无缝环件制造热处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无缝环件制造热处理系统，包括对开式轨道炉、冷却循环机构、淬火池和回火池；冷却循环机构包括冷却塔、冷却水池、循环泵、热交换器、管路和电控柜；淬火池包括池体、涡流发生器、方钢管和电控箱，池体包括位于冷水进口和热水出口；管路包括路冷水管路和２路热水管路；循环泵包括设置在冷却水池和热交换器之间的冷水管路循环泵和设置在热交换器和池体的热水出口之间热水管路循环泵。本实用新型专利技术的池底安装了涡流发生器的大型圆形淬火池，冷水进口设置在涡流放生器的进水区域内，这样就能获得均匀淬火所需要的稳定涡流，从而能够保证无缝环件的表面硬度和芯部硬度一致且整体硬度一致。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金属工件制造方法中专用的热处理系统，尤其涉及一种大型无 缝环件的热处理系统。
技术介绍
无缝环件的主体材料为42CrMo和16Mn钢等，大型无缝环件产品主要应用于大型 机械制造业，如航空器、航海船舶、电力设备、特种设备、工程车辆等所需的齿轮圈、 回转支承制造，是大型设备制造中的关键工件。而且，目前国际、国内的新兴技术项目 ——无污染风力发电机座中必不可少的大型、巨型回转支承制造，无缝环件为唯一选择。 我国原用环件由于没有国产设备和技术， 一般从国外进口，成本昂贵且无法满足装备企 业的市场需求。由于大型无缝环件应用于大型设备制造业，因此具有体积庞大、整体无缝的特点， 单件重量一般达到2000kg-3000kg，直径一般达到5000mm-6000mm，圈边截面积一般达 到200mm2-300mm2。产品质量保证必须达到四点 一是保证产品表面硬度和芯部硬度 的一致；二是保证在产品直径达5000mm-6000mm，整体硬度一致，整体硬度要求 280-320HB; 二是保证产品抗拉强度、屈服强度、冲击功的达标，要求抗拉强度在 卯0Mpa-1200Mpa之间，屈服强度在700Mpa-900Mpa之问，-40。C条件下冲击功大于60J; 四是保证在产品实施调质过程中不丌裂、不变形，要求延伸率人于15%，断面收缩率大 于45%。无缝环件的生产制造工艺主要分为四个过程第一过程是辗环，得到毛坯；第二过 程是表面切削，也就是金加工过程；第三过程为热处理过程；经过热处理后的环件再进 行第四过程的精加工，即为无缝环件成品。金属热处理是将金属工件放在一定的介质中 加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 金属热处理与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而 是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用 性能。因此基于无缝环件体积大，要求高的特点，热处理过程的质量达标是关键点。而 目前成熟并普遍应用于中小型工件的热处理工艺，普遍采用以油、水、其他无机盐、有 机水溶液等淬冷介质，如PAG (聚垸撑二醇)淬冷介质，在淬火液屮快速冷却再进行回火的常规淬火工艺。如中国专利文献101275179A公开的《汽车驱动桥桥壳热处理工艺》 的淬火工艺的步骤为将工件放入热处理炉中，加热至900±10° ，保温4小时；再将 工件取出，放入淬火池，淬火温度卯0±10° ，淬火介质为5-10Q/。NaCl盐水，淬火介质 的温度《4(T ，冷却时间》10min后出水，经这种常规工艺制造的金属工件无法达到前 述对大型无缝环件的质量要求。
技术实现思路
本技术目的是提供一种无缝环件制造方法中专用的热处理系统，用这种设备制 造出来的产品能够达到无缝环件的质量要求。实现本技术目的的技术方案是一种无缝环件制造热处理系统，包括对开式轨道 炉、冷却循环机构、淬火池和回火池；其中，冷却循环机构包括冷却塔、位于冷却塔下 方的冷却水池、2个循环泵、热交换器、管路和电控柜；淬火池包括圆筒形池体、位于 池体31底部的涡流发生器、固定涡流发生器的方钢管和电控箱，池体包括位于池底的 冷水进口和位于池体中上部的热水出口 ；冷却循环机构的管路包括路冷水管路和2路热 水管路，1路冷水管路连通冷却水池、热交换器和池体的冷水进口，另l路连通冷却塔 和回火池；l路热水管路连通冷却塔、热交换器和池体的热水出口，另l路热水管路连 通冷却塔和回火池；循环泵包括设置在冷却水池和热交换器之间的冷水管路循环泵和设 置在热交换器和池体的热水出口之间热水管路循环泵。所述淬火池包括2个涡流发生器，二者相距120°各lil 1根方钢管固定于池体底部， 每个涡流发生器与水平面的夹角为20 60。，每根方钢管4池体的池壁之间还有焊接在 池体的池壁上的方管固定板。还包括过滤池；过滤池与淬火池的右上部连通，包括过滤池体、^化铁屑泵、无缝 刚管和过滤网；氧化铁屑泵由无缝刚贷的一端固定在池体底部，与每个涡流发生器相距 120°设置；无缝刚管的另一端穿过过滤网，伸入过滤池体中；过滤网从左至右依次包 括左限位钢条、左丝网、中丝网、左丝网和右限位钢条5层，并山多个压紧螺栓固定。所述淬火池还包括可提升防坠架和限位支承块；4个限位支承块焊接在池体中下方 内壁上，其上放置可提升防坠架；可提升防坠架为圆形，由16号槽钢构成网格，在三 等分处设置有缺U，四周山10mm厚钢板围边，周边四等分设置4个起吊孔。所述冷却循环机构还包括屯子除垢器和2个氧化铁屑过滤器；屯子除垢器安装在冷 水管路循环泵和热交换器之问的冷水管路上；2个轼化铁屑过滤器1个安装在冷水管路 循环泵和电子除垢器之问的冷水管路上，另1个安装在热交换器和热水管路循环泵之间 的热水管路上；所述淬火池还包括设覽在淬火池的池体内壁上的测温器。还包括备液池；所述淬火池的池体还包括连通备液池的备液进口 。 本技术具有以下的有益效果(1)本技术的无缝环件制造热处理系统包括 池底安装了涡流发生器的大型圆形淬火池，冷水进口设置在涡流放生器的进水区域内， 这样就能获得均匀淬火所需要的稳定涡流。在对无缝环件进行淬火前先开启涡流发生 器，当淬火池内形成稳定匀速运动的涡流时，再将加热后的工件放入，这样就能保证经 过冷却的淬火液通过大流量紊流作用而均匀扩散到全部淬火池中，使池内的所有淬火液 均匀平稳地下降，保持在同-^个浓度和温度，避免了l+l于淬火液浓度和温度的不一致造 成的无缝环件的质量性能不一致，从向能够保证无缝环件的表面硬度和芯部硬度一致且 整体硬度一致。而当池底设置两个相距120度的涡流发生器，且每个涡流发生器与水平 面的夹角为20~60°时，能使涡流更加稳定，使淬火液的浓度和温度更加均匀。(2)本技术的无缝环件制造热处理系统的冷却循环机构通过冷水管路和热水 管路在冷却水池、热交换器、淬火池和回火池之间形成冷水进热水出的两路通道来进行 热交换实现水的循环利用，结构简单、管路布置紧凑、成本低、节省能源。(3 )本技术的无缝环件制造热处理系统为了保证淬火池内淬火液从起淬到终 淬的温度一致，在淬火池内设—置了测温器，实时检测淬火液的温度，当温度超过42度 时报警，确保了淬火液的温度符合工艺的要求。(4) 本技术无缝环件制造热处理系统的涡流发生器由方钢管定位在淬火池底，这样能方便涡流发生的维护修理以及调整涡流发生器的位置。而当方钢管与淬火池池休 内壁之间还有方管固定板时，能提高方管对涡流发生器的定位作用，保证涡流发生器不 会因为水流的旋转冲击而移位。(5) 本技术无缝环件制造热处理系统还包括过滤池，过滤池主要山仲入池底 的氧化铁屑泵和过滤网组成，无缝钢管一方面用于定位氧化铁屑泵，另一方面作为吸氧 化铁屑的通道，将氧化铁屑吸入到过滤池中；过滤网的设置能使氧化铁屑的去除更加彻 底和准确。(6) 本技术的无缝环件制造热处理系统的淬火池还包括可捉升防坠架，它由 焊接在淬火池池体内壁的限位支承块托持在池体的中下部，用于防止无缝环件从吊车吊 钩上松弛坠入淬火池，避免淬火池和无缝环件的损坏。问时，使用时，可提升防坠架上 的三个缺口的位置正对位于其下方的2个涡流发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缝环件制造热处理系统，其特征在于：包括对开式轨道炉（１－１、１－２）、冷却循环机构（２）、淬火池（３）和回火池（５）；其中，冷却循环机构（２）包括冷却塔（２１）、位于冷却塔（２１）下方的冷却水池（２２）、２个循环泵（２３）、热交换器（２４）、管路（２５）、多个管路控制阀门（２８）和电控柜（２９）；淬火池（３）包括圆筒形池体（３１）、位于池体（３１）底部的涡流发生器（３２）、固定涡流发生器（３２）的方钢管（３３）和电控箱（３７），池体（３１）包括位于池底的冷水进口（３１－１）和位于池体（３１）中上部的热水出口（３１－２）；冷却循环机构（２）的管路（２５）包括２路冷水管路（２５－１）和２路热水管路（２５－２），１路冷水管路（２５－１）连通冷却水池（２２）、热交换器（２４）和池体（３１）的冷水进口（３１－１），另１路连通冷却塔（２１）和回火池（５）；１路热水管路（２５－２）连通冷却塔（２１）、热交换器（２４）和池体（３１）的热水出口（３１－２），另１路热水管路（２５－２）连通冷却塔（２１）和回火池（５）；循环泵（２３）包括设置在冷却水池（２２）和热交换器（２４）之间的冷水管路循环泵（２３－１）和设置在热交换器（２４）和池体（３１）的热水出口（３１－２）之间热水管路循环泵（２３－２）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙自强，孙志强，
申请(专利权)人：常州市双强机械制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]