[发明专利]一种旋转喷流液气混合恒温淬火设备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体地说，涉及到一种旋转喷流液气混合恒温淬火设备及其使用的方法。

背景技术

淬火是指将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保持一定时间，然后以适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺，淬火目的主要是获得马氏体组织，为回火做组织准备；获得高硬度和耐磨性以及提高弹性和韧性，以达到强化材料的目的；使之具有某些特殊的物理和化学性能的方法。

目前常用方法有浸透淬火、压缩空气淬火、喷雾淬火或喷流淬火，上述方法在钢材淬火时有三个缺点无法解决：1、由于钢材在淬火带来的热能，当它接触液体时，使液体局部温度升高，而随着淬火钢材不断带来的热能，使液体局部温度越来越高，造成淬火钢材不同截面接触液体时，液体温度不一样，不能获得均称的马氏体组织；2、由于钢材在淬火接触液体冷却过程中，钢材的同一截面的四周接触液体温度不同，造成钢材内应力不同，使钢材产生弯曲变形；3、大体积钢材在淬火接触液体冷却过程中容易出现淬火钢材硬度不足和淬火钢材开裂；故急需一种能获得均称的马氏体组织和不易产生弯曲变形且利于控制淬火钢材硬度和不开裂的淬火设备及其使用的方法。

发明内容

本发明针对上述常用淬火方法中存在的不足，提供一种旋转喷流液气混合恒温淬火设备及其使用的方法，使钢材在淬火过程中能获得均匀的马氏体组织，有利于控制淬火钢材的硬度和淬火钢材的内应力，有效解决了淬火过程中钢材容易出现的弯曲变形、开裂等现象，尤其适合钢类长轴零件的淬火加工。

本发明的技术方案是： 一种旋转喷流液气混合恒温淬火设备，其特征在于：该设备由圆柱形淬火冷却池、冷热交换装置、液气分离装置、感应加热装置、喷气装置、淬火钢材固定装置连接安装组成；所述圆柱形淬火冷却池的四周和底部均是由钢板焊接制成并固定在支架上，在所述圆柱形淬火冷却池的内部装有冷却液，在圆柱形淬火冷却池的底部且距离底部圆心1/3～1/2半径处均布有两根或两根以上的耐氢腐蚀的不锈钢立柱，所述耐氢腐蚀的不锈钢立柱高度与圆柱形淬火冷却池四周高度相等，在所述耐氢腐蚀的不锈钢立柱中心均加工有圆柱形通孔，在所述每根耐氢腐蚀的不锈钢立柱的上端均安装有组合喷嘴，所述组合喷嘴的嘴端朝向圆柱形淬火冷却池中心，尾端与圆柱形通孔相连，所述圆柱形通孔的下端通过管道与喷气装置相连，在所述圆柱形淬火冷却池底部的中心处设置有圆锥形出水口，所述圆锥形出水口通过出水管道与液气分离装置顶部相连，在所述出水管道上设置有冷热交换装置；在所述圆柱形淬火冷却池上端的四周位置均布有两个或两个以上的可转角度喷嘴，所述可转角度喷嘴的嘴端朝向圆柱形淬火冷却池中心，尾端通过出水管道与液气分离装置底部的圆锥形出水口相连，在所述圆柱形淬火冷却池的顶部盖有圆周带缺口的环形压盖，所述缺口对应下方的可转角度喷嘴，在所述环形压盖的上方焊接有淬火钢材时用的固定装置，在所述环形压盖的中心上方还安装有感应加热装置，所述感应加热装置的感应圈与环形压盖同心。

所述冷热交换装置由出水管道、散热池和散热片组成。

所述液气分离装置的四周和底部均是由钢板焊接制成的圆柱形容器。

所述的感应加热装置由通电的感应圈构成，感应加热装置可以是超高频加热、高频加热或中频加热。

所述的喷气装置由管道、空气压缩机和控制阀门组成。

所述淬火钢材固定装置是由三根或三根以上的金属立柱均布在环形压盖中心孔外侧构成的，金属立柱的下端焊接在压盖上，上端设置螺纹孔，螺纹孔内设有可调节螺杆。

所述出水管道水平面高于或等于可转角度喷嘴的水平面。

所述组合喷嘴是耐氢腐蚀不锈钢材质的多功能组合喷嘴，该组合喷嘴由一个总进气口进气和至少两个以上出气口组合而成。

所述环形压盖缺口的数目与可转角度喷嘴数目相同。

一种旋转喷流液气混合恒温淬火设备的使用方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

(1)将圆柱形淬火冷却池内装入冷却介质，冷却介质可以是油或水；

(2)打开阀门，打开水泵的电源；

(3)打开阀门，打开空气压缩机向不锈钢立柱中心的圆柱形通孔内注入气体；

(4)将淬火零件的一头提起，另一头通过可调节螺杆进行固定；

(5)接通感应加热装置，将固定好的淬火零件放置在感应圈中进行加热；

(6)将加热后的淬火零件放入冷却池，可转角度喷嘴和组合喷嘴混合作用于冷却池中的冷却介质，使冷却介质的温度始终处于恒温状态，从而使淬火零件不同截面接触液体的温度一样；