专利名称：一种立式喷淋淬火设备及淬火工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种淬火设备及应用该设备的淬火工艺，具体而言涉及一种 适用于大直径合金棒材淬火用的立式喷淋淬火设备及淬火工艺。
背景技术：
大规格可热处理强化合金挤压棒材在航空航天领域有着广泛的应用。随 着合金棒材直径尺寸的增加，合金材料遇到了淬透性的问题。合金的淬透性 对合金的性能具有重要的影响，也直接影响飞机服役期间的安全问题。如何 提高大直径合金棒材的淬透性，从而满足航空航天领域对合金材料的需求成 为目前合金材料工作者的一个关心的热点。提高淬火时水流冲击到合金棒材 表面的水流速度，可以击碎在合金在淬火时产生的蒸气膜，从而有效的提高 合金材料的淬透性，但是目前还没有针对大直径合金棒材的强制喷淋淬火设 备的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高大直径合金棒材淬透性的喷淋淬火的设 备及应用该设备的淬火工艺。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案
一种立式喷淋淬火设备，该设备包括以下几个组成部分加热室，其顶 部具有进料口，底部具有出料口；水蒸气隔离板；喷淋淬火室，其顶部具有 进料口；进出料控制系统和增压泵；其中，该加热室、水蒸气隔离板和喷淋 淬火室依次垂直布置，该进出料控制系统将合金工件依次送至加热室和喷淋 淬火室进行加热和淬火处理。
本发明的上述立式喷淋淬火设备，其中该加热室可为具有程序控温装置 的环形马弗炉，其顶部和底部能够打开作为进料口和出料口。
本发明的上述立式喷淋淬火设备，其中该水蒸气隔离板可采用钢板加工 而成，隔离板对开开合，中间有一略大于进出料杆的圆形孔。
本发明的上述立式喷淋淬火设备，其中该喷淋淬火室可具有进水口和出水口，内部环设喷水嘴，该喷水嘴的数量不少于3个，该进水口一端连接增
压泵，另一端连接喷水嘴。
本发明的上述立式喷淋淬火设备，其中该喷淋淬火室可以为圆柱状。 本发明的上述立式喷淋淬火设备，其中该进出料控制系统可由电机、滑
轮、钢丝绳、加料杆、装料斗组成，电机通过滑轮巻扬钢丝绳带动加料杆及
其下的装料斗作上下运动。
本发明的上述立式喷淋淬火设备，其中该加料杆的长度应保证在加热或
淬火时，加料杆的上端置于加热室上部，从而避免钢丝绳的直接加热。
本发明的上述立式喷淋淬火设备，其中该加料杆的材料可以是耐热钢。 一种合金工件的加热淬火工艺，其使用本发明的上述立式喷淋淬火设备，
其包括以下步骤
一、 将合金工件置于加料斗内；
二、 启动加料电机，将合金工件通过加热室进料口置于加热室适当位置；
三、 启动加热室的加热程序，按预设工艺对合金工件进行加热处理；
四、 加热完毕后，开启淬火室进水口、喷水嘴和出水口；然后开启加热 室底门，同时开启水蒸气隔离板，合金工件通过淬火室进料口进入淬火室适 当位置进行淬火处理，同时关闭水蒸气隔离板；
五、 淬火完成后，关闭进水阀门，启动加料电机，从加热室顶部取出合 金工件；
六、 淬火室内水分排干后，关闭排水管阀门。
本发明的上述合金工件的加热淬火工艺，其中该合金棒材的直径可以是 50 500mm。
本发明的上述合金工件的加热淬火工艺，其中该进水口的水压可以是 0.5 l扁Pa。
本发明的优点在于设备构造简单，易于操作；充分考虑合金工件进出
加热室的方便性，縮短了大型工件从加热室进入淬火室的转移时间，有利于
减少对淬火效果的不利影响；采用环状分布的喷嘴进行喷淋淬火，有利于对
工件进行充分的淬火处理；提高淬火时水流冲击到合金棒材表面的水流速度， 可以击碎在合金在淬火时产生的蒸气膜，从而提高大直径合金棒材淬透性。
图1是本发明的立式喷淋淬火设备示意图。
具体实施例方式
本发明的立式喷淋淬火的设备主要包括以下几个组成部分 加热室对需要淬火的大直径棒材进行加热；
进出料控制系统实现棒材的进入加热室加热和进入淬火区喷淋淬火； 水蒸气隔离板防止淬火过程中产生的蒸气进入加热室，影响加热室的 使用和寿命；
柱状喷淋淬火室外界水源增压后，通过环状分布的喷水嘴，高速喷射 到大直径合金棒材表面，工件表面的蒸气膜能够得到充分的破碎，实现快速 喷淋淬火；
其他辅助设备包括外界水流增压泵、排水管、底座等。 上述加热室采用环形马弗炉设计。马弗炉的顶部和底部可以打开，从而
实现顶部进料、底部出料；马弗炉采用程序控温装置进行温度控制，大直径
合金棒材在加热室内按照预定程序进行加热。
上述进出料控制系统由电机、滑轮、钢丝绳、加料杆、装料斗组成。电
机通过滑轮巻扬钢丝绳带动进加料杆作上下运动，工件放入装料斗内，通过
预先设定好的位置，将工件送至加热室和淬火区合适的位置进行加热和淬火处理。
上述水蒸气隔离板采用钢板加工而成，隔离板对开开合，中间有一略大 于进出料杆的圆形孔，马弗炉底部打开后，隔离板同时打开，出料杆放置工 件部位通过隔离板后，隔离板合上，防止水蒸气进入加热室。
上述喷淋淬火室外表面可采用不锈钢制成，内部按一定间距环状分布喷 水嘴。外界水源通过增压泵增压后通过喷水嘴喷入淬火室。
上述增压泵用来增加淬火时水流的速度；排水管将淬火后的水流排除， 底座用来支撑设备。
以下结合实施例具体说明本发明。 实施例1立式喷淋淬火设备
如图1所示，该设备包括以下几个组成部分加热室4，其顶部具有进 料口 13，底部具有出料口 12;加热室4下设置水蒸气隔离板6，该隔离板6 可对开开合，中间有一略大于进出料杆的圆形孔14;隔离板6下方为喷淋淬火室7，其顶部具有进料口 15，底部具有出水口 10，内部环设多个喷水嘴8， 外界水源通过增压泵9增压后经进水口 11通过喷水嘴8喷入喷淋淬火室7; 进出料控制系统由电机l、滑轮16、钢丝绳2、加料杆3、装料斗5组成，合 金工件(图中未显示)放入装料斗5内，电机1通过滑轮16巻扬钢丝绳2 带动进加料杆3和装料斗5作上下运动，将工件送至加热室4和淬火室7中 合适的位置进行加热和淬火处理。 实施例2铝合金挤压棒材的喷淋淬火工艺
首先将直径为250mm的2D70铝合金挤压棒材装入装料斗5中，启动加 料电机l，通过钢丝绳2，利用加料杆3将工件置于加热室4的合适位置，开 启加热室4的电源进行固溶加热处理。
固溶处理完成后，开启增压泵9并开启进水口 ll阀门和排水口 10的阀 门，开启加热室底门12和水蒸气隔离板6，将装有工件的装料斗5下放至淬 火室7的合适位位置，利用环状分布的喷水嘴8完成工件的喷淋淬火处理。
淬火完成后，关闭增压泵9，开启加料电机l，将装料斗5升至加热室上 方，从装料斗5中取出工件，完成大直径铝合金棒材立式喷淋淬火过程。
权利要求
1. 一种立式喷淋淬火设备，其特征在于，该设备包括以下几个组成部分加热室，其顶部具有进料口，底部具有出料口；水蒸气隔离板；喷淋淬火室，其顶部具有进料口；进出料控制系统和增压泵；其中，该加热室、水蒸气隔离板和喷淋淬火室依次垂直布置，该进出料控制系统将合金工件依次送至加热室和喷淋淬火室进行加热和淬火处理。
2. 根据权利要求1所述的立式喷淋淬火设备，其特征在于，所述加热室 为具有程序控温装置的环形马弗炉，其顶部和底部能够打开作为进料口和出 料口。
3. 根据权利要求1所述的立式喷淋淬火设备，其特征在于，所述水蒸气 隔离板采用钢板加工而成，隔离板对开开合，中间有一略大于进出料杆的圆 形孔。
4. 根据权利要求1所述的立式喷淋淬火设备，其特征在于，所述喷淋淬 火室具有进水口和出水口，内部环设喷水嘴，该喷水嘴的数量不少于3个， 该进水口一端连接增压泵，另一端连接喷水嘴。
5. 根据权利要求1或4所述的立式喷淋淬火设备，其特征在于，所述喷 淋淬火室为圆柱状。
6. 根据权利要求1所述的立式喷淋淬火设备，其特征在于，所述进出料 控制系统由电机、滑轮、钢丝绳、加料杆、装料斗组成，电机通过滑轮巻扬 钢丝绳带动加料杆及其下的装料斗作上下运动。
7. 根据权利要求6所述的立式喷淋淬火设备，其特征在于，所述加料杆 的长度应保证在加热或淬火时，加料杆的上端置于加热室上部，从而避免钢 丝绳的直接加热。
8. 根据权利要求6所述的立式喷淋淬火设备，其特征在于，所述加料杆 的材料为耐热钢。
9. 一种合金工件的加热淬火工艺，其特征在于，使用权利要求1 8中 任一项所述的立式喷淋淬火设备，其包括以下步骤一、 将合金工件置于加料斗内；二、 启动加料电机，将合金工件通过加热室进料口置于加热室适当位置；三、 启动加热室的加热程序，按预设工艺对合金工件进行加热处理；四、 加热完毕后，开启淬火室进水口、喷水嘴和出水口；然后开启加热室底门，同时开启水蒸气隔离板，合金工件通过淬火室进料口进入淬火室适 当位置进行淬火处理，同时关闭水蒸气隔离板；五、 淬火完成后，关闭进水阀门，启动加料电机，从加热室顶部取出合 金工件；六、 淬火室内水分排干后，关闭排水管阀门。
10. 根据权利要求9所述的合金工件的加热淬火工艺，其特征在于，所 述合金棒材的直径为50 500mm。
11. 根据权利要求9所述的合金工件的加热淬火工艺，其特征在于，所 述进水口的水压为0.5 1.0MPa。
全文摘要
本发明涉及一种淬火设备及应用该设备的淬火工艺，具体而言涉及一种适用于大直径合金棒材淬火用的立式喷淋淬火设备及淬火工艺。该设备包括加热室；水蒸气隔离板；喷淋淬火室；进出料控制系统和增压泵；其中，该加热室、水蒸气隔离板和喷淋淬火室依次垂直布置，该进出料控制系统将工件依次送至加热室和喷淋淬火室进行加热和淬火处理。该淬火工艺的步骤包括将合金工件置于加热室适当位置；启动加热程序进行加热处理；加热完毕后，开启淬火室进水口和出水口；然后开启加热室底门，同时开启水蒸气隔离板，合金工件通过淬火室进料口进入淬火室适当位置进行淬火处理，同时关闭水蒸气隔离板；淬火完成后，关闭进水阀门，从加热室顶部取出合金工件。
文档编号C21D1/62GK101469359SQ20071030428
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者刘红伟, 张永安, 朱宝宏, 熊柏青, 锋 王 申请人:北京有色金属研究总院