热快、冷却快、温度可控制及精确度高；不会因旋转碰撞损坏零件的表面质量和料筒的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的立体示意图。

图2是本实用新型实施例1的立体分解示意图。

图3是本实用新型实施例2的立体分解示意图。

图4是本实用新型实施例3去掉外罩的立体示意图。

图5是本实用新型实施例3去掉外罩的立体分解示意图。

图6是本实用新型实施例4的立体示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，一种金属零件热处理设备，包括进料装置、料筒1、料筒44、料筒45，转盘2、转盘旋转机构(未示出)、转盘2旋转到设定位置的转盘限位机构(未示出)、升降机构、电磁感应加热装置、倒料装置、进料装置。

进料装置包括进料口3、出料口4和连接进料口3和出料口4的进料输送带5、输送带驱动装置(未示出)及盖体6，出料口4在转盘2停止旋转时正对对其中一个料筒44入口。

料筒1、料筒44、料筒45安装在转盘2上，沿转盘2的圆周线均匀分布。转盘旋转机构安装在转盘2的下方，通过齿轮驱动，与最后一级输出齿轮的输出轴同轴固定(未示出)。转盘限位机构为信号开关(未示出)。

升降机构包括升降台7、安装在升降台7上的升降杆8和固定在升降杆8上的圆筒9，圆筒9设有开口端10和封闭端11.电磁感应加热装置包括感应线圈12，感应线圈12通过紧配合的方式固定在圆筒9内.圆筒9的封闭端11朝上，圆筒9的封闭端11密闭料筒内腔.在圆筒9的侧壁上设有避空感应线圈12端部的避空槽43；在封闭端11设有碳和/或氮注入口接头13、气口接头14.感应线圈12的内径大于料筒1、料筒44、料筒45的外径；当料筒转到感应线圈12的下方，感应线圈12下降，感应线圈12环绕在对应的料筒1的外侧，当感应线圈12处于通电加热的工作状态时，料筒1的封闭端11密封料筒1使置放金属零件的料筒1内腔为密闭空间.

料筒1、料筒44、料筒45底部为封闭端，倒料装置为安装在转盘2和料筒45间的料筒翻转装置和料筒复位装置(未示出)。金属零件成品接收装置包括出料输送带15，冷却水槽16、与冷却水槽连通的水泵17、和接料斗18，出料输送带15置于冷却水槽16中。

在升降台7、升降杆8、圆筒9、感应线圈12的外侧设有第一外罩36，感应线圈12的两个端部伸出第一外罩36并在第一外罩36的侧壁上设有避空感应线圈12两个端部的避空槽19、避空槽20；在第一外罩36的顶部设有氮注入口接头13的避空孔21、气口接头14的避空孔22。在转盘2、料筒1、料筒44、料筒45外设有第二外罩23；在第二外罩23上设有进料口24和出料口25。

实施例2

如图3所示，与实施例1不同的是，升降台7包括安装在升降台7上的升降杆8和固定在升降杆8上的下支撑块26和上固定块27，感应线圈12安装在下支撑块26上并通过上固定块27将感应线圈12固定在下支撑块26和上固定块27之间，在下支撑块上设有避空料筒的避空孔28；上固定块密封料筒；在上固定块设有碳和/或氮注入口接头29、气口接头30。

实施例3

如图4、图5所示，与实施例1不同的是，料筒1的底部为开口端。倒料装置包括安装在料筒1底部的活动块31、倒槽32、驱动电机33和输出齿轮34，在活动块31上设有与输出齿轮34啮合的齿条35.倒料时，活动块31在齿轮34的驱动下离开料筒1，料从料筒的底部倒出，倒料完毕后，活动块31在齿轮的驱动下又返回到料筒的下方，将料筒的下方封闭。

实施例4

如图6所示，与实施例1不同的是，料筒为两个，即料筒47、料筒48，料筒和感应线圈相对升降装置为转盘升降机构。转盘升降机构和转盘旋转机构包括电机37，与电机同轴安装的蜗杆38，与蜗杆38啮合的蜗轮39，与蜗轮39同轴安装的螺杆40、转盘2安装在螺杆40上。在转盘2的底部还设有底座固定座41。圆筒9固定在固定杆42上。

Claims (7)

1.一种金属零件热处理设备，包括加热装置，置放金属零件的料筒，其特征在于：还包括转盘、转盘旋转机构、转盘旋转到设定位置的转盘限位机构、料筒和感应线圈相对升降装置；料筒为二个或二个以上，料筒安装在转盘上，沿转盘的圆周线分布；加热装置一个，为电磁感应加热装置，包括电磁感应线圈；感应线圈的内径大于料筒的外径，当感应线圈处于通电加热的工作状态时，感应线圈环绕在其中一个料筒的外侧。

2.如权利要求1所述的一种金属零件热处理设备，其特征在于：料筒和感应线圈相对升降装置为感应线圈升降机构，感应线圈升降机构包括升降台、安装在升降台上的升降杆和固定在升降杆上的圆筒，圆筒设有开口端和封闭端，感应线圈固定在圆筒内，圆筒的封闭端朝上，圆筒的封闭端密闭料筒内腔，在圆筒的侧壁上设有避空感应线圈端部的避空槽；在封闭端设有碳和/或氮注入口接头、气口接头。

3.如权利要求1所述的一种金属零件热处理设备，其特征在于：料筒和感应线圈相对升降装置为感应线圈升降机构，升降机构包括升降台、安装在升降台上的升降杆和固定在升降杆上的下支撑块和上固定块，感应线圈安装在下支撑块上并通过上固定块将感应线圈固定在下支撑块和上固定块之间，在下支撑块上设有避空料筒的避空孔；上固定块密闭料筒内腔；在上固定块设有碳和/或氮注入口接头、气口接头。

4.如权利要求1所述的一种金属零件热处理设备，其特征在于：料筒和感应线圈相对升降装置为转盘升降机构，感应线圈固定在其中一个料筒的正上方。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种金属零件热处理设备，其特征在于：料筒底部为封闭端，还包括料筒倒料装置，料筒倒料装置包括安装在转盘和料筒间的料筒翻转装置和料筒复位装置，金属零件成品接收装置安装在转盘外侧设定位置上。

6.如权利要求1至4任一项所述的一种金属零件热处理设备，其特征在于：料筒底部为开口端，还包括料筒倒料装置，料筒倒料装置包括安装在料筒底部的活动块、活动块导向机构、驱动机构，驱动机构包括驱动电机和输出齿轮，在活动块上设有与输出齿轮啮合的齿条；金属零件成品接收装置安装在转盘转盘下方和料筒出料口的下方设定位置上。

7.如权利要求1至4任一项所述的一种金属零件热处理设备，其特征在于：在感应线圈的外侧设有第一外罩，感应线圈的两个端部伸出第一外罩并在第一外罩的侧壁上设有避空感应线圈两个端部的避空槽；在转盘外设有第二外罩，料筒置于第二外罩内。

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