大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鑄鋼件熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝及其使用方法，其中大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，包括兩層或兩層以上設(shè)置于回轉(zhuǎn)體內(nèi)用于支撐回轉(zhuǎn)體內(nèi)壁的若干徑向拉筋，每層的各徑向拉筋于回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)中心相交并固定，相鄰的上下徑向拉筋相交點之間及最下層徑向拉筋的相交點下方設(shè)有垂直的支撐桿，所述徑向拉筋與回轉(zhuǎn)體內(nèi)壁之間點焊固定，所述徑向拉筋在回轉(zhuǎn)體中心相交處焊接固定。本發(fā)明的熱處理工裝及使用方法可以減少薄壁鑄件在熱處理中變形量，簡化鑄件熱處理后的工序，提高鑄件生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。
【專利說明】大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄鋼件熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理時，由于存在熱處理應(yīng)力(熱應(yīng)力和組織應(yīng)力)、組織不均勻、相變等原因，容易導(dǎo)致鑄件變形。此外，鑄件在熱處理爐中加熱和冷卻時的支撐不當(dāng)及鑄件本身的自重等因素均會引起鑄件變形。此類變形將造成鑄件部分位置缺量，補(bǔ)焊耗費大量成本；針對變形所進(jìn)行的校正同樣將耗費一定的人力、物力，同時嚴(yán)重影響鑄件生產(chǎn)周期。
[0003]針對此不足，傳統(tǒng)的預(yù)防方法是在造型過程中增加鑄件補(bǔ)貼。采用增加補(bǔ)貼的方法防止鑄件變形是比較有效的，但增加了鋼液的消耗，使鑄件形狀尺寸與圖紙要求相差較大，鑄件鑄出后要去除補(bǔ)貼，相應(yīng)地增加了鑄件清理的工作量，也增加了機(jī)械加工量，使鑄件成本提高。同時，補(bǔ)貼部位會產(chǎn)生一個嚴(yán)重的氧割疤痕，嚴(yán)重影響鑄件的外觀質(zhì)量，并且切割部位需要氣刨，導(dǎo)致硬度增加，影響機(jī)械加工性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一是針對現(xiàn)有技術(shù)中大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理中存在的上述問題，提供一種大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，以減少薄壁鑄件在熱處理中變形量，簡化鑄件熱處理后的工序，提高鑄件生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，包括兩層或兩層以上設(shè)置于回轉(zhuǎn)體內(nèi)用于支撐回轉(zhuǎn)體內(nèi)壁的若干徑向拉筋，每層的各徑向拉筋于回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)中心相交并固定，相鄰的上下徑向拉筋相交點之間及最下層徑向拉筋的相交點下方設(shè)有垂直的支撐桿，所述徑向拉筋與回轉(zhuǎn)體內(nèi)壁之間點焊固定，所述徑向拉筋在回轉(zhuǎn)體中心相交處焊接固定。
[0006]本發(fā)明的熱處理工裝，通過在回轉(zhuǎn)體內(nèi)徑向和縱向均衡設(shè)置徑向拉筋支撐結(jié)構(gòu)以保持薄壁回轉(zhuǎn)體熱處理時支撐均衡，防止熱處理變形；并且均衡設(shè)置若干個徑向拉筋實現(xiàn)多方位支撐，可以減小單個支撐件與回轉(zhuǎn)體壁的支撐面積，減小單個支撐件的尺寸和重量，各徑向拉筋與回轉(zhuǎn)體壁之間只需通過點焊連接即可，以便于熱處理后徑向拉筋的拆除，減小鑄件點焊支撐部位的切割損傷，減少后序處理工作，提高鑄件生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。
[0007]為進(jìn)一步實現(xiàn)對回轉(zhuǎn)體鑄件上下和徑向的均衡支撐，上下相鄰層的所述徑向拉筋沿回轉(zhuǎn)體的徑向角度交錯設(shè)置。上下交錯設(shè)置的徑向拉筋，對回轉(zhuǎn)體的支撐更均衡，可以進(jìn)一步減小非支撐部位回轉(zhuǎn)體的熱處理變形。
[0008]為進(jìn)一步適應(yīng)不同高度尺寸回轉(zhuǎn)體支撐，相鄰層所述徑向拉筋的垂直間距為0.3—0.5米，最上層所述徑向拉筋距回轉(zhuǎn)體上端口和最下層所述徑向拉筋距回轉(zhuǎn)體下端口的垂直距尚為0.25一0.35。
[0009]為進(jìn)一步實現(xiàn)均衡支撐，每層所述徑向拉筋之間的夾角為45°、60°或90°。
[0010]為使支撐件與回轉(zhuǎn)體在熱處理中同步伸縮變形，所述徑向拉筋為與鑄件同成分的并且尺寸相當(dāng)?shù)蔫T件澆道制成。
[0011]為進(jìn)一步防止熱處理變形，所述回轉(zhuǎn)體的下端周邊等間距設(shè)有若干單層墊鐵，最下層的支撐桿下端通過雙層墊鐵支撐。
[0012]本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用上述大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝防止鑄件熱處理變形的使用方法，包括如下步驟:
(1)根據(jù)待處理的回轉(zhuǎn)體高徑比，設(shè)置合適的徑向拉筋層數(shù)和每層徑向拉筋的數(shù)量，若回轉(zhuǎn)體的高度為0.8-1.2米時，則徑向拉筋設(shè)置兩層，兩層之間的垂直距離為0.3-0.4米，回轉(zhuǎn)體的高度大于1.2米，相鄰徑向拉筋的垂直距離為0.4-0.5米；直徑小于5米的回轉(zhuǎn)體每層徑向拉筋的夾角為90°，直徑為5 —10米的回轉(zhuǎn)體每層徑向拉筋的夾角為60°，直徑大于10米的回轉(zhuǎn)體每層徑向拉筋的夾角為45° ;
(2)選取長度與回轉(zhuǎn)體徑向尺寸相當(dāng)?shù)南鄳?yīng)數(shù)量的澆道或相應(yīng)尺寸的支撐桿件作為徑向拉筋，兩端進(jìn)行焊接前的切割或打磨處理，以去除徑向拉筋焊接部位表面的雜質(zhì)；
(3)按步驟(I)確定的徑向拉筋層數(shù)、各層間距及每層徑向拉筋間的夾角，將徑向拉筋與回轉(zhuǎn)體點焊固定，各徑向拉筋在回轉(zhuǎn)體中心相交處焊接固定，各層徑向拉筋之間分別在回轉(zhuǎn)體中心相交處焊接固定支撐桿；
(4)將熱處理爐臺車上氧化渣清掃干凈，在臺車上每間隔80(Tl000mm放置平整的單層墊鐵，隨回轉(zhuǎn)體形狀等間距擺放，在回轉(zhuǎn)體中心放置雙層墊鐵，并通過相應(yīng)高度的冷鐵支撐桿支撐最底層的十字拉筋，防止雙層拉筋下端無支撐下墜，從而引起鑄件端部變形，另外擺放墊鐵時，應(yīng)避開墊鐵阻擋熱處理爐燒嘴，以免熱處理爐膛各區(qū)域溫度不均，導(dǎo)致鑄件受溫度差影響發(fā)生變形。
[0013]采用本發(fā)明的上述工裝使用方法，根據(jù)不同徑高比尺寸的薄壁回轉(zhuǎn)體鑄件設(shè)置相應(yīng)層數(shù)和數(shù)量的徑向拉筋，實現(xiàn)大型薄壁鑄件熱處理時多點平衡支撐，防止鑄件熱處理變形。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝支撐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的俯視圖。
[0016]其中，I回轉(zhuǎn)體；2徑向拉筋；3支撐桿；4單層墊鐵；5雙層墊鐵。

【具體實施方式】
[0017]實施例1
如圖1和圖2所示為本發(fā)明的大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，包括兩層或兩層以上設(shè)置于回轉(zhuǎn)體I內(nèi)用于支撐回轉(zhuǎn)體I內(nèi)壁的若干徑向拉筋2，每層的各徑向拉筋2于回轉(zhuǎn)體I回轉(zhuǎn)中心相交并固定，相鄰的上下徑向拉筋2相交點之間及最下層徑向拉筋2的相交點下方設(shè)有垂直的支撐桿3，徑向拉筋2與回轉(zhuǎn)體I內(nèi)壁之間點焊固定，徑向拉筋2在回轉(zhuǎn)體I中心相交處焊接固定。
[0018]為進(jìn)一步實現(xiàn)對回轉(zhuǎn)體鑄件上下和徑向的均衡支撐，上下相鄰層的徑向拉筋2沿回轉(zhuǎn)體I的徑向角度交錯設(shè)置。如圖2所示，實線部分指的是上層的徑向拉筋的設(shè)置位置，虛線部位指示的是下層的徑向拉筋設(shè)置位置，這圖上上下交錯設(shè)置的徑向拉筋，對回轉(zhuǎn)體I鑄件的支撐更均衡，可以進(jìn)一步減小非支撐部位回轉(zhuǎn)體的熱處理變形。
[0019]為進(jìn)一步適應(yīng)不同高度尺寸回轉(zhuǎn)體I支撐，相鄰層徑向拉筋2的垂直間距為0.3—
0.5米，最上層徑向拉筋距回轉(zhuǎn)體上端口和最下層所述徑向拉筋距回轉(zhuǎn)體下端口的垂直距離為 0.25—0.35。
[0020]為進(jìn)一步實現(xiàn)均衡支撐，每層徑向拉筋I(lǐng)之間的夾角為45°、60°或90°。
[0021]為使支撐件與回轉(zhuǎn)體在熱處理中同步伸縮變形，徑向拉筋I(lǐng)為與鑄件同成分的并且尺寸相當(dāng)?shù)蔫T件澆道制成。
[0022]為進(jìn)一步防止熱處理變形，回轉(zhuǎn)體I的下端周邊等間距設(shè)有若干單層墊4鐵，最下層的支撐桿3下端通過雙層墊鐵5支撐。
[0023]本發(fā)明的熱處理工裝，通過在回轉(zhuǎn)體I內(nèi)徑向和縱向均衡設(shè)置徑向拉筋2支撐結(jié)構(gòu)以保持薄壁回轉(zhuǎn)體I熱處理時支撐均衡，防止熱處理變形；并且均衡設(shè)置若干個徑向拉筋2實現(xiàn)多方位支撐，可以減小單個支撐件與回轉(zhuǎn)體壁的支撐連接面積，減小單個支撐件的尺寸和重量，各徑向拉筋2與回轉(zhuǎn)體壁之間只需通過點焊連接即可，以便于熱處理后徑向拉筋2的拆除，減小鑄件點焊支撐部位的切割損傷，減少后序處理工作，提高鑄件生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。
[0024]實施例2
采用上述大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝防止鑄件熱處理變形的使用方法，本方法中的大型薄壁鑄鋼件直徑為4米，高為I米，回轉(zhuǎn)體的壁厚為40mm，采用現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行熱處理變形量大，后期整形處理工作量大，本發(fā)明的方法進(jìn)行熱處理前通過如下步驟設(shè)置回轉(zhuǎn)體內(nèi)部的支撐工裝:
I)本實施例中，徑向拉筋I(lǐng)設(shè)置上下兩層，每層中相鄰的徑向拉筋間夾角為90°，并且上下層徑向拉筋呈45°交錯設(shè)置，上下層徑向拉筋的垂直距離為0.4米，上層距上端和下層距下端的距離均為0.3米；
(2)選取長度與回轉(zhuǎn)體徑向尺寸相當(dāng)?shù)南鄳?yīng)數(shù)量的澆道或相應(yīng)尺寸的支撐桿件作為徑向拉筋，兩端進(jìn)行焊接前的切割或打磨處理，以去除徑向拉筋焊接部位表面的雜質(zhì)；
(3)按步驟(I)確定的徑向拉筋層數(shù)、各層間距及每層徑向拉筋間的夾角等參數(shù)，將徑向拉筋2與回轉(zhuǎn)體I點焊固定，各徑向拉筋2在回轉(zhuǎn)體中心相交處焊接固定，各層徑向拉筋2之間分別在回轉(zhuǎn)體I中心相交處焊接固定支撐桿3 ；
(4)將熱處理爐臺車上氧化渣清掃干凈，在臺車上每間隔約800mm放置一個單層墊鐵4，隨回轉(zhuǎn)體I形狀等間距擺放，在回轉(zhuǎn)體I中心放置雙層墊鐵5，并通過相應(yīng)高度的冷鐵支撐桿支撐最底層的十字拉筋，防止底層拉筋下端無支撐下墜，從而引起鑄件端部變形，另外擺放墊鐵時，應(yīng)避開墊鐵阻擋熱處理爐燒嘴，以免熱處理爐膛各區(qū)域溫度不均，導(dǎo)致鑄件受溫度差影響發(fā)生變形。
【權(quán)利要求】
1.一種大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，其特征在于，包括兩層或兩層以上設(shè)置于回轉(zhuǎn)體內(nèi)用于支撐回轉(zhuǎn)體內(nèi)壁的若干徑向拉筋，每層的各徑向拉筋于回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)中心相交并固定，相鄰的上下徑向拉筋相交點之間及最下層徑向拉筋的相交點下方設(shè)有垂直的支撐桿，所述徑向拉筋與回轉(zhuǎn)體內(nèi)壁之間點焊固定，所述徑向拉筋在回轉(zhuǎn)體中心相交處焊接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，其特征在于，上下相鄰層的所述徑向拉筋沿回轉(zhuǎn)體的徑向角度交錯設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，其特征在于，相鄰層所述徑向拉筋的垂直間距為0.3-0.5米，最上層所述徑向拉筋距回轉(zhuǎn)體上端口和最下層所述徑向拉筋距回轉(zhuǎn)體下端口的垂直距離為0.25—0.35。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，其特征在于，每層所述徑向拉筋之間的夾角為45°、60°或90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，其特征在于，所述徑向拉筋為與鑄件同成分的并且尺寸相當(dāng)?shù)蔫T件澆道制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)體的下端周邊等間距設(shè)有若干單層墊鐵，最下層的支撐桿下端通過雙層墊鐵支撐。
7.—種權(quán)利要求1一6大型薄壁回轉(zhuǎn)體類鑄鋼件熱處理工裝防止鑄件熱處理變形的使用方法，包括如下步驟: (1)根據(jù)待處理的回轉(zhuǎn)體高徑比，設(shè)置合適的徑向拉筋層數(shù)和每層徑向拉筋的數(shù)量，若回轉(zhuǎn)體的高度為0.8-1.2米時，則徑向拉筋設(shè)置兩層，兩層之間的垂直距離為0.3-0.4米，回轉(zhuǎn)體的高度大于1.2米，相鄰徑向拉筋的垂直距離為0.4-0.5米；直徑小于5米的回轉(zhuǎn)體每層徑向拉筋的夾角為90°，直徑為5 —10米的回轉(zhuǎn)體每層徑向拉筋的夾角為60°，直徑大于10米的回轉(zhuǎn)體每層徑向拉筋的夾角為45° ; (2)選取長度與回轉(zhuǎn)體徑向尺寸相當(dāng)?shù)南鄳?yīng)數(shù)量的澆道或相應(yīng)尺寸的支撐桿件作為徑向拉筋，兩端進(jìn)行焊接前的切割或打磨處理，以去除徑向拉筋焊接部位表面的雜質(zhì)； (3)按步驟(1)確定的徑向拉筋層數(shù)、各層間距及每層徑向拉筋間的夾角，將徑向拉筋與回轉(zhuǎn)體點焊固定，各徑向拉筋在回轉(zhuǎn)體中心相交處焊接固定，各層徑向拉筋之間分別焊接固定支撐桿； (4)將熱處理爐臺車上氧化渣清掃干凈，在臺車上每間隔80(Tl000mm放置平整的單層墊鐵，隨回轉(zhuǎn)體形狀等間距擺放，在回轉(zhuǎn)體中心放置雙層墊鐵，并通過相應(yīng)高度的冷鐵支撐桿支撐最底層的十字拉筋，防止雙層拉筋下端無支撐下墜，從而引起鑄件端部變形，另外擺放墊鐵時，應(yīng)避開墊鐵阻擋熱處理爐燒嘴，以免熱處理爐膛各區(qū)域溫度不均，導(dǎo)致鑄件受溫度差影響發(fā)生變形。
【文檔編號】C21D9/00GK104294024SQ201410533153
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】李少雨, 羅永建, 唐鐘雪, 馮周榮, 閆新飛, 何啟良, 田成剛, 程勤 申請人:寧夏共享鑄鋼有限公司