一体化控温冷却设备及其冷却方法技术

本发明专利技术公开了一体化控温冷却设备及其冷却方法，属于非调质钢的冷却技术领域。本发明专利技术的冷却设备，包括上下料区、快冷区、缓冷区和空冷区，其中上下料区、快冷区、缓冷区与空冷区顺次连接，且空冷区连接到上下料区上形成封闭循环的结构。本发明专利技术的冷却设备，结构简单，自动化程度高，操作简便，适合推广应用。本发明专利技术的冷却方法，其步骤为:１，挂接锻件；2，锻件在快冷区内，温度快速冷却至630℃-670℃；3，在缓冷区内，温度降至280℃-320℃；4，在空冷区内空冷至100℃以下，并回至上下料区，将锻件取下即可。本发明专利技术的冷却方法，简便适用，生产效率高，能大大的降低生产成本，并且能确保锻件冷却后的内部和外在质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非调质钢冷却技术，尤其是一种用于非调质钢锻件的锻后冷却技术。
技术介绍
非调质钢被广泛用于汽车零件，特别是曲轴、连杆等零件，为了保证曲轴、连杆等零件的表面高频淬火后获得足够的硬度，其淬硬区无铁素体存在，钢中必须保证足够高的碳含量，并在锻造工艺上采取措施，以防止毛坯表面出现大块铁素体。常规的锻后冷却方式有两种保温箱内缓冷和自然空冷。即将锻后高温曲轴毛坯经校正后放入保温箱内缓冷 求，同时常规的方法还存在使得锻件直线度偏差较大，即变形较大，不仅不能满足锻件的尺寸要求,也增加了大量的校正及回火的工作量。中国专利技术专利申请，申请号为200310111656. 2，申请日为2003年12月26日，名称为非调质钢发动机曲轴锻造后冷却方法，公开了一种非调质钢的锻造冷却方法，在一定程度上能够提高锻件的机械性能，但是该方法在使用的过程中，需要锻件先在自然空冷区自然冷却到600°C，再进入保温缓冷区缓冷，锻件在自然空冷区的降温过程，冷却速度无法控制，冬天气温低时，降温快，夏天气温高时，降温慢，由于自然空冷区受到外部温度影响较大，可能造成锻件内的金相变化不规则，无法控制其金相组织变化达到预定要求，且锻件内部的晶体结构细化不够和细化不均匀，从而影响了锻件的机械性能。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于针对上述存在的问题，提供一种结构简单，操作方便的，通过该一体化控温冷却设备，能够准确地控制锻件在冷却过程的冷却速度及其时间，从而确保在冷却过程中，得以控制锻件内部的相变产物铁素体和珠光体的组织形态和相对量，达到细化晶粒，改善金属内部组织的作用，同时能够避免冷却过程中受到外部自然条件的影响，确保锻件经过冷却后综合机械性能达到要求；通过该设备的冷却方法，使得非调质钢锻件的冷却操作极为方便，自动化程度高，容易实现流水化作业，提高了生产效率，生产成本大大地降低，并且能确保锻件冷却后的质量。本专利技术采用的技术方案如下 本专利技术的一体化控温冷却设备，包括上下料区、快冷区、缓冷区和空冷区，其中上下料区、快冷区、缓冷区与空冷区顺次连接，且空冷区再连接到上下料区上形成封闭循环的结构。由于采用了上述结构，其中上下料区、快冷区与缓冷区顺次连接，使得锻件能够从上下料区置于该设备内，并且经过快冷区将锻件进行快冷，使得锻件内部按需要的金相组织转变，且晶粒同时得到细化，快冷区通过设定控制锻件的冷却速度以及冷却时间，避免其受到外界温度变化对锻件冷却的影响，再将锻件运入缓冷区内进行缓冷，从而确保细化后的晶粒能够在缓冷区内稳定，从而确保锻件的各项机械性能指标合符要求。在缓冷区上还连接有空冷区，使得经过缓冷区缓冷后的锻件，能够再次进入空冷区，并在空冷区内进行自然冷去，直至锻件的温度降至能手持的温度，再将锻件进行转移进行堆放。且整个一体化控温冷却设备为一个封闭循环的结构体，循环的速度与锻造的节拍相匹配，在上下料区反复的进行上料、下料，这样获得了很高的生产效率。本专利技术的一体化控温冷却设备，在空冷区、上下料区、快冷区与缓冷区之间贯串有传输机构，所述传输机构在各区内循环运行，所述传输机构由传输电机带动，且所述传输机构上设置有挂接锻件的挂钩。由于采用了上述结构，在冷却设备内设置有传输机构，并贯串几个区域内形成连 续的传输机构，主要用于锻件在几个区域内传输运转，形成循环的结构，实现流水化作业，保证了生产效率，节约能耗；传输机构由传输电机控制带动，且提供动力，传输机构上设置有挂钩，用于挂接锻件，便于将锻件在几个区域内传输，传输机构的速度根据要求可调，从而达到锻件的冷却效果。本专利技术的一体化控温冷却设备，所述快冷区内设置有快冷风机，在快冷区与缓冷区的连接处设置有快冷测温点，在该快冷测温点设置有红外线测温仪。由于采用了上述结构，在快冷区内设置快冷风机，通过调整风机进风量来控制锻件冷却速度，使锻件按照规定的冷却速度，均匀的冷却，从而得到需要的金相组织，细化了晶粒度，获得了需要的锻件塑性和韧性，以及增强了锻件的其它机械性能，使其达到预定要求。本专利技术的一体化控温冷却设备，所述快冷风机为四个，且分两组位于快冷区内的传输机构两侧，两组快冷风机之间相互交错。由于要求控制锻件在快冷区内的冷却速度，因此就需要控制其冷却风的供风量大小，因此在传输机构两侧分别设置快冷风机，且相互交错，通过快冷风机之间的相互配合，使得锻件在快冷区内迅速冷却，且冷却均匀，避免锻件受冷风部位不均导致金相变化不均匀等现象，设置快冷风机为四个，根据快冷区的长度以及冷却时间进行合理的选择，保证锻件在快冷区内的快冷效果，减少冷却过程中所需能量，节约了资源。本专利技术的一体化控温冷却设备，所述缓冷区呈“U”形结构，在缓冷区的进口端设置有缓冷风机和缓冷测温仪，在缓冷区的中点与缓冷区的尾端均设置有缓冷测温仪，在缓冷 区的中部拐角处设置有缓冷风机。由于采用了上述结构，缩短了设备长度，减少设备所占的场地，便于其推广。在缓冷区的进口端设置有缓冷风机和缓冷测温仪，缓冷测温仪检测进入到缓冷区的锻件的温度作为初始数据，缓冷风机的出风口从进口端对准缓冷区的中部，对进口端至缓冷区之间的锻件进行冷却，确保该段内的锻件进行缓冷均匀；缓冷区的中点设置有缓冷测温仪，能够对缓冷区中段的锻件进行温度测量作为中段数据，同时在缓冷区的尾端设置缓冷测温仪，能够对缓冷区出口的锻件温度进行测量，作为出口数据，以上三个数据值的对比，能够检测到整个缓冷区内的温度变化情况，从而可以进行调整，便于整个缓冷区的温度控制，以确保锻件内的金相稳定，避免锻件内的金相进一步细化或者增大而发生改变。在缓冷区的中部拐角处设置有缓冷风机，该缓冷风机的出风口从缓冷区的中部指向缓冷区的尾部，从而对缓冷区的中部至缓冷区的尾部出口之间的锻件进行缓冷，从而确保整个缓冷区内的冷却温度均匀，确保锻件在该缓冷区内的金相结构稳定，确保其机械性能。本专利技术的一体化控温冷却设备，缓冷区的进口端处的缓冷风机指向缓冷区的中部，所述缓冷区的中部拐角处的缓冷风机指向缓冷区的出口端。由于采用了上述结构，缓冷区呈“U”字型结构，缓冷区内设置有两个缓冷风机，其中一个缓冷风机设置于缓冷区的进口端，并且该缓冷风机的风口从进口端指向缓冷区的中部，对该段内的锻件进行冷却，确保该段内的锻件均匀地缓慢冷却；另外一个缓冷风机设置于缓冷区“U”字型结构的拐角处，即缓冷区的中部拐角处，该缓冷风机的出风口从该拐角处指向出口端，对该段内的锻件进行均匀冷却，分两段分别对锻件进行冷却，确保缓冷区体积最小的情况下，该区域内的锻件能够均匀地冷却，保证锻件在快冷后，能够确保锻件内的金相稳定，从而使得锻件满足生产需要。 本专利技术的一体化控温冷却设备，所述快冷风机、传输电机、红外线测温仪、缓冷风机以及缓冷测风仪均连接于PLC控制系统上，并由其控制，其中传输电机采用变频调速。由于采用了上述结构，冷却设备内的各个电控设备和检测设备均连接到PLC控制系统上，通过红外线测温仪和缓冷测风仪检测冷却设备内的各个监测点的温度值，并将该温度值传递至PLC控制系统上，PLC控制系统再根据各个温度值的数据，控制各处的风机的风量大小以及传输机构的传输速度，从而自动化控制锻件的冷却，减少工人的操作强度，降低生产成本。其中传输电机采用变频调速。本专利技术的一体化控温冷却设备的冷却方法，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体化控温冷却设备，其特征在于包括上下料区(B)、快冷区(C)、缓冷区(D)和空冷区(A)，其中上下料区(B)、快冷区(C)、缓冷区(D)与空冷区(A)顺次连接，且空冷区(A)再连接到上下料区(B)上形成封闭循环的结构。2.如权利要求I所述的一体化控温冷却设备，其特征在于在空冷区(A)、上下料区(B)、快冷区(C)与缓冷区(D)之间贯串有传输机构(1)，所述传输机构(I)在各区内循环运行，所述传输机构(I)由传输电机(3)带动,且所述传输机构(I)上设置有挂接锻件的挂钩。3.如权利要求2所述的一体化控温冷却设备，其特征在于所述快冷区(C)内设置有快冷风机(2)，在快冷区(C)与缓冷区(D)的连接处设置有快冷测温点(4)，在该快冷测温点(4)设置有红外线测温仪。4.如权利要求3所述的一体化控温冷却设备，其特征在于所述快冷风机(2)为四个，且分两组位于快冷区(C)内的传输机构(I)两侧，两组快冷风机(2)之间相互交错。5.如权利要求2或3或4所述的一体化控温冷却设备，其特征在于所述缓冷区(D)呈“U”形结构，在缓冷区(D)的进口端以及缓冷区(D)的中部拐角处分别设置有缓冷风机(5)，在缓冷区(D)的进口端、缓冷区(D)的中点与缓冷区(D)的尾端分别设置有缓冷测温仪(6)。6.如权利要求5所述的一体化控温冷却设备，其特征在于缓冷区(D)的进口端处的缓冷风机(5)指向缓冷区(D)的中部，所述缓冷区(D)的中部拐角处的缓冷风机(5)指向缓冷区...

【专利技术属性】
技术研发人员：辜俊杰，辜子恒，孙继成，魏世洪，陈军，黄健宁，李明清，叶清，
申请(专利权)人：四川豪特石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：