利用中頻感應(yīng)加熱爐對(duì)鍛件進(jìn)行余熱淬火的自動(dòng)生產(chǎn)線配置要求
鍛造過(guò)程是鍛件的成形過(guò)程,對(duì)余熱淬火產(chǎn)品質(zhì)量起主導(dǎo)作用。應(yīng)根據(jù)不同鍛件的技術(shù)要求和生產(chǎn)批量圍繞中頻感應(yīng)加熱爐組成鍛件余熱淬火自動(dòng)生產(chǎn)線,以便于合理組織生產(chǎn),減少運(yùn)輸,節(jié)約勞動(dòng)力,改善勞動(dòng)環(huán)境等。
(1)坯料加熱系統(tǒng):要求加熱速度快,氧化、脫碳少,加熱質(zhì)量好而穩(wěn)定,加熱節(jié)拍易于調(diào)整,溫度可控并能自動(dòng)分選溫度不合格坯料等。建議采用中頻感應(yīng)加熱爐以及配套的加熱溫度測(cè)量、分選的溫控系統(tǒng),既做到自動(dòng)測(cè)量坯料溫度,又可根據(jù)坯料溫度進(jìn)行自動(dòng)分選。
(2)模鍛設(shè)備:應(yīng)能滿足鍛件余熱淬火要求的形變速度、形變量和形變方式,所以應(yīng)選擇生產(chǎn)節(jié)奏性強(qiáng)的設(shè)備,縮短鍛后停留時(shí)間,保證塑性變形的強(qiáng)化效果遺傳下來(lái)。從而使余熱淬火件的質(zhì)量好而穩(wěn)定。
(3)余熱淬火裝置:較好在工件進(jìn)入淬火介質(zhì)前裝有測(cè)溫和溫度分選裝置,防止低于淬火溫度的工件混入,當(dāng)然如果能嚴(yán)格控制鍛造加熱溫度、終鍛溫度和生產(chǎn)節(jié)拍,也可不裝。
為避免淬火工件堆積造成淬火質(zhì)量不穩(wěn)定,工件要在淬火介質(zhì)中不停移動(dòng),因此淬火裝置通常采用輸送帶式或懸掛鏈?zhǔn)剑⒛苷{(diào)節(jié)移動(dòng)速度,以保證必要的冷卻時(shí)間。應(yīng)根據(jù)不同的工件和產(chǎn)量選擇合適的方式。
為提高系統(tǒng)冷卻能力和達(dá)到均勻冷卻的目的,在淬火槽內(nèi)應(yīng)設(shè)置介質(zhì)攪拌和噴淋裝置。
無(wú)論何種淬火介質(zhì),使用溫度都要穩(wěn)定在一定的范圍,淬火工件帶入的大量熱量須迅速通過(guò)換熱冷卻裝置帶走。這也是影響熱處理質(zhì)量的一個(gè)重要因素,因此設(shè)計(jì)中不能忽視。常采用多組板式換熱器用于介質(zhì)熱交換,外循環(huán)用水作介質(zhì),在戶外修建冷卻塔;如果用水作為淬火介質(zhì)則可以省略換熱器;還可采用先進(jìn)的空氣冷卻器。另外,還需安裝加熱器,當(dāng)由于各種因素而停產(chǎn),淬火介質(zhì)溫度過(guò)低時(shí),自動(dòng)加熱淬火介質(zhì)。
淬火冷卻系統(tǒng)較佳方案是將淬火介質(zhì)溫度測(cè)量裝置、加熱器、換熱器、冷卻水系統(tǒng)和冷卻水電動(dòng)控制閥門組成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),組成一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。根據(jù)淬火介質(zhì)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水的流量,保證淬火介質(zhì)溫度能夠穩(wěn)定在較小范圍,避免人工控制淬火介質(zhì)溫度波動(dòng)大的缺陷,確保鍛件余熱淬火質(zhì)量。
(4)回火設(shè)備:其生產(chǎn)能力應(yīng)與鍛壓設(shè)備生產(chǎn)能力和淬火節(jié)拍相匹配;鼗鹪O(shè)備安放在余熱淬火裝置之后,與淬火系統(tǒng)組成一個(gè)鍛造連續(xù)生產(chǎn)線;也可單獨(dú)設(shè)置回火爐,放在熱處理車間,鍛件集中回火。這要根據(jù)鍛造設(shè)備生產(chǎn)安排確定,如鍛造設(shè)備是三班連續(xù)生產(chǎn),則可考慮組成連續(xù)生產(chǎn)線。如鍛造設(shè)備是兩班生產(chǎn),則應(yīng)單獨(dú)設(shè)置回火爐,因?yàn)闊崽幚碓O(shè)備三班連續(xù)生產(chǎn)時(shí)能耗較低,間斷生產(chǎn)能耗將增大(鍛造設(shè)備停止生產(chǎn)時(shí)熱處理爐必須保溫),回火爐在等待過(guò)程中白白浪費(fèi)能源,使節(jié)能效果大打折扣。所以考慮到鍛壓設(shè)備故障和鍛造過(guò)程中換模以及模具調(diào)整等因素,如果鍛件金相組織和力學(xué)性能允許,則回火爐可以單獨(dú)設(shè)置,實(shí)行鍛件集中回火處理,這樣能源浪費(fèi)較小。
無(wú)論回火爐設(shè)置在由中頻感應(yīng)加熱爐組成的自動(dòng)生產(chǎn)線上,還是單獨(dú)設(shè)置回火爐,為降低淬火后鍛件開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn),淬火后的工件均應(yīng)盡快回火。鍛件淬火后可放置時(shí)間與鍛件材料、淬火冷卻方式、鍛件形狀及氣溫有關(guān),需要根據(jù)試驗(yàn)確定。
(5)環(huán)保和安全裝置:無(wú)論是新設(shè)計(jì)的鍛件余熱淬火自動(dòng)生產(chǎn)線,還是老鍛造機(jī)組改造的鍛件余熱淬火生產(chǎn)線,都要考慮油、煙的排放與回收,做好操作人員的安全防護(hù)工作,所以淬火槽應(yīng)封閉并有抽風(fēng)裝置。較好采用封閉式清洗機(jī)清洗淬火后的鍛件,然后再回火。