一种钢车轮热处理系统及方法技术方案

一种钢车轮热处理系统及方法，包括：第一加热炉，对钢车轮进行加热，使钢车轮完全奥氏体化；射流冷却机，可对钢车轮的表面喷射冷却介质，使钢车轮以≥5℃/s的冷速快速冷却至100‑400℃；第二加热炉，对钢车轮进行加热，使钢车轮的温度保持在250‑400℃。采用如上系统，通过向钢车轮的表面喷射冷却介质的方式对钢车轮进行淬火。对钢车轮淬火后的冷却介质不会污染、影响新喷射出的冷却介质，便于对冷却介质进行更换。由此，降低了生产成本，使钢车轮的Q&P热处理适于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种钢车轮热处理系统及方法
本专利技术涉及热处理
，特别是指一种钢车轮热处理系统及方法。
技术介绍
汽车轻量化背景下，第三代先进高强钢(Advancedhighstrengthsteel,简称AHSS)替换传统汽车用钢可减重约20％。同时基于汽车结构件的安全性，要求汽车用AHSS具有优异的综合力学性能，良好的碰撞吸能特性，强塑积需达到20.0GPa·％以上的水平。这要求材料保持高强度的同时还应具有良好的塑形和韧性。基于奥氏体TRIP效应和α/γ复相组织理论的Q&P(QuenchingandPartitioning，淬火-再分配)热处理工艺，可使传统热成形用超高强度钢拥有良好的强塑性匹配。目前Q&P热处理工艺在工业上应用较为困难，工业上多采用盐浴、淬火油，控温模具等方法实现淬火与保温，但盐浴、淬火油危险系数较高，工业应用会产生大量污染，从而增加后续处理工序及成本，控温模具制造成本高，对零件形状要求较高，以上方法均不利于钢车轮等复杂结构件大批量生产，同时由于钢车轮特殊结构，常规淬火方式在轮辐与轮辋连接处往往会产生淬火死角，导致该区域性能较差，对钢车轮服役性能造成不利影响。或焊缝淬火不均匀，由于焊缝处存在较大残余应力，可能会导致焊缝开裂，车轮变形。同时盐浴、淬火油对外界环境较为敏感，长期使用会对淬火介质产生污染影响淬火及保温效果，更换淬火介质较为困难等。因此，亟需一种钢车轮热处理系统及方法，以能安全、环保地采用Q&P热处理工艺对钢车轮进行处理，降低生产成本及生产难度，使钢车轮的Q&P热处理适于大规模生产。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种钢车轮热处理系统，以能安全、环保地采用Q&P热处理工艺对钢车轮进行处理，减少淬火死角，使钢车轮的Q&P热处理适于大规模生产。本专利技术提供的钢车轮热处理系统，包括：第一加热炉，对钢车轮进行加热，使钢车轮完全奥氏体化；射流冷却机，可对钢车轮的表面喷射冷却介质，使钢车轮以≥5℃/s的冷速快速冷却至100-400℃；第二加热炉，对钢车轮进行加热，使钢车轮的温度保持在250-400℃。采用如上系统，通过向钢车轮的表面喷射冷却介质的方式对钢车轮进行淬火。对钢车轮淬火后的冷却介质不会污染、影响新喷射出的冷却介质，便于对冷却介质进行更换。由此，降低了生产成本，使钢车轮的Q&P热处理适于大规模生产。本专利技术优选，所述射流冷却机包括：上淬火罩，下部具有开口，内部形状与钢车轮外周面相适配，内表面设置有多个第一喷射口；下淬火罩，外部形状与钢车轮的内周面相适配，外表面设置有多个第二喷射口；其中，第一喷射口及第二喷射口可向钢车轮喷射冷却介质。采用如上结构，通过与钢车轮相适配的上淬火罩及下淬火罩，使布设的第一喷射口及第二喷射口更为均匀合理，从而使冷却更加均匀，减少了淬火死角，提高了淬火的效果。本专利技术优选，所述射流冷却机还包括用于放置钢车轮的旋转台，旋转台可带动钢车轮旋转。采用如上系统，在对钢车轮喷射冷却介质淬火过程中，通过旋转台驱动钢车轮旋转，可以使冷却更加均匀，提高了淬火的效果。本专利技术优选，所述冷却介质为干燥空气、N2、H2或CO2。采用如上系统，通过干燥空气N2、H2或CO2等介质冷却，安全系数高，且在淬火过程中不会产生大量污染，无须设置后续处理工序及成本，降低了生产成本。本专利技术优选，所述冷却介质中添加有干冰颗粒或水雾。采用如上系统，可以在冷却介质中添加有干冰颗粒或水雾，从而提高了冷却介质的冷却性能，从而使钢车轮更快地降温，提高了淬火效率。另外，本申请还提供了一种钢车轮热处理方法，包括：对钢车轮进行加热处理，使钢车轮完全奥氏体化；向钢车轮的表面均匀喷射冷却介质，使钢车轮以≥5℃/s的冷速快速冷却至100-400℃；对钢车轮进行加热保温，使钢车轮的温度保持在250-400℃；最后，使钢车轮缓慢冷却到室温。采用如上方法，通过向钢车轮的表面喷射冷却介质的方式对钢车轮进行淬火。对钢车轮淬火后的冷却介质不会污染、影响新喷射出的冷却介质，便于对冷却介质进行更换。由此，降低了生产成本，使钢车轮的Q&P热处理适于大规模生产。本专利技术优选，所述对钢车轮加热处理的温度为820-920℃，加热处理的时间为5-40min。本专利技术优选，所述对钢车轮进行加热保温的时间为1-15min。采用如上方法，提供了使钢车轮完全奥氏体化的温度及时间，以及保温的时间，提高了生产效率。本专利技术优选，所述对钢车轮进行加热保温的温度部低于钢轮快速冷却后的温度。采用如上方法，使钢车轮满足一步法或二步法碳配分工艺，以提高生产效率。本专利技术优选，所述向钢车轮的表面均匀喷射冷却介质时，钢车轮以轴心为轴旋转。采用如上方法，可以使钢车轮冷却时各部位都可以与喷射出的冷却介质接触，从而使冷区更加均匀。从而提高了淬火效果。附图说明图1为本申请钢车轮热处理系统的分布示意图；图2为射流冷却机工作时的结构示意图；图3为图2中上淬火罩、下淬火罩分离时的结构示意图；图4为本申请钢车轮热处理方法的流程图。附图标记说明第一加热炉1；冷却装置2；射流冷却机21；旋转台211；下淬火罩212；第一冷却管212a；第一喷射口212b；上淬火罩213；第二冷却管213a；第二喷射口213b；风机房22；第二加热炉3。具体实施方式下面，结合附图，对本申请的钢车轮热处理系统的具体结构及布置形式进行详细的描述。图1为本申请钢车轮热处理系统的分布示意图。如图1所示，本申请的钢车轮热处理系统包括：第一加热炉1(图中为辊底式加热炉，还可采用步进式加热炉等形式)、冷却装置2、第二加热炉3(图中为辊底式加热炉，还可采用步进式加热炉等形式)三部分。其中，第一加热炉1用于对钢车轮进行加热，使钢车轮内部组织完全转化为奥氏体；冷却装置2包括射流冷却机21、风机房22，用于对完全奥氏体化后的钢车轮通过可控射流的方式进行均匀冷却，使钢车轮各部位的冷却速度大于马氏体转变临界冷却速度，当钢车轮冷却至Ms-Mf温度区间(初淬温度)后，将钢车轮转移至第二加热炉3中；第二加热炉3对钢车轮进行保温，使钢车轮保持在初淬温度或高于初淬温度一段时间，使得碳原子由马氏体向未转变残余奥氏体中配分，此时碳从过饱和的马氏体扩散到未发生马氏体转变的残余奥氏体中，使残余奥氏体中的碳含量增加，这样可以提高钢中残余奥氏体稳定性，并使其能在室温条件下稳定存在，最终室温下的微观组织为马氏体与残余奥氏体复相组织。图2为射流冷却机21工作时的结构示意图；图3为图2中上淬火罩213、下淬火罩212分离时的结构示意图。如图1、图2、图3所示，射流冷却机21包括旋转台211，旋转台211用于放置经第一加热炉1加热完成后的钢车轮。钢车轮放置在旋转台211的上表面，可带动钢车轮以钢车轮的轴心为轴旋转。旋转台211的中间位置具有供下淬火罩212活动的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢车轮热处理系统，其特征在于，包括：/n第一加热炉，对钢车轮进行加热，使钢车轮完全奥氏体化；/n射流冷却机，可对钢车轮的表面喷射冷却介质，使钢车轮以≥5℃/s的冷速快速冷却至100-400℃；/n第二加热炉，对钢车轮进行加热，使钢车轮的温度保持在250-400℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢车轮热处理系统，其特征在于，包括：
第一加热炉，对钢车轮进行加热，使钢车轮完全奥氏体化；
射流冷却机，可对钢车轮的表面喷射冷却介质，使钢车轮以≥5℃/s的冷速快速冷却至100-400℃；
第二加热炉，对钢车轮进行加热，使钢车轮的温度保持在250-400℃。


2.根据权利要求1所述的钢车轮热处理系统，其特征在于，所述射流冷却机包括：
上淬火罩，下部具有开口，内部形状与钢车轮外周面相适配，内表面设置有多个第一喷射口；
下淬火罩，外部形状与钢车轮的内周面相适配，外表面设置有多个第二喷射口；
其中，第一喷射口及第二喷射口可向钢车轮喷射冷却介质。


3.根据权利要求2所述的钢车轮热处理系统，其特征在于，所述射流冷却机还包括用于放置钢车轮的旋转台，旋转台可带动钢车轮旋转。


4.根据权利要求1所述的钢车轮热处理系统，其特征在于，所述冷却介质为干燥空气、N2、H2或CO2。


5.根据权利要求4所述的钢车轮热处理系统，其特征在于，所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤君，徐冬雁，符浩，韩忠娣，
申请(专利权)人：北京机电研究所有限公司，宇为精密制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11