專利名稱：大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱處理工藝裝置，尤其涉及一種大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置。
背景技術(shù)：
[0002]目前，直徑Φ5000 Φ8000_，重量10 20噸的磨機(jī)半齒(ZG42CrMo)，若完全單獨(dú)用水作為淬火介質(zhì)淬火時(shí)，半齒的拉筋和副板極易斷裂，變形很大，因?yàn)樗拇慊鹄鋮s速度太快，淬火形成的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力很大；而用油作為淬火介質(zhì)時(shí)，由于油的冷卻速度較慢，淬透性較差，而且這樣大的齒輪需要淬火油200噸以上，成本高，投資大，易著火，齒面硬度不易達(dá)到技術(shù)要求。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，它具有保證質(zhì)量，降低成本，操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案[0005]一種大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，它包括霧化裝置，所述霧化裝置包括噴霧裝置和風(fēng)冷裝置；所述風(fēng)冷裝置設(shè)于噴霧裝置周圍，噴霧裝置包括噴霧管路以及與之連接的至少一組氣水混合管路，氣水混合管路另一端與氣源裝置和給水裝置連接；所述噴霧管路上設(shè)有指向待處理半齒工件的噴孔，噴霧管路與待處理半齒工件相配合安置。[0006]所述風(fēng)冷裝置包括5組大型軸流風(fēng)機(jī)，所述5組大型軸流風(fēng)機(jī)按左、左中、中、右中、右方位，距離待處理半齒工件表面2. 5 3m，圍繞待處理半齒工件設(shè)置。[0007]所述噴霧管路為半圓弧形的噴霧環(huán)管，與待處理半齒工件弧形配合，所述噴孔為噴霧環(huán)管上均勻分布著的多個(gè)間距為100mm,方向指向圓心的Φ2. 5 3mm的噴孔。[0008]所述氣水混合管路包括在噴霧管路左側(cè)、左下部、右下部、右側(cè)分別設(shè)置的4組氣水混合管路，每組氣水混合管路包括進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路，所述進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路分別設(shè)有進(jìn)水閥和進(jìn)氣閥，每組進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路通過(guò)三通接頭相互連接后與噴霧管路連通。[0009]所述氣源裝置為空氣壓縮機(jī)；空氣壓縮機(jī)通過(guò)尼龍高壓管與進(jìn)氣管路連接；所述給水裝置為排污泵；排污泵通過(guò)高壓皮管與進(jìn)水管路連接。[0010]所述噴霧裝置還設(shè)有與噴霧環(huán)管連接的加強(qiáng)筋。[0011]大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置的方法，它包括的步驟是[0012]I)先水淬，將加熱到淬火溫度的待處理半齒工件出爐，用水冷方式迅速冷卻，激掉齒輪表面的氧化皮；[0013]2)后霧化，將水淬后待處理半齒工件，快速啟動(dòng)噴霧裝置，對(duì)待處理半齒工件進(jìn)行霧化冷卻；[0014]3)強(qiáng)風(fēng)冷卻，當(dāng)霧化冷卻停止后，快速開(kāi)啟風(fēng)冷裝置，對(duì)待處理半齒工件進(jìn)行風(fēng)冷，風(fēng)冷結(jié)束后，根據(jù)半齒硬度要求進(jìn)行回火處理。[0015]所述先水淬，將加熱到淬火溫度850± 10°C，保溫6. 5h的待處理半齒工件出爐，空氣預(yù)冷置邊緣發(fā)黑，然后通過(guò)水冷I. 5 2分鐘，將齒輪表面溫度迅速冷卻到350 400°C 之間，激掉齒輪表面的氧化皮，為霧化和強(qiáng)風(fēng)冷卻做準(zhǔn)備。[0016]所述后霧化，待處理半齒工件水淬后，由于心部熱量向外傳導(dǎo)，表面溫度會(huì)迅速升高，將噴霧裝置中噴霧管路與待處理半齒工件的輪廓相配合安置，配合距離為 500mm土 IOmm ;快速啟動(dòng)噴霧裝置對(duì)待處理半齒工件進(jìn)行霧化冷卻，使待處理半齒工件表面溫度不會(huì)超過(guò)350 400°C，當(dāng)表面溫度霧化冷卻到300°C ± 10°C時(shí)，停止霧化冷卻。[0017]所述強(qiáng)風(fēng)冷卻，當(dāng)霧化冷卻停止后，快速開(kāi)啟風(fēng)冷裝置，距離待處理半齒工件表面2. 5 3m，按左、左中、中、右中、右方向，對(duì)待處理半齒工件進(jìn)行風(fēng)冷，當(dāng)待處理半齒工件表面溫度冷卻到100 150°C停止風(fēng)冷，根據(jù)半齒硬度要求(HB240 280)，確定回火 580±10°C，保溫IOh后，隨爐冷卻到350°C出爐空冷，測(cè)試硬度HB270 280之間；為了保證拉筋21去掉后半齒不變形，需在570±10°C，保溫IOh進(jìn)行第二次回火處理。[0018]本實(shí)用新型的工作原理[0019]通過(guò)前期水淬，為后續(xù)步驟做好準(zhǔn)備工作，結(jié)合霧化裝置對(duì)待處理半齒工件霧化冷卻，最后采用強(qiáng)風(fēng)冷卻，實(shí)現(xiàn)對(duì)待處理半齒工件冷卻淬火熱處理；霧化裝置的結(jié)構(gòu)形狀是根據(jù)待處理半齒工件制作，形成與待處理半齒工件相配合的噴霧環(huán)管，該裝置距離待處理半齒工件表面輪廓保持一定的間距，本實(shí)用新型間距為500mm左右，通過(guò)噴霧環(huán)管兩端及中間分別設(shè)有的由空氣壓縮機(jī)和排污泵提供氣、水的氣水混合管道，調(diào)節(jié)氣水混合管道中進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路各自設(shè)有的閥門，由噴霧環(huán)管通過(guò)均勻分布或根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整間距的噴孔噴出形成水霧，對(duì)待處理半齒工件實(shí)施噴霧，實(shí)現(xiàn)霧化冷卻。[0020]通過(guò)綜合運(yùn)用水淬、霧化、強(qiáng)風(fēng)冷卻技術(shù)手段，控制待處理半齒工件冷卻速度，使待處理半齒工件的冷卻淬火熱處理質(zhì)量得到保障。[0021]本實(shí)用新型的有益效果[0022]I本工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)對(duì)ZG42CrMo材料而言，如果單獨(dú)用水作為淬火介質(zhì)，由于水的冷卻速度太快，特別在低溫區(qū)冷速也很快，非常容易使ZG42CrMo材料的半齒因熱應(yīng)力和組織應(yīng)力太大而變形和開(kāi)裂；若單獨(dú)用油作為淬火介質(zhì)，由于油的冷卻速度太慢，而且半齒太重，淬透性也較差，而“先水淬一后霧化一再?gòu)?qiáng)風(fēng)冷”淬火，該方案在高溫區(qū)用水冷速度較快，而在低溫度用霧化+風(fēng)冷，使冷速減慢，符合理想淬火介質(zhì)的要求，其冷卻速度介于水和油之間，并可通過(guò)調(diào)節(jié)閥門大小達(dá)到半齒的理想冷卻速度。該工藝方案操作簡(jiǎn)單，安全，節(jié)能，淬透層深而又解決了拉筋和副板水淬變形開(kāi)裂，油淬不硬的難題。[0023]工藝方法采用“先水淬一后霧化一再?gòu)?qiáng)風(fēng)”的復(fù)合冷卻，冷卻速度介于水和油之間，解決了水淬時(shí)的變形開(kāi)裂和油淬時(shí)的淬透性差，成本高，易著火的難題。


[0024]圖I為噴霧環(huán)管霧化冷卻方向示意圖；[0025]圖2為半齒與霧化裝置結(jié)構(gòu)及配合關(guān)系位置示意圖。[0026]其中，I.進(jìn)氣閥I，2.進(jìn)氣閥II，3.進(jìn)氣閥III，4.為進(jìn)氣閥VI，5.進(jìn)水閥I，6.進(jìn)水閥II，7.進(jìn)水閥ΙΙΙ，8.進(jìn)水閥VI，9.噴霧環(huán)管，10.加強(qiáng)筋，11.半齒，12.軸流風(fēng)機(jī)I，13.軸流風(fēng)機(jī)II，14.軸流風(fēng)機(jī)III，15.軸流風(fēng)機(jī)VI，16.軸流風(fēng)機(jī)V，17.穿扛點(diǎn)I，18.穿扛點(diǎn)II，19為穿扛點(diǎn)III，20.噴孔，21.拉筋。
具體實(shí)施方式
[0027]
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。[0028]圖1，材料為ZG42CrMo的大型(Φ 5000 Φ8000)磨機(jī)半齒以“水一霧化一強(qiáng)風(fēng)” 冷卻淬火代替油(或水或淬火液)冷卻淬火的熱處理工藝。技術(shù)要求T HB240 280，半齒 11單重16噸。霧化冷卻時(shí)，噴霧環(huán)管9上設(shè)有指向半齒11的噴孔20，噴孔20噴出的水霧， 分別噴射在齒輪齒表面，噴孔為噴霧環(huán)管9上均勻分布著的多個(gè)間距為100mm,方向指向圓心的Φ2. 5 3mm的噴孔20,,噴霧環(huán)管9與半齒11弧形配合,配合距離為500mm ；[0029]圖2中，一種大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，它包括霧化裝置，所述霧化裝置包括噴霧裝置和風(fēng)冷裝置；所述風(fēng)冷裝置設(shè)于噴霧裝置周圍，噴霧裝置包括噴霧管路以及與之連接的三組氣水混合管路，氣水混合管路另一端與氣源裝置和給水裝置連接；噴霧管路上設(shè)有指向半齒11的噴孔20，噴霧管路與半齒11配合安置。所述噴水管路為半圓弧形的噴霧環(huán)管9，與半齒弧形配合，所述噴孔20為噴霧環(huán)管9上均勻分布著的多個(gè)間距為 100mm,方向指向圓心的Φ2. 5 3mm的噴孔20。[0030]風(fēng)冷裝置包括5組大型軸流風(fēng)機(jī)，分別為軸流風(fēng)機(jī)I 12，軸流風(fēng)機(jī)II 13，軸流風(fēng)機(jī)III 14，軸流風(fēng)機(jī)VI 15，軸流風(fēng)機(jī)V 16，所述5組大型軸流風(fēng)機(jī)按左、左中、中、右中、右方位，距離半齒11表面2. 5 3m,圍繞半齒11設(shè)置。[0031]氣水混合管路包括在噴霧管路左側(cè)、左下部、右下部、右側(cè)分別設(shè)置的4組氣水混合管路，所述每組進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路分別設(shè)有閥門，所述進(jìn)氣管路設(shè)有閥門包括進(jìn)氣閥I 1，進(jìn)氣閥II 2，進(jìn)氣閥III 3，為進(jìn)氣閥VI 4，進(jìn)水管路閥門為進(jìn)水閥I 5，進(jìn)水閥II 6，進(jìn)水閥III 7，進(jìn)水閥VI 8，每組進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路通過(guò)三通接頭相互連接后與噴水管路連通。[0032]氣源裝置為w — 3. 0/10型空氣壓縮機(jī)；空氣壓縮機(jī)通過(guò)尼龍高壓管與進(jìn)氣管路連接；[0033]給水裝置為WQ15X30X3的排污泵；排污泵通過(guò)高壓皮管進(jìn)水管路連接。[0034]噴霧裝置還設(shè)有與噴霧環(huán)管9連接的加強(qiáng)筋10。[0035]一種大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置的方法，它包括的步驟是[0036]I)先水淬，將加熱到淬火溫度的待處理半齒工件出爐，用水冷方式迅速冷卻，激掉齒輪表面的氧化皮；[0037]2)后霧化，將水淬后待處理半齒工件，快速啟動(dòng)噴霧裝置，對(duì)待處理半齒工件進(jìn)行霧化冷卻；[0038]3)強(qiáng)風(fēng)冷卻，當(dāng)霧化冷卻停止后，快速開(kāi)啟風(fēng)冷裝置，對(duì)待處理半齒工件進(jìn)行風(fēng)冷，風(fēng)冷結(jié)束后，根據(jù)半齒硬度要求進(jìn)行回火處理。[0039]先水淬是指，先將半齒加熱到650°C，均溫2. 5h，以預(yù)防升溫過(guò)快，使半齒變形，然后升溫到850± 10°C，保溫6. 5h后出爐，用三根循環(huán)鏈，用穿扛方式，穿扛點(diǎn)為圖2中。穿扛點(diǎn)I 17，穿扛點(diǎn)II 18，為穿扛點(diǎn)III 19，將半齒平吊在空中，空氣預(yù)冷置邊緣發(fā)黑，然后平放入水中冷卻。水冷I. 5 2分鐘，將齒輪表面溫度迅速冷卻到350 400°C之間，激掉齒5輪表面的氧化皮，為霧化和強(qiáng)風(fēng)冷卻做準(zhǔn)備。[0040]后霧化是指，半齒水淬后，由于心部熱量向外傳導(dǎo)，表面溫度會(huì)迅速升高，將噴霧裝置中噴霧管路與半齒的輪廓相配合安置，配合距離為500_ ;快速啟動(dòng)噴霧裝置對(duì)半齒進(jìn)行霧化冷卻，使半齒表面溫度不會(huì)超過(guò)350 400°C，當(dāng)表面溫度霧化冷卻到290 310°C時(shí)，停止霧化冷卻。[0041]強(qiáng)風(fēng)冷卻是指，當(dāng)霧化冷卻停止后，快速開(kāi)啟風(fēng)冷裝置，距離半齒表面2. 5 3m， 按左、左中、中、右中、右方向，對(duì)半齒進(jìn)行風(fēng)冷，當(dāng)半齒表面溫度冷卻到103°C停止風(fēng)冷。[0042]根據(jù)半齒硬度要求(HB240 280)，確定回火580± 10°C，保溫IOh后，隨爐冷卻到350°C出爐空冷，測(cè)試硬度HB270 280之間；為了保證拉筋21去掉后半齒不變形，需在 570±10°C，保溫IOh進(jìn)行第二次回火處理。[0043]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，它包括霧化裝置，其特征是，所述霧化裝置包括噴霧裝置和風(fēng)冷裝置；所述風(fēng)冷裝置設(shè)于噴霧裝置周圍，噴霧裝置包括噴霧管路以及與之連接的至少一組氣水混合管路，氣水混合管路另一端與氣源裝置和給水裝置連接；所述噴霧管路上設(shè)有指向待處理半齒工件的噴孔，噴霧管路與待處理半齒工件相配合安置。
2.如權(quán)利要求I所述大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，其特征是，所述風(fēng)冷裝置包括5組大型軸流風(fēng)機(jī)，所述5組大型軸流風(fēng)機(jī)按左、左中、中、右中、右方位，距離待處理半齒工件表面2. 5 3m，圍繞待處理半齒工件設(shè)置。
3.如權(quán)利要求I所述大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，其特征是，所述噴霧管路為半圓弧形的噴霧環(huán)管，與待處理半齒工件弧形配合，所述噴孔為噴霧環(huán)管上均勻分布著的多個(gè)間距為100mm,方向指向圓心的Φ2. 5 3mm的噴孔。
4.如權(quán)利要求I所述大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，其特征是，所述氣水混合管路包括在噴霧管路左側(cè)、左下部、右下部、右側(cè)分別設(shè)置的4組氣水混合管路，每組氣水混合管路包括進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路，所述進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路分別設(shè)有進(jìn)水閥和進(jìn)氣閥，每組進(jìn)水管路和進(jìn)氣管路通過(guò)三通接頭相互連接后與噴霧管路連通。
5.如權(quán)利要求4所述大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，其特征是，所述氣源裝置為空氣壓縮機(jī)；空氣壓縮機(jī)通過(guò)尼龍高壓管與進(jìn)氣管路連接；所述給水裝置為排污泵；排污泵通過(guò)高壓皮管與進(jìn)水管路連接。
6.如權(quán)利要求I所述大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，其特征是，所述噴霧裝置還設(shè)有與噴霧環(huán)管連接的加強(qiáng)筋。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大型磨機(jī)半齒冷卻淬火熱處理裝置，它包括霧化裝置，所述霧化裝置包括噴霧裝置和風(fēng)冷裝置；所述風(fēng)冷裝置設(shè)于噴霧裝置周圍，噴霧裝置包括噴霧管路以及與之連接的至少一組氣水混合管路，氣水混合管路另一端與氣源裝置和給水裝置連接；所述噴霧管路上設(shè)有指向待處理半齒工件的噴孔，噴霧管路與待處理半齒工件相配合安置。本實(shí)用新型的有益效果工藝方法采用“先水淬—后霧化—再?gòu)?qiáng)風(fēng)”的復(fù)合冷卻，冷卻速度介于水和油之間，解決了水淬時(shí)的變形開(kāi)裂和油淬時(shí)的淬透性差，成本高，易著火的難題。
文檔編號(hào)C21D9/00GK202730188SQ20122021757
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者馬振忠, 李鑫 申請(qǐng)人:濟(jì)南重工股份有限公司