[发明专利]一体化控温冷却设备及其冷却方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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或者直接放置于空气中自然冷却，常规的方法需要多级保温箱经过多次缓冷才能保证其要求，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。

中国发明专利申请，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℃，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。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单，操作方便的一体化控温冷却设备及其冷却方法，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。

本发明采用的技术方案如下：

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。