[发明专利]一种圆锯片空气淬火方法

说明书

技术领域

本发明属于热处理领域，具体涉及一种圆锯片空气淬方法和装置。

背景技术

淬火工艺作为热处理过程中的重要环节之一，对于材料性能的发挥、减少组织残余应力和表面变形等方面起着重要作用。

目前圆锯片常用的淬火方式主要有油淬，盐、碱浴淬火等。油浴和盐、碱浴冷却速度较快，但不能精确控制材料的淬火过程中各部分的冷却速度，导致温度均匀性差、冷却速度控制困难，材料的变形和开裂倾向较大，同时盐浴炉淬火、回火腐蚀周围的环境、设备，对于环保要求高的现代工业是不适应的，并且操作也较为复杂。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种清洁、低成本、利于控制质量及减小变形开裂的空淬方法和装置。

已有许多文献对于气淬作了大量的论证和研究，其目的在于利用气体介质的特性，在获得期望冷却速度的同时尽可能地减小由于淬火引起的变形和开裂情况。为达此目的，研究者选取换热系数较高的气体，并增加气体速度和气体压力。

从冷却性能和经济角度考虑，目前较常用于气淬的气体为氮气，它通常被用于高压情况下的淬火。本发明推荐使用空气，主要是因为其成本低，可随意获取，对于设备要求低。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种圆锯片空气淬火装置，包括：机架、上、下压盘，所述机架上对称设置有可上下往复运动的上、下压盘，所述上、下压盘分别设置有空气腔，所述上、下压盘内均匀分布有喷嘴，所述喷嘴与对应的空气腔相连通，所述空气腔分别与进气管道相连。

与风冷装置相比，单纯地用风冷的方式淬火时无法达到锯片对于冷速的要求，其冷却能力明显不足，淬火后无法得到期望的组织。本发明在空气冷却的基础上，加入雾化气体冷却，这弥补了单纯空冷冷却能力低的缺陷。其次本发明装置中的上下压盘在锯片淬火时能均匀地压紧锯片基体，进而有效地防止淬火时由于热应力及组织应力造成的变形，同时保证了锯片对于平面度的要求。

优选的，所述上、下压盘内还设置有环形导流槽。所述环形导流槽在锯片淬火时压紧锯片，防止淬火过程中的锯片变形，所述环形导流槽在淬火时引导气流，使锯片均匀冷却。

优选的，所述进气管道通过雾化阀与进水管道相连。

优选的，所述进气管道和进水管道上分别设置有流量控制装置。

更优选的，所述流量控制装置为阀门。

优选的，所述空气腔的直径为所述进气管道直径的2.5～3.2倍。通过压缩空气流动，在雾化阀内与从水管流入的水流作用形成水雾，雾化气体通过管道流进空气腔，然后经过喷嘴喷向工件表面。

优选的，所述喷嘴以环形阵列的方式均匀排列在上、下压盘上。所述环形阵列的圈数与环形导向槽圈数相等，且成一一对应关系。喷嘴与环形导向槽的对应设置，有效地引导喷出气体在槽内区域的流动，提高了冷却效率。另一方面，淬火时导向槽壁以一定载荷压紧锯片表面，防止了锯片在淬火过程中由于热应力及组织应力引起的基体变形。

优选的，所述喷嘴轴线垂直于锯片表面。

优选的，所述空气腔的两端同时设置有与进气管道相连的进气口。

优选的，所述装置运行时，通入的气体为空气或雾化气体。

本发明中所属雾化气是一种空气和水的两相混合物。

优选的，本发明中所述的高压气和高压水通过泵输送。

本发明还提供了一种圆锯片空气淬火方法，包括：

在高通量的空气环境中，将锯片冷却至650℃，得锯片Ⅰ；

在高通量的雾化气环境中，将锯片Ⅰ冷却至400℃，得锯片Ⅱ；

在高通量的空气环境中，将锯片Ⅱ在空气中冷却至150℃以下，即得；

所述锯片的材料为碳合金钢。

对于不同规格的锯片来说，其在淬火时对于冷却速度的要求不同，而气体压力、水压及气水比将直接影响冷却速度的大小，因此对于气压、水压及气水比的要求也不尽相同。在实际生产过程中，本领域技术人员可根据具体的锯片情况对以上参数进行常规选择，充分发挥本发明冷却速度可调节的优势。

本发明中所述整个淬火过程中锯片始终在非密闭的环境下。

所属雾化气是一种空气和水的两相混合物。

本发明还提供了一种较优的圆锯片空气淬火方法，具体包括如下步骤：

a.上压盘4和下压盘2通过其上的环形导流槽13压紧处于高温状态的锯片基体；

b.打开空气阀门10，进气管11通入高压空气，经过气管3进入上下压盘的空气腔15，然后通过喷嘴14，喷向锯片表面，冷却锯片至650℃；