一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线及生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及金属热处理技术领域，具体公开了一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线,包括至少两个液淬装置和至少两个空淬装置，液淬装置和空淬装置交替设置，每个液淬装置和空淬装置均包括螺旋推进器和温度采集模块，温度采集模块用于采集对应的液淬装置或空淬装置输出端的磨球温度，还包括控制系统，所有温度采集模块均与控制系统连接，控制系统能够在温度采集模块采集到的实时磨球温度与系统预设磨球温度出现偏差时控制螺旋推进器的转速。本方案用以解决现有技术中热处理工艺技术存在的温度控制不准确，工艺参数不便回溯而带来的磨球淬火质量不统一和良品率低的问题。带来的磨球淬火质量不统一和良品率低的问题。带来的磨球淬火质量不统一和良品率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线及生产工艺


[0001]本专利技术涉及金属热处理
，具体涉及一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线及生产工艺。

技术介绍

[0002]磨球是广泛应用于各种研磨设备(如球磨机等)中的最主要的研磨介质之一。近年来各地研发人员对磨球材料进行了大量的试验研究，在一定程度上提高磨球的各项性能和质量，但磨球的热处理工艺是否合理和科学也直接影响了磨球的使用效果与寿命。提高磨球性能的主要途径有二：一是在磨球原料中特意加入一些合金元素，即用合金化的措施来提高钢材的性能，另一措施就是对锻造后的磨球进行热处理，以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺。通过热处理可以充分发挥磨球的潜力，提高磨球的使用性能和使用寿命。
[0003]目前针对锻造磨球的热处理工艺多采用液空断续淬火(也即水淬
‑
空冷
‑
水淬
‑
空冷
‑……
的水淬与空冷交替的淬火冷却方式，水淬也称液淬)，通过该工艺可以得到更多的马氏体(或下贝氏体)组织，从而满足不同磨球产品对淬火冷却的要求。
[0004]在进行液空断续淬火的生产中，目前国内现有锻造磨球液空断续淬火生产线的数字化控制程度较低，多数企业具有如淬火过程工艺制定简单(如多个水冷淬火装置均单独控制)，淬火工艺执行及记录简单，工艺可控性和可追溯性差等问题，不能对淬火冷却工艺全过程进行数字实时控制，而液空断续的淬火方式是否成功的关键因素在于水淬和空冷过程控制的准确性，尤其水淬和空冷的温度控制不好，则造成淬火质量差、产品质量不均匀和产品良品率低等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，以解决目前磨球液空断续淬火中存在的水淬和空冷温度控制不准确而带来的磨球淬火质量差和良品率低的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，包括至少两个液淬装置和至少两个空淬装置，液淬装置和空淬装置交替设置，每个液淬装置和空淬装置均包括螺旋推进器和温度采集模块，温度采集模块用于采集对应的液淬装置或空淬装置输出端的磨球温度，还包括控制系统，所有温度采集模块均与控制系统连接，控制系统能够在温度采集模块采集到的实时磨球温度与系统预设磨球温度出现偏差时控制螺旋推进器的转速。
[0008]本方案的原理及优点是：实际应用时，本方案通过控制系统实现对锻造磨球的淬火过程的控制，在每个淬火装置(包括液淬装置和空淬装置)淬火完成后，若温度采集模块采集到的实时磨球温度与控制系统的预设磨球温度出现偏差，则对产生温度偏差的淬火装置的螺旋推进器的转速进行控制，比如当温度采集模块采集到的实时磨球温度低于系统预设磨球温度时，控制对应淬火装置的螺旋推进器的转速提高，降低磨球在该淬火装置内停
留的时间；反之，则降低对应淬火装置的螺旋推进器的转速；采用本方案使得锻造磨球的液空断续淬火整个过程的温度都通过物联网方式得到了实时监控，并能通过控制系统进行及时反馈调控，保证液淬、空淬的淬火时间和磨球淬火后温度的精准性，进而解决现有技术中存在的因淬火温度控制不好而带来的淬火质量差、产品质量不均匀和产品良品率低的问题。
[0009]此外，通过控制系统的设置，使得磨球生产过程的温度都得以记录，方便对磨球的生产进行追溯，实现企业磨球生产的智能化升级。
[0010]优选的，作为一种改进，所述液淬装置还包括冷却槽，液淬装置的螺旋推进器数量有多条，液淬装置的多条螺旋推进器中部分螺旋推进器在冷却槽内倾斜设置，剩余部分螺旋推进器在冷却槽内呈水平设置，水平设置的螺旋推进器位于倾斜的螺旋推进器两侧，磨球被相邻的水平螺旋推进器和倾斜的螺旋推进器夹着推进，磨球推进过程中产生自转。
[0011]有益效果：在现有技术中，对于锻造磨球的液空断续生产，有采用淬火篮筐堆放多个磨球然后统一浸泡进行液淬的方式(如专利公开号为CN104561462B的一种贝氏体
‑
马氏体复相钢/铁分级等温淬火热处理方法和装置)，也有采用单一的螺旋推进器在冷却槽内推进磨球的方式(如专利公告号为CN2813630Y的磨球用螺旋式热处理推进装置)，前者虽然能够在简单的提升和放下淬火篮筐后实现多个磨球的液空交替淬火，但是因为淬火篮筐内的磨球相互接触导致磨球不能完全被冷却介质所迅速冷却，也即不能实现均匀冷却，从而造成了磨球硬度的不均匀，在使用过程中易产生磨球磨耗高、韧性差，降低了磨球的使用效果和使用寿命；而后者虽然降低了磨球互相接触带来的问题，但是磨球却始终与冷却槽底部长期接触，依然会存在磨球不能均匀冷却的问题。而本方案中通过设置多条螺旋推进器夹着推进磨球，保证磨球液淬时，可以多个磨球同时进行，确保淬火的效率，同时使得磨球不再与冷却槽接触，还在不断转动的螺旋推进器的转动下带动磨球以一边随倾斜的螺旋推进器上升一边自转的方式进行液淬，保证整个液淬过程磨球整体的冷却均匀性。
[0012]此外，因存在倾斜的螺旋推进器，故而磨球在刚进入液淬装置时，磨球完全浸泡在冷却介质中，而在磨球不断自转且移升的过程中，磨球逐渐露出冷却介质。在使得在液淬过程中，还分为纯液淬阶段、液空淬共存阶段和纯空淬三个阶段，使得磨球表面温度进行逐步回升，实现了磨球内外温度与组织的均一化，避免因纯液淬完成后直接进行纯空淬带来的磨球急冷急热转变(如第一次液淬时的冷却介质温度是10℃左右，而空淬的冷却介质为20
‑
25℃，若直接液淬完成进行空淬，则存在10
‑
15℃的温差)，而磨球急冷急热变化一方面容易造成残余奥氏体转变后膨胀，使得磨球容易产生裂痕、增加脆性而容易破碎；另一方面，急冷急热也容易造成冷却曲线不规则而使组织转变不均匀,进而影响磨球的力学性能，使得磨球强度与韧性不匹配，造成磨球存在质量问题。
[0013]除此之外，位于冷却槽内的螺旋推进器的螺旋叶片在推进磨球的同时也对冷却槽内的冷却介质进行了搅拌，使得冷却槽内的冷却介质温度更加均匀。
[0014]优选的，作为一种改进，所述液淬装置还包括设置在螺旋推进器上方的喷淋器，冷却槽内设有便于冷却介质排出的出水口。
[0015]有益效果：因位于冷却槽内的冷却介质与磨球直接接触而更容易升温，若冷却槽内冷却介质不更换，则会造成冷却介质持续升温而使得前后批次生产的磨球质量不一；本方案通过喷淋器的设置，使得喷淋器始终向冷却槽喷出设定温度的冷却介质，保证冷却槽
内的冷却介质温度变化范围小，保证前后批次生产的磨球质量的一致性；此外，喷淋器从螺旋推进器上方喷落冷却介质，冷却介质被螺旋推进器阻挡后散落到冷却槽不同地方，相当于从冷却槽的不同地方注入新的冷却介质，有利于冷却槽内的冷却介质的均匀降温。
[0016]优选的，作为一种改进，所述液淬装置中水平的螺旋推进器与倾斜的螺旋推进器之间的距离能够调整。
[0017]有益效果：本方案通过距离的调整，使得液淬装置能够适应不同规格的磨球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，包括至少两个液淬装置和至少两个空淬装置，液淬装置和空淬装置交替设置，其特征在于：每个液淬装置和空淬装置均包括螺旋推进器和温度采集模块，温度采集模块用于采集对应的液淬装置或空淬装置输出端的磨球温度，还包括控制系统，所有温度采集模块均与控制系统连接，控制系统能够在温度采集模块采集到的实时磨球温度与系统预设磨球温度出现偏差时控制螺旋推进器的转速。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述液淬装置还包括冷却槽，液淬装置的螺旋推进器数量有多条，液淬装置的多条螺旋推进器中部分螺旋推进器在冷却槽内倾斜设置，剩余部分螺旋推进器在冷却槽内呈水平设置，水平设置的螺旋推进器位于倾斜的螺旋推进器两侧，磨球被相邻的水平螺旋推进器和倾斜的螺旋推进器夹着推进，磨球推进过程中产生自转。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述液淬装置还包括设置在螺旋推进器上方的喷淋器，冷却槽内设有便于冷却介质排出的出水口。4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述液淬装置中水平的螺旋推进器与倾斜的螺旋推进器之间的距离能够调整。5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述液淬装置中倾斜的螺旋推进器的叶片与相邻的水平的螺旋推进器的叶片错开。6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：所述空淬装置包括至少两条平行的螺旋推进器，空淬装置的所有螺旋推进器转动方向相同而叶片旋向相反，空淬装置的螺旋推进器倾斜设置。7.根据权利要求2所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：还包括位于最后一次空淬装置输出端的雾淬装置，雾淬装置与液淬装置结构相同，雾淬装置在液淬装置的基础上在螺旋推进器的上方设置有雾化器，雾化器朝向磨球喷出雾状的冷却介质。8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的锻造磨球液空断续淬火生产线，其特征在于：还包括循环冷却净化池，循环冷却净化池包括多个送水区和回水区，送水区用于给冷却槽提供新的冷却介质，回水区用于回收冷却槽内已经升温的冷却介质，前方液淬装置用过的冷却介质在进入回水区后，能够在过滤后进入后一液淬装置配合使用的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祖来，吴迪，张飞，苟浩杰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：