利用中頻感應加熱爐對鍛件進行余熱淬火的自動生產(chǎn)線配置要求
鍛造過程是鍛件的成形過程,對余熱淬火產(chǎn)品質(zhì)量起主導作用。應根據(jù)不同鍛件的技術(shù)要求和生產(chǎn)批量圍繞中頻感應加熱爐組成鍛件余熱淬火自動生產(chǎn)線,以便于合理組織生產(chǎn),減少運輸,節(jié)約勞動力,改善勞動環(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,溫度可控并能自動分選溫度不合格坯料等。建議采用中頻感應加熱爐以及配套的加熱溫度測量、分選的溫控系統(tǒng),既做到自動測量坯料溫度,又可根據(jù)坯料溫度進行自動分選。
(2)模鍛設備:應能滿足鍛件余熱淬火要求的形變速度、形變量和形變方式,所以應選擇生產(chǎn)節(jié)奏性強的設備,縮短鍛后停留時間,保證塑性變形的強化效果遺傳下來。從而使余熱淬火件的質(zhì)量好而穩(wěn)定。
(3)余熱淬火裝置:較好在工件進入淬火介質(zhì)前裝有測溫和溫度分選裝置,防止低于淬火溫度的工件混入,當然如果能嚴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,因此淬火裝置通常采用輸送帶式或懸掛鏈式,并能調(diào)節(jié)移動速度,以保證必要的冷卻時間。應根據(jù)不同的工件和產(chǎn)量選擇合適的方式。
為提高系統(tǒng)冷卻能力和達到均勻冷卻的目的,在淬火槽內(nèi)應設置介質(zhì)攪拌和噴淋裝置。
無論何種淬火介質(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換熱冷卻裝置帶走。這也是影響熱處理質(zhì)量的一個重要因素,因此設計中不能忽視。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;還可采用先進的空氣冷卻器。另外,還需安裝加熱器,當由于各種因素而停產(chǎn),淬火介質(zhì)溫度過低時,自動加熱淬火介質(zhì)。
淬火冷卻系統(tǒng)較佳方案是將淬火介質(zhì)溫度測量裝置、加熱器、換熱器、冷卻水系統(tǒng)和冷卻水電動控制閥門組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng),組成一個自動控制系統(tǒng)。根據(jù)淬火介質(zhì)溫度自動調(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)溫度波動大的缺陷,確保鍛件余熱淬火質(zhì)量。
(4)回火設備:其生產(chǎn)能力應與鍛壓設備生產(chǎn)能力和淬火節(jié)拍相匹配;鼗鹪O備安放在余熱淬火裝置之后,與淬火系統(tǒng)組成一個鍛造連續(xù)生產(chǎn)線;也可單獨設置回火爐,放在熱處理車間,鍛件集中回火。這要根據(jù)鍛造設備生產(chǎn)安排確定,如鍛造設備是三班連續(xù)生產(chǎn),則可考慮組成連續(xù)生產(chǎn)線。如鍛造設備是兩班生產(chǎn),則應單獨設置回火爐,因為熱處理設備三班連續(xù)生產(chǎn)時能耗較低,間斷生產(chǎn)能耗將增大(鍛造設備停止生產(chǎn)時熱處理爐必須保溫),回火爐在等待過程中白白浪費能源,使節(jié)能效果大打折扣。所以考慮到鍛壓設備故障和鍛造過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性能允許,則回火爐可以單獨設置,實行鍛件集中回火處理,這樣能源浪費較小。
無論回火爐設置在由中頻感應加熱爐組成的自動生產(chǎn)線上,還是單獨設置回火爐,為降低淬火后鍛件開裂風險,淬火后的工件均應盡快回火。鍛件淬火后可放置時間與鍛件材料、淬火冷卻方式、鍛件形狀及氣溫有關(guān),需要根據(jù)試驗確定。
(5)環(huán)保和安全裝置:無論是新設計的鍛件余熱淬火自動生產(chǎn)線,還是老鍛造機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工作,所以淬火槽應封閉并有抽風裝置。較好采用封閉式清洗機清洗淬火后的鍛件,然后再回火。