專利名稱：狹縫效應(yīng)淬火夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域的夾具，特別是一種狹縫效應(yīng)淬火 夾具。
背景技術(shù)：
鋼的淬火是將工件加熱到奧氏體化溫度之后進(jìn)行快速冷卻以提高鋼鐵零件 的硬度和強(qiáng)度的熱處理工藝，常用的淬火冷卻介質(zhì)有水、水溶液和油等，淬火介 質(zhì)的冷卻能力可以用淬火烈度(H)或表面換熱系數(shù)表示，從表l可以看出，淬 火冷卻介質(zhì)的流速愈大，其冷卻能力愈大。
表l
淬火介質(zhì)介質(zhì)溫度/'c攪拌速度/m ，s—1Nf均換熱系數(shù)/W nf2 K 1H值/ in—1
空氣270.0350. 05
275. 1620.08
普通淬火油650. 5130000. 7
快速淬火油600. 0020000.5
0. 2545001.0
0. 5150001. 1
0. 7665001. 5
水320. 0050001. 1
0. 2590002. 1
0. 51110002. 7
0. 76120002, 8
水550. 0010000. 2
0. 2525000.6
0. 5165001. 5
0. 76105002. 4
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)是通過在淬火槽中配置攪拌系統(tǒng)以 獲得比較大和比較均勻的流動(dòng)速度，如現(xiàn)有文獻(xiàn)(蘇興武、晏汝平、顧敏、陳巖，
淬火槽加載工件前后介質(zhì)流場的數(shù)字模擬，熱處理，2008年第3巻，第3期 P5(T53)報(bào)道了一種通過合理的淬火槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和攪拌均流系統(tǒng)的裝置，在淬火 槽內(nèi)形成很大范圍流速較均勻的"有效淬火區(qū)"，并使工件周圍介質(zhì)流速較快。
3現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于淬火槽設(shè)計(jì)制造完成投入使用之后其結(jié)構(gòu)，尺寸和攪拌系統(tǒng) 都是固定的，可能達(dá)到的最大流速也是一定的，當(dāng)一些零件由于需要更高的冷卻 速度才能淬透，因而要求工件周圍有更高的介質(zhì)流速時(shí)，現(xiàn)成的淬火槽就無能為 力。而要重新設(shè)計(jì)制造淬火槽及其攪拌系統(tǒng)，需要花費(fèi)比較多的時(shí)間和資金，并 很難適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展和產(chǎn)品多樣性的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種狹縫效應(yīng)淬火夾具，通過利用狹縫 效應(yīng)使工件周圍表面的介質(zhì)流速高于淬火槽內(nèi)平均流速，從而達(dá)到提高工件冷卻 速度的效果。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括筒體、掛板、引流口和若 干定位板，其中掛板固定在筒體的頂部，掛板的平面垂直于水平面，定位板固 定在筒體的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，定位板的平面與水平面垂直并與筒體的表面垂直，引流 口固定在筒體的底部，掛板掛在工件的上端面或掛在階梯軸工件中最大直徑臺(tái)階 的端面。
所述的引流口向下并隨同工件一起浸入淬火槽中。
所述的定位板的寬度小于等于筒體與工件表面之間的間隙。
所述的筒體為圓筒形筒體或矩形筒體。
所述的引流口為錐形或倒錐形，使引流口底部與工件表面的之間間距大于筒 體與工件表面之間的間隙。
在工件浸入淬火槽之前，將狹縫效應(yīng)淬火夾具的掛板掛在工件的上端面或掛 在階梯軸工件中最大直徑臺(tái)階的端面，使狹縫效應(yīng)淬火夾具處于引流口向下的狀 態(tài)吊掛在工件上并隨同工件一起浸入淬火槽中。由于引流口底部入口處流體通過 的面積大于工件與筒體之間流體通過的截面面積，就能產(chǎn)生"狹縫效應(yīng)"使工件 周圍表面的介質(zhì)流速高于淬火槽內(nèi)平均流速，從而達(dá)到提高工件冷卻速度的效 果。
本發(fā)明可以在不改變?cè)写慊鸩奂捌鋽嚢柘到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也不需要增加攪拌器 的功率的情況下，提高淬火零件表面附近淬火介質(zhì)的流動(dòng)速度，達(dá)到提高冷卻速 度的目的，本發(fā)明制造成本低，容易制造，操作方便，適應(yīng)性好，具有實(shí)質(zhì)性的 技術(shù)進(jìn)步。


圖l為實(shí)施例l結(jié)構(gòu)示意其中(a)為用于加速外壁表面冷卻示意圖，(b)為實(shí)施例l使用示意圖； 圖2為實(shí)施例2示意其中(a)為用于加速內(nèi)壁表面冷卻示意圖，(b)為實(shí)施例2使用示意圖； 圖3為實(shí)施例3示意其中(a)為實(shí)施例3使用示意圖，(b)為圖3 (a)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案
為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。 實(shí)施例1
如圖l (a)所示，本實(shí)施例包括筒體l，掛板2，定位板3，引流口4，其 中掛板2固定在筒體1的頂部，掛板2的平面垂直于水平面，定位板3固定在 筒體1的內(nèi)側(cè)，定位板3的平面與水平面垂直并與筒體1的表面垂直，引流口4 固定在筒體l的底部。
所述的筒體1是一個(gè)吊掛于圓柱形工件或圓筒形工件外側(cè)的為圓筒形筒體， 定位板3固定在筒體1的內(nèi)側(cè)，引流口 4為錐形結(jié)構(gòu)，其直徑自上而下逐漸擴(kuò)大， 使引流口 4底部與工件5表面的之間間距大于筒體1與工件5表面之間的間隙。
如圖1 (b)所示，本實(shí)施例中的筒體1用4mm厚的鋼板制造，筒體1的內(nèi) 徑為4> 1800士10mm，高度為2500mm，內(nèi)側(cè)焊有寬度為l卯mm的定位板3，三 塊定位板3固定于筒體1內(nèi)側(cè)的圓周方向上互成120。均布，引流口4上端的直 徑d) 1800mm，用焊接方法與筒體1相連，引流口 4高度為400mm，引流口 4底 部的直徑為4)2600mm，待淬火的工件5是一根中間段最大直徑為4> 1400mm，中 間段長度為3000mm的階梯軸，在工件5浸入淬火槽之前，將狹縫效應(yīng)淬火夾具 套在階梯軸外側(cè)，掛板2掛在4)1400mm段上端臺(tái)階的端面，與階梯軸一起浸入 淬火水溫為55'C攪拌速度為0.25m， s"的淬火水槽中，可以階梯軸外側(cè)的流速 提高到0.75m.s—1，平均換熱系數(shù)提高到10500W.m—、k—1，相比現(xiàn)有技術(shù)提高 4倍。實(shí)施例2
如圖2 (a)所示，本實(shí)施例包括筒體l，掛板2，定位板3，引流口4，其 中掛板2固定在筒體1的頂部，掛板2的平面垂直于水平面，定位板3固定在 筒體1的外側(cè)，定位板3的平面與水平面垂直并與筒體1的表面垂直，引流口4 固定在筒體l的底部。
所述的筒體1是一個(gè)吊掛于圓筒形工件5內(nèi)側(cè)的圓筒，定位板3固定在筒體 l外側(cè)，引流口4為倒錐形結(jié)構(gòu)，其直徑自上而下逐漸縮小。使引流口4底部與 工件5內(nèi)壁表面之間的間隙大于筒體1與工件5內(nèi)壁表面的間隙。
如圖2 (b)所示，狹縫效應(yīng)淬火夾具筒體用厚度為4mm的薄鋼板制成，筒 體的外徑4)4100土12mm，高度1500mm，定位板238mm，焊在筒體的外側(cè)，四 塊定位板固定于筒體1外側(cè)的圓周方向上互成卯°均布，引流口與筒體用焊接 的方法固定在筒體下方，引流口的高度800mm，引流口底部直徑為* 3175mm待淬 火工件是一個(gè)內(nèi)徑為小4600mm，外徑為4)5000mm，高度為3600mm的圓筒形 工件，淬火冷卻之前將狹縫效應(yīng)淬火夾具套在工件的內(nèi)側(cè)，掛板掛在圓筒形工 件的上端面，淬火冷卻時(shí)與工件一起浸入淬火槽中。淬火介質(zhì)是60'C快速淬火 油，攪拌速度為0.25m* s—1采用本實(shí)施所述的狹縫效應(yīng)夾具可使工件提高到 7.3m s—1，換熱系數(shù)可提高到6000W m—2 k—、提高1.33倍。
實(shí)施例3
如圖3 (a)所示，本實(shí)施例包括筒體l,掛板2，定位板3，引流口4，其 中掛板2固定在筒體1的頂部，掛板2的平面垂直于水平面，定位板3固定在 筒體1的內(nèi)側(cè)，定位板3的平面與水平面垂直并與筒體1的表面垂直，引流口4 固定在筒體1的底部。
所述的筒體1，其截面為矩形截面，定位板3固定在筒體1的內(nèi)側(cè)，筒體1 懸掛在矩形工件5的外側(cè)，引流口4為錐形，其截面自上而下逐漸擴(kuò)大。
如圖3 (b)所示，狹縫效應(yīng)淬火夾具用5mm鋼板制成，筒體截面是矩形， 尺寸為1400±5mmX2400mm±5mm，筒體高度為3300mm，定位板的寬度為195mm 共四塊定位板分別焊在筒體內(nèi)側(cè)四個(gè)內(nèi)壁面上，引流口的上部尺寸與筒體相同， 引流口的底部尺寸為1800mmX2800mm，引流口高度為200腿，工件截面尺寸為 1000mmX2000醒，高度3500mm狹縫效應(yīng)淬火夾具的掛板掛在工件的上端。與工
6件一起淬入到溫度為55'C攪拌速度為0.25m s"的水槽中，本實(shí)施所述狹縫效 應(yīng)淬火夾具可使工件外側(cè)的流速提高到0.5m .s—1，換熱系數(shù)可提高到 6250W m—2 k"，提高2.5倍。
權(quán)利要求
1、一種狹縫效應(yīng)淬火夾具，其特征在于，包括筒體、掛板、引流口和若干定位板，其中掛板固定在筒體的頂部，掛板的平面垂直于水平面，定位板固定在筒體的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，定位板的平面與水平面垂直并與筒體的表面垂直，引流口固定在筒體的底部，掛板掛在工件的上端面或掛在階梯軸工件中最大直徑臺(tái)階的端面，所述的引流口向下并隨同工件一起浸入淬火槽中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的狹縫效應(yīng)淬火夾具，其特征是，所述的定位板的 寬度小于等于筒體與工件表面之間的間隙。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的狹縫效應(yīng)淬火夾具，其特征是，所述的筒體為圓 筒形筒體或矩形筒體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的狹縫效應(yīng)淬火夾具，其特征是，所述的引流口為 錐形或倒錐形，引流口底部與工件表面的之間間距大于筒體與工件表面之間的間 隙。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的狹縫效應(yīng)淬火夾具，其特征是，所述的筒體 為圓筒形，該筒體的內(nèi)徑為cH800土10mm，高度為2500mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的狹縫效應(yīng)淬火夾具，其特征是，所述的筒體 為圓筒形為矩形筒體，該筒體的尺寸為1400±5mmX2400mm±5mra，筒體高度為 3300mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的狹縫效應(yīng)淬火夾具，其特征是，所述的定位 板共3塊，分別固定在筒體內(nèi)側(cè)的圓周方向上互成120。均布。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的狹縫效應(yīng)淬火夾具，其特征是，所述的定位 板共4塊，分別固定在筒體外側(cè)的圓周方向上互成90°均布。
全文摘要
一種金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域的狹縫效應(yīng)淬火夾具，筒體、掛板、引流口和若干定位板，其中掛板固定在筒體的頂部，掛板的平面垂直于水平面，定位板固定在筒體的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，定位板的平面與水平面垂直并與筒體的表面垂直，引流口固定在筒體的底部，掛板掛在工件的上端面或掛在階梯軸工件中最大直徑臺(tái)階的端面，所述的引流口向下并隨同工件一起浸入淬火槽中。本發(fā)明可以在不改變?cè)写慊鸩奂捌鋽嚢柘到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也不需要增加攪拌器的功率的情況下，提高淬火零件表面附近淬火介質(zhì)的流動(dòng)速度，達(dá)到提高冷卻速度的目的。
文檔編號(hào)C21D1/62GK101586179SQ20091005375
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者單雪雄, 潘健生 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)