CN205999422U - 一种轴孔密封用淬火处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴孔密封用淬火处理装置，属于热处理领域。本实用新型的一种轴孔密封用淬火处理装置，包括挡板、下压板、吊杆、上压板和胀气圈，所述吊杆下端连接有挡板，吊杆上套装有下压板，吊杆中上部设置有外螺纹，上压板和胀气圈均套装在吊杆上，压紧螺母与吊杆螺纹连接。所述的下压板的两侧均填充有高温棉；在上压板和胀气圈的上下两侧及胀气圈内腔均填充高温棉。本实用新型能够对矫直辊内孔进行密封，便于预热后排气处理，使辊身中心孔内产生负压，淬火介质无法进入端面和中心孔中，淬火后辊身外部硬度高，内部韧性好，有效的避免了裂纹的产生。

Description

一种轴孔密封用淬火处理装置

技术领域

本实用新型涉及热处理技术领域，更具体地说，涉及一种轴孔密封用淬火处理装置。

背景技术

矫直机是对型材、棒材进行矫直加工的机械设备，其矫直辊是关键部件。对于矫直辊而言，其直径较大，外表面要求有较高的硬度，心部需要保持较好的韧性，因此，如何进行矫直辊的热处理，成为生产加工时的关键技术。

对于目前的矫直辊而言，无论辊径大小，为了提高其综合性能，需要进行整体淬火。对于不同的材料及矫直辊的具体应用，会适当的选用水淬或油淬。对于油淬，不适于表面硬度要求较高的矫直辊；对于水淬，由于其冷却过于激烈，对于一些材料很容易使辊身开裂。但目前无论使用哪种整体淬火方式，都存在端面或者整体开裂的问题，特别是在磨削阶段，表面会存在环状裂纹，该裂纹通过磨削也难以消除，只能进行表面修复。而对于开裂较为严重的工件，直接报废，导致产品合格率极低。

进过探索分析发现，如果要有较好的性能，矫直辊内孔和端面不能进行直接淬火，特别是在内孔和端面的连接处，一旦接触到淬火介质，便会在连接处形成集中应力，后期时效处理时，很容易开裂。因此，问题的关键在于如何对矫直辊的内孔和端面进行淬火保护。

经过检索发现，现有技术中中存在相关的解决方案，如专利申请号：ZL200610106957.X，授权公告日：2009年7月8日，该专利方案公开了一种9Cr2Mo矫直辊的双液淬火工艺方法，其通过在矫直辊内孔与工装的间隙处填充黄土来防止淬火介质进入内孔内，并用压板把端面和内孔盖住，先利用水淬快速冷却，防止奥氏体分解，然后再在油浴中进行淬火，减小淬火变形，防止开裂。

这种在矫直辊内孔填充其他物质以防止介质进入的方法在目前已较为常用，对于防止变形和开裂具有一定的效果。但在回火时内部填充物会影响回火温度，需要在回火前把填充物去除，工序繁琐。但如果不添加填充物，又难以有效避免淬火介质对淬火效果的影响，导致加工工序与加工效果相矛盾。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中矫直辊在经过淬火后易出现裂纹的不足，提供了一种轴孔密封用淬火处理装置，本实用新型能够对矫直辊内孔进行密封，便于预热后排气处理，使辊身中心孔内产生负压，淬火介质无法进入端面和中心孔中，淬火后辊身外部硬度高，内部韧性好，有效的避免了裂纹的产生。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种轴孔密封用淬火处理装置，包括挡板、下压板、吊杆、上压板和胀气圈，所述吊杆下端连接有挡板，吊杆上套装有下压板，吊杆中上部设置有外螺纹，上压板和胀气圈均套装在吊杆上，压紧螺母与吊杆螺纹连接。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的下压板的两侧均填充有高温棉；在上压板和胀气圈的上下两侧及胀气圈内腔均填充高温棉。

作为本实用新型更进一步的改进，上压板的内孔和下压板的内孔与吊杆之间的半径差为1～5mm。

作为本实用新型更进一步的改进，所述下压板和上压板的直径不小于辊身端面直径的0.8倍。

作为本实用新型更进一步的改进，所述压紧螺母的侧壁开设有卡口，该卡口沿压紧螺母径向对称分布。

作为本实用新型更进一步的改进，所述上压板上设置有拉杆或拉环，用于提起上压板排气。

作为本实用新型更进一步的改进，所述吊杆上端设置有内螺纹，用于连接吊钩。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型利用上压板和胀气圈配合吊杆进行密封，压板能够防止淬火介质进入到辊身端面和中心孔内，从而避免辊身内部的淬硬性；在进行加热时，先进行预热，排气后再进行加热，能够进一步提高密封性；因为辊身中心孔内气体受热后气压增大，排气后进行密封，那么在进行淬火时，中心孔内部形成负压，使上压板和下压板紧紧贴附在辊身端面，淬火介质无法进入，从而对辊身端面和中心孔形成保护；

(2)本实用新型通过在胀气圈内填充高温棉具有更好的密封效果，因为普通密封多是直接在压板上用螺栓拧紧，而螺纹本身并不具有密封性，淬火介质很容易通过螺纹间的间隙进入到中心孔，而本发明中增加了胀气圈和高温棉，高温棉能够填满螺纹缝隙，从而使淬火介质无法渗入，保证有较好的淬火效果；

(3)本实用新型中上压板的内孔和下压板的内孔与吊杆之间的半径差均为1～5mm，有利于高温棉的填充；下压板和上压板的直径不小于辊身端面直径的0.8倍，则压板能够覆盖住辊身端面，降低热处理对端面的影响；而且密封效果更好，淬火介质难以进入中心孔内，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的淬火处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型中上压板设置拉杆的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、挡板；2、下压板；3、辊身；4、上压板；5、胀气圈；6、高温棉；7、压紧螺母；8、卡口；9、吊杆。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1、图2，本实施例的一种轴孔密封用淬火处理装置，包括吊杆9、下压板2、上压板4和胀气圈5，吊杆9下端连接有挡板1，吊杆9上套装有下压板2，使用时，下压板的两侧均填充有高温棉6，用于密封。吊杆9中上部设置有外螺纹，上压板4和胀气圈5均套装在吊杆9上，把辊身3套装在吊杆9上，且位于下压板2与上压板4之间，压紧螺母7与吊杆9螺纹连接，通过压紧螺母7把胀气圈5和上压板4压紧在辊身3上端面，从而形成密封，辊身3的端面和中心孔均被覆盖，保证矫直辊的端面和中心孔不会被冷却淬火。为了提高密封性能，在上压板4和胀气圈5的上下两侧及胀气圈5内腔均填充高温棉6，即在辊身3上端面与上压板4之间、上压板4与胀气圈5之间、胀气圈5与压紧螺母7之间均填充高温棉6，并在胀气圈5内部填充高温棉6。

普通压装装置多是直接在辊身上端面上固定压板，那么淬火介质很容易通过螺纹渗入中心孔内，填充高温棉6后，保证了密封效果。

进一步地，吊杆9上端设置有内螺纹，用于连接吊钩。如果把吊钩与吊杆设置为一体结构，那么只能从吊杆9下端套装辊身3，不利于后续排气操作。

实施例2

本实施例的一种轴孔密封用淬火处理装置，其基本结构与实施例1相同，其不同之处在于：本实施例中控制上压板4的内孔、下压板2的内孔与吊杆9之间的半径差为1～5mm，有助于高温棉的密封填充，如果间隙过大，高温棉难以填充紧实，密封效果不理想。本实施例中选取半径差为2mm。

进一步地，下压板2和上压板4的直径不小于辊身3端面直径的0.8倍，下压板2和上压板4能够覆盖住辊身端面，降低热处理对端面的影响；而且密封效果更好，淬火介质难以进入中心孔内，能够对辊身的端面形成保护。

实施例3

本实施例的一种轴孔密封用淬火处理装置，其基本结构与实施例2相同，其不同之处在于：本实施例中中压紧螺母7的侧壁开设有卡口8，该卡口8沿压紧螺母7径向对称分布。在对辊身3加热后，工人无法靠近，因此可借助卡钳卡住卡口8，从而旋转压紧螺母7。此外，如图2所示，还可在上压板4上设置拉杆或拉环，用于提起上压板4排气。也可用其他装置转动上压板进行排气，没有具体要求。

借助该淬火处理，对矫直辊的淬火处理工艺为：

1)把辊身3套入吊杆9，在辊身3上端设置上压板4和胀气圈5，并在相邻两部件间填充高温棉6，通过压紧螺母7把辊身3的两端密封；在吊杆9上端安装吊钩，把辊身3放入加热炉；

套入辊身3后，先在下压板2两侧填充好高温棉，然后再在吊杆9上端靠近辊身3上端面处缠绕高温棉，在把上压板4绕高温棉缠绕方向旋下，在上压板4与辊身3上端面之间铺设高温棉；随后把胀气圈5绕高温棉缠绕方向旋下，在胀气圈5与上压板4之间铺设高温棉；最后旋入压紧螺母7，压紧螺母7与吊杆9的外螺纹之间没有高温棉，但在压紧螺母7与压紧螺母7之间铺设高温棉6。

2)随炉升温至580～650℃，保温1～3小时；

先对辊身3加热到580～650℃进行预热，由于辊身3的材质和大小不同，因此温度设定不同，一般辊径越小，加热越快，预热温度越低，保温时间也就越短，保温的主要目的是确保中心孔温度也足够高，中心孔内空气因膨胀会有压力。

3)把辊身3吊出，旋松压紧螺母7进行排气，然后拧紧压紧螺母7，将辊身3吊入加热炉继续加热至860～980℃，保温3～5小时；

其排气过程操作如下：

a、把辊身3吊出后，用卡钳或其他装置卡入卡口8，旋松压紧螺母7；

b、用钢管套住拉杆，缓慢转动上压板4，中心孔内高压气体排出；

c、再次旋紧压紧螺母7，然后把辊身3吊入加热炉内继续加热。

整个排气过程控制在10分钟内完成，避免辊身3过度降温开始硬化。辊身3回炉后继续加热至淬火温度，具体温度可根据实际需要进行设定。由于在加热和淬火时，辊身与压板及吊杆的膨胀、收缩率不同，容易导致介质进入，而胀气圈5自身的弹性能够对形变进行补偿，从而保证整个过程中心孔处于密封状态。

4)吊出辊身3后进行淬火处理；

具体的淬火方式可根据实际需要的硬度进行调整，没有具体的限制。为了达到较好的硬度和韧性，可采用水、油双淬方式进行淬火处理。

经过淬火处理后，辊身3外部硬度达到可达HRC58～65，中部硬度约为HRC33～38，中心孔内壁处硬度约为HRC23～35，可看出硬度由外向内逐渐降低。其中水淬目的主要是提高表面硬度，经过油淬后辊身内部硬度也得到提高。由于中心孔被密封，截面中心处接近缓冷，能够保持较好的韧性。

5)淬火后进行回火处理。

采用普通工装进行淬火处理时，虽然内部填充有固体填充物，但难以防止淬火介质从压板下或者是从螺纹内渗入，所以中心孔与端面接触处多会接触到淬火介质，而且没有较好的温将保护措施，导致中心孔与端面连接处冷却淬火，形成应力集中，在回火时也很难使应力被消除，于是便导致辊身很容易在该处产生裂纹，甚至直结开裂。

本实用新型利用淬火处理装置进行淬火处理，一方面，采用胀气圈配合高温棉进行密封，对辊身受热形变进行补偿，提高了密封效果；另一方面，工艺上进行排气处理，中心孔内产生负压，通过外部压力来辅助密封，能够防止介质进入，进一步提高密封效果，保证辊身中心处的韧性，可有效防止应力集中，避免矫直辊开裂。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种轴孔密封用淬火处理装置，包括挡板(1)、下压板(2)、吊杆(9)和上压板(4)，其特征在于：还包括胀气圈(5)，所述吊杆(9)下端连接有挡板(1)，吊杆(9)上套装有下压板(2)，吊杆(9)中上部设置有外螺纹，上压板(4)和胀气圈(5)均套装在吊杆(9)上，压紧螺母(7)与吊杆(9)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种轴孔密封用淬火处理装置，其特征在于：所述的下压板的两侧均填充有高温棉(6)；在上压板(4)和胀气圈(5)的上下两侧及胀气圈(5)内腔均填充高温棉(6)。

3.根据权利要求2所述的一种轴孔密封用淬火处理装置，其特征在于：上压板(4)的内孔和下压板(2)的内孔与吊杆(9)之间的半径差为1～5mm。

4.根据权利要求1所述的一种轴孔密封用淬火处理装置，其特征在于：所述下压板(2)和上压板(4)的直径不小于辊身(3)端面直径的0.8倍。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种轴孔密封用淬火处理装置，其特征在于：所述压紧螺母(7)的侧壁开设有卡口(8)，该卡口(8)沿压紧螺母(7)径向对称分布。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的一种轴孔密封用淬火处理装置，其特征在于：所述上压板(4)上设置有拉杆或拉环，用于提起上压板(4)排气。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的一种轴孔密封用淬火处理装置，其特征在于：所述吊杆(9)上端设置有内螺纹，用于连接吊钩。