卡车纵梁感应热处理设备制造技术

一种卡车纵梁感应热处理热处理设备，主要包括加热装置、冷却装置、矫形装置、计算机控制装置。通过本实用新型专利技术所述的卡车纵梁感应热处理工艺设备，可提高纵梁材质抗拉强度，从而为实现整车降低自重，提升燃油等能源利用率，大幅度降低生产制造成本创造了必要条件，并且较好的限制了卡车纵梁感应热处理过程中的多种变形方式，降低整车自重，减少材料消耗，减少工艺流程，免除成型后冲孔等工艺过程，提高了生产效率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于汽车生产
，更确切地说涉及应用于卡车车架纵 梁的感应淬火以及限制其淬火变形的工艺装备。
技术介绍
车架纵梁是载重卡车重要的承载部件。卡车的车架纵梁车架纵梁横截 面一般为C型结构，长度为5~12米，纵梁板厚度为4~ 10mm，腹面高为 230-320mm，属于典型的细长槽形梁结构，如图1所示。国内使用的纵梁 一般是平板经由冲压或者滚压冷加工而成型，其材质为低碳低合金钢，含碳 量0,10% ~0.35%。随着卡车整车轻量化的发展，对车架纵梁材料的强度提出了更高的要求。为满足对纵梁材料强度不断提高的要求，国内钢铁供应厂商加大了更高 强度级别的钢种的开发，高强度级别的钢种不断出现。但是由于纵梁成型工 艺性的特殊要求，高强钢对开巻、矫平、剪切以致常用的冲压成型等工艺以 及加工设备都提出了更高的要求，这极大的限制高强度级别钢种的应用。国内目前还未有针对车架槽形纵梁长梁结构的热处理技术。车架纵梁由 于在加工成型过程中带有残余应力，在热处理过程中急剧加热以及冷却，在 加工残余应力、热应力以及热处理相变产生的组织应力等的综合作用下极易 产生变形。变形方式有两翼面内收或者外张、腹面凹陷或者上凸、沿纵梁长 度方向出现拱形，侧弯以及整体出现扭曲等。如不釆用约束变形措施，纵梁 在热处理后两翼面内收或外张可达10mm以上，长度方向旁弯可达2~ 3mm/m以上，而且变形难以控制，后续整形工艺耗时长，且效果不够理想。在国际上热处理卡车纵梁工艺已经有了一定的应用。如美国的专利，专 利号US5968293,提及了 一种纵梁热处理的工艺方法及相应的设备。但其使 用的纵梁材料一般属于中碳钢的范畴，含碳量大于0.30%,含碳量的差异决 定了技术路线的差异。其感应热处理工艺一般为釆用高频感应热处理设备， 包括预热、加热和后热回火三个工艺过程，加热过程过多，从而导致散热过程过长，能源利用效率不高的缺点。且国外热处理纵梁为不带有孔成型，加 热均勻性控制相对容易。
技术实现思路
本技术尤其针对的是成型并完成冲孔后的纵梁。带有工艺孔以及安 装孔的纵梁在加热过程中，孔的周围易形成过热区域，热处理加热控制困难。本技术提供一种卡车纵梁感应热处理设备，即针对低碳低合金钢c型卡车纵梁的热处理方法，包括感应加热、淬火冷却以及限制其淬火变形的的工 艺装备。本技术所述的卡车纵梁感应热处理设备包括加热装置，由加热炉及其控制器组成；冷却装置，包含加热炉体冷却、喷淋冷却两部分；矫形装 置，由矫形装置前段、加热炉后矫形辊、主矫形段、后续辅助矫形段构成； 计算机控制装置，包括上位机模块、可编程控制器模块，变频电机、红外温 度传感器、位置传感器设备。矫形装置前段后连接加热装置，然后连接加热 炉后矫形辊，而后为冷却装置;冷却装置后连接主矫形段，其后是后续辅助 矫形段。在计算机控制装置中，上位机模块同可编程控制器模块连接，存储 可编程控制器模块传送来的工艺过程中的数据并对其进行分析；变频电机为 矫形装置提供动力；红外温度传感器安装在加热炉后，测量加热后纵梁的温 度，并把温度信号传送给可编程程序控制器，可编程程序控制器根据温度信 号对加热炉发出相应指令，从而形成温度闭环控制。上述矫形装置，根据矫形功能以及位置可细分为由矫形装置前段、加热 炉后矫形辊、主矫形段、后续辅助矫形段；矫形装置前段，夹持纵梁在加热 炉前端部分，提高纵梁的刚性，减少其在加热及冷却过程产生的变形；加热 炉后矫形辊，直接同加热后处于红热状态的纵梁相接触，通过调节可限制红 曰状态的总量产生变形或者给予其淬火喷淋冷却变形一个相反方向的预变 形从而减少冷却过程中纵梁产生的变形；主矫形段，抑制纵梁在淬火冷却过 程中产生的变形；以及后续辅助矫形段，夹持冷却后的纵梁，提高纵梁的刚 性，减少其在加热及冷却过程产生的变形。本技术所述的卡车纵梁感应热处理设备还可以包括送料装置、出料装置 和检测装置。送料装置连接加热装置前，矫形装置后连接出料装置和检测装本技术具有如下技术效果.-(1) 通过本技术所述的卡车纵梁感应热处理工艺设备，可将纵梁材质(含碳量0.10% ~0.35% )含抗拉强度从510MPa提升至900MPa以上， 显著提高材料利用率，从而为实现整车降低自重，提升燃油等能源利用率， 大幅度降低生产制造成本创造了必要条件。(2) 本技术较好的限制了卡车纵梁感应热处理过程中的多种变形 方式，最终实现两翼面同腹面角度在89° ~91°之间，长度方向偏差小于 0.5mm/m,能够满足车架装配的要求。(3) 本技术处理强化后的纵梁可在同样载荷的情况下，降低整车 自重，减少材料消耗，减少工艺流程，单车钢材消粍可降低100~200公斤。(4) 本技术可以在不改变现有热轧板材开卷、矫平、剪切、成形 等工艺流程及相关加工设备基础上，提升纵梁材质力学性能，免除成型后冲 孔等工艺过程，提高了生产效率。附图说明 图l是变截面纵梁剖面图。 图2是纵梁热处理设备系统的配置图。 图3是中频加热炉的通用炉体形状图。 图4是中频加热炉的C型仿形炉体形状图。 图5是中频加热炉的改进炉体形状图。 图6是热处理矫形辊道处放大图。 图7是一种矫形辊组合图。 图8是另一种矫形辊组合图。 图9是雾化喷淋器的喷头布置图。图io是普通喷淋器的喷头布置图。各标号部件名称1-纵梁2-横向上料单元3-垂直导向辊4-水平传送辊5-水平矫形驱动 辊5a-上辊5b-下辊6-动力单元7-加热炉8-加热炉体的电源以及控制装置 9-喷淋装置10-喷淋控制装置及喷淋液存储箱体11-主矫形段12-横向下料单元具体实施方式实施例1。下面参照附图详细说明本技术的实施例。参照附图，说明本技术所述的卡车纵梁感应热处理工艺装备如下 如图2所示，纵梁1并排摆放在横向上料单元2上，横向上料单元2同 纵梁纵向传送装置相连接。纵向传送装置由水平传送辊4驱动纵梁向加热炉 方向水平传输，水平传送辊4之间布置垂直导向辊3，垂直导向辊主要起侧 向定位及导向作用。纵向传送装置同矫形装置前段向连接，矫形前段装置主 要由三组水平矫形驱动辊5构成，其间也布置垂直导向辊4。加热炉7布置 在这3组水平矫形驱动辊5的后面，加热炉电源及控制装置8布置在加热炉 7侧面。加热炉7后仍有一组水平矫形驱动辊5，此后为喷淋装置9，喷淋 控制装置及喷淋液存储箱体10。紧邻喷淋装置后为主矫形段11,主矫形段 11负责在纵梁冷却的同时限制其变形。之后仍是两组水平矫形驱动辊5,其 间布置垂直导向辊3。其后为纵向传送装置，横向下料单元12同其相连。(1) 送料装置送料装置由横向上料单元2、水平传送辊4、垂直导向 辊3组成。横向上料单元2主要完成纵梁横向送至纵向送料单元，其结构采 用链条传送方式。水平传送辊4同纵梁下腹面相接触，通过摩擦力将纵梁沿 水平向加热炉送进。多组垂直导向辊3通过限制纵梁两翼面外表面进行限位 并且导向，保证纵梁在传送过程的直线度。(2) 加热装置加热装置主要起到将通过加热区域的纵梁部分快速加 热至奥氏体化温度以上的功用。加热炉可以考虑能够迅速加热纵梁的方式如感应加热、快速火焰喷射加热等。由于感应加热炉加热效率高，加热效果更 好。感应加热频率为1000 4000H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卡车纵梁感应热处理设备，其特征是主要由加热装置、冷却装置、矫形装置、计算机控制装置构成；加热装置，由加热炉及其控制器组成；冷却装置，包含加热炉体冷却、喷淋冷却两部分；矫形装置，主要由一系列水平矫形驱动辊和纵向导向辊构成，包括主矫形段和后续辅助矫形段；计算机控制装置，包括上位机模块、可编程控制器模块，变频电机、红外温度传感器、位置传感器设备；矫形装置前段后连接加热装置，然后连接加热炉后矫形辊，而后为冷却装置，冷却装置后连接主矫形段，其后是后续辅助矫形段，加热炉及冷却装置位于矫形装置各段中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹海鹏，王孔传，罗国建，陈军绪，韩振强，陈立中，
申请(专利权)人：一汽解放青岛汽车厂，
类型：实用新型
国别省市：95[]