钢板弹簧的数字化淬火工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，属于钢板弹簧的热处理淬火工艺技术领域。
【申请人】设计的整套淬火及其冷却工艺，配合专用设备，淬火冷却温度通过数字化终端获得控制，达到与设计工艺接近的冷却曲线，能够获得理想的材料组织及性能，大大提升钢板弹簧的成品质量。本发明以有机聚合物水溶性淬火液代替快速油或柴油淬火，节约了快速油或柴油，不仅降低了生产成本，而且保护了生产环境和自然资源。淬火设备在操作实施中实现全程自动化，减少人工消耗，工人无需近距离接触淬火环境，只需远程操作即可，安全和健康系数高。此外，全自动设备降低了生产成本，适合小样试件也可大规模量产。
【专利说明】
钢板弹黃的数字化巧火工艺
技术领域
[0001] 本发明属于钢板弹黃的热处理泽火工艺技术领域，具体设及一种钢板弹黃的数字 化泽火工艺。
【背景技术】
[0002] 目前，钢板弹黃的泽火工艺无法做到数字化监控，并且在泽火之后的冷却曲线也 无法实现精确控制，令其与预期的设计工艺冷却曲线相符合，最终无法得到期望的材料组 织及性能，令实际得到的钢板弹黃的各项性能与设计预期有一定的落差。
[0003] 鉴于此，
【申请人】设计了一整套泽火及其冷却工艺，配合专用设备，泽火冷却溫度通 过数字化终端获得控制，达到与设计工艺接近的冷却曲线，能够获得理想的材料组织及性 能，大大提升钢板弹黃的成品质量。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种钢板弹黃的数字化泽火工艺，泽火冷却溫 度通过数字化终端获得控制，达到与设计工艺接近的冷却曲线，能够获得理想的材料组织 及性能，大大提升钢板弹黃的成品质量。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种钢板弹黃的数字化泽火工 艺，其特征在包括如下步骤： (1) 配制泽火液，并将泽火液放置到泽火设备的泽火池中； (2) 将钢板弹黃放置到进料输送带上，输送至泽火池旁； (3) 机械手夹持钢板弹黃并将其放置到泽火池中，进行泽火作业； (4) 钢板弹黃经过蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段后完成泽火； 巧)机械手将完成泽火的钢板弹黃夹持提出泽火池； (6) 待钢板弹黃表面的残余液体蒸发干净后，通过机械手上的红外线测溫仪检测钢板 弹黃的表面溫度； (7) 机械手将钢板弹黃放置到不同的出料输送带上，并通过出料输送带将钢板弹黃输 送到风冷仓或者空冷仓中，令钢板弹黃根据冷却溫度的工艺设计，按照不同的速度曲线冷 却； (8) 通过风冷仓或者空冷仓中的红外线测溫仪，实时检测钢板弹黃的实时溫度和冷却 速度，并通过数字化终端控制器及时调整风冷仓或空冷仓的空气溫度，配合钢板弹黃的冷 却要求。
[0006] 优选的，所述泽火液包括溶质和溶剂;所述溶剂为去离子水； 所述溶质的具体成分及各种成分所占质量份数如下： 氯化钟 2-4.5份； 氨氧化钢 2-3.5份； 甲基硅油 0.5-1.5份； 甲壳素 0.05-0.1份； 烷基下二酸醋横酸盐 0.05-0.1份； 高油酸葵花巧油 0.1-0.15份； 聚烧撑乙二醇 40-85份； 所述泽火液的浓度为15-35wt%。
[0007] 优选的，将钢板弹黃加热到900±10°C，泽火加热保溫时间为10~30分钟，将钢板 弹黃放入泽火液中，钢板弹黃经过蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段后完成泽火;其中蒸汽 膜爆裂时间4~10秒。
[0008] 优选的，所述泽火设备包括泽火箱、泽火池、电动转轮、吊装设备和机械手;所述泽 火池设置在泽火箱的下部;所述电动转轮安装在泽火箱的顶壁上，在电动转轮上通过吊装 设备安装=个W上的机械手，所述电动转轮能够带动吊装设备和机械手在泽火池上方转 动，吊装设备能够带动机械手做上下运动，机械手能够自动松开或夹紧钢板弹黃，并在吊装 设备的带动下将钢板弹黃浸入和提出泽火池;所述泽火箱上开设进料口和=个W上的出料 口，所述进料口通过进料输送带衔接料仓，所述出料口连接不同的冷却仓;在进料口上安装 进料输送带，所述进料输送带能够将钢板弹黃输送到泽火池旁;在出料口上安装出料输送 带，所述出料输送带能够将钢板弹黃从泽火池旁输送到冷却仓中。
[0009] 优选的，所述机械手上设置红外线测溫仪;所述冷却仓包括风冷仓和空冷仓;在冷 却仓中设置红外线测溫仪。
[0010] 优选的，还包括数字化终端控制器，机械手和冷却仓上的红外线测溫仪连接数字 化终端控制器，数字化终端控制器连接并控制泽火池中泽火液的溫度，冷却仓中空气的溫 度和风速。
[0011] 优选的，所述进料输送带通过支撑架安装在旋转动力装置上，所述旋转动力装置 能够带动进料输送带做旋转运动，令其与不同的料仓相衔接。
[0012] 优选的，所述机械手包括固定架，在固定架的两侧通过较接轴较接卡错，所述卡错 上开设弧形槽;在弧形槽内设置滑块，所述滑块能够沿弧形槽往复移动;在固定架上安装滑 轨，在滑轨内设置电动滚轮;还包括拉条，拉条的一端连接滑块，拉条的另一端连接电动滚 轮;所述电动滚轮能够沿滑轨往复运动，同时通过拉条带动两侧的卡错对钢板弹黃的收放 运动。
[0013] 优选的，所述机械手还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括第一和第二拉紧条、第一 和第二拉紧轮、第一和第二拉紧电机;两个拉紧轮同轴安装在中轴上，所述中轴吊装在固定 架上;第一和第二拉紧轮分别连接第一和第二拉紧电机;第一拉紧条的一端较接在一侧卡 错上，第一拉紧条的另一端较接在第一拉紧轮上;第二拉紧条的一端较接在另一侧的卡错 上，第二拉紧条的另一端较接在第二拉紧轮上;第一和第二拉紧电机的旋转方向相反;当第 一拉紧电机正向旋转，第二拉紧电机反向旋转时，第一和第二拉紧条带动两侧卡错进一步 收紧，能够将钢板弹黃夹持牢固；当需要松开钢板弹黃时，第一拉紧电机反向旋转，第二拉 紧电机正向旋转，第一和第二拉紧条与两侧卡错同时向两侧移动。
[0014] 优选的，所述机械手还包括滑移稳定装置;所述滑移稳定装置包括滑移架，在滑移 架上开设滑移孔;在固定架上开设吊装孔，所述中轴穿过吊装孔连接栓头，在吊装孔和栓头 之间的中轴上串装上弹黃、滑移架和下弹黃;在滑移架两侧的固定架上分别设置钢丝轮，所 述钢丝轮上盘绕钢丝，两侧钢丝通过涨紧装置连接滑移架的两侧； 所述涨紧装置包括穿线孔，所述穿线孔的上下两端通过悬吊弹黃安装在固定架上，钢 丝穿过穿线孔； 涨紧装置还包括穿线器、立杆、横杆和平衡复位弹黃，所述立杆的上端固定在固定架 上，立杆的下端较接横杆的中部，横杆的一端通过平衡复位弹黃连接固定架，穿线器安装在 横杆的另一端;所述穿线器内设置钢丝滑轮，钢丝滑轮滑动承托钢丝。
[0015] 本发明的有益效果是： 1、
【申请人】设计的整套泽火及其冷却工艺，配合专用设备，泽火冷却溫度通过数字化终 端获得控制，达到与设计工艺接近的冷却曲线，能够获得理想的材料组织及性能，大大提升 钢板弹黃的成品质量。
[0016] 2、本发明所述工艺所采用的有机聚合物水溶性泽火液，是由一种由液态的有机聚 合物和腐蚀抑制剂组成的水溶性溶液。通过使用本发明所述的泽火液及泽火工艺得到的钢 板弹黃，泽透厚度高，泽火硬度大，马氏体组织>90%(面积百分比），极大的提高了产品质 量。W有机聚合物水溶性泽火液代替快速油或柴油泽火，节约了快速油或柴油，不仅降低了 生产成本，而且保护了生产环境和自然资源。
[0017] 3、本发明所述的泽火设备在操作实施中实现全程自动化，减少人工消耗，工人无 需近距离接触泽火环境，只需远程操作即可，安全和健康系数高。此外，全自动设备降低了 生产成本，适合小样试件也可大规模量产。
[0018] 4、本发明经过小试，中试、批量试制和生产，取得商业化成功，实施投产成本低，实 用性能良好，适宜在业界推广普及。
【附图说明】
[0019] 图1是泽火设备的结构示意图； 图2是机械手的结构示意图； 图3是机械手的涨紧装置的结构示意图； 图4是第一和第二拉紧轮W及第一和第二拉紧电机的安装结构示意图； 图中：1、机械手；1.1、固定架；1.2、较接轴；1.3、弧形槽；1.4、第一拉紧条；1.5、卡错； 1.6、第二拉紧条；1.7、中轴；1.8、第一拉紧轮；1.9、第二拉紧轮；1.10、滑块；1.11、拉条； 1.12、电动滚轮;1.13、横杆;1.14、立杆;1.15、吊装孔；1.16、下弹黃;1.17、滑移架;1.18、上 弹黃；1.19、栓头；1.20、穿线器；1.21、平衡复位弹黃；1.22、吊装弹黃；1.23、穿线孔；1.24、 钢丝轮;1.25、第一拉紧电机;1.26、第二拉紧电机； 2、 泽火池;3、旋转动力装置;4、支撑架;5、进料输送带;6、吊装设备;7、电动转轮;8、泽 火箱。
【具体实施方式】
[0020] 本发明所述一种钢板弹黃的数字化泽火工艺，包括如下步骤： (1) 配制泽火液，并将泽火液放置到泽火设备的泽火池中； (2) 将钢板弹黃放置到进料输送带上，输送至泽火池旁； (3) 机械手夹持钢板弹黃并将其放置到泽火池中，进行泽火作业； (4)将钢板弹黃加热到900±10°C，泽火加热保溫时间为10~30分钟，将钢板弹黃放入 泽火液中，钢板弹黃经过蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段后完成泽火;其中蒸汽膜爆裂时 间4~10秒； 巧)机械手将完成泽火的钢板弹黃夹持提出泽火池； (6) 待钢板弹黃表面的残余液体蒸发干净后，通过机械手上的红外线测溫仪检测钢板 弹黃的表面溫度； (7) 机械手将钢板弹黃放置到不同的出料输送带上，并通过出料输送带将钢板弹黃输 送到风冷仓或者空冷仓中，令钢板弹黃根据冷却溫度的工艺设计，按照不同的速度曲线冷 却； (8) 通过风冷仓或者空冷仓中的红外线测溫仪，实时检测钢板弹黃的实时溫度和冷却 速度，并通过数字化终端控制器及时调整风冷仓或空冷仓的空气溫度，配合钢板弹黃的冷 却要求。
[0021] 所述泽火液包括溶质和溶剂；所述溶剂为去离子水；所述泽火液的浓度为15- 35wt%〇
[0022] 所述溶质的具体成分及各种成分所占质量份数如下： 氯化钟 2-4.5份； 氨氧化钢 2-3.5份； 甲基硅油 0.5-1.5份； 甲壳素 0.05-0.1份； 烷基下二酸醋横酸盐 0.05-0.1份； 高油酸葵花巧油 0.1-0.15份； 聚烧撑乙二醇 40-85份。
[0023] 实施时，溶质的具体配比实施例参见下表：
如图1所示，所述泽火设备包括泽火箱、泽火池、电动转轮、吊装设备和机械手;所述泽 火池设置在泽火箱的下部;所述电动转轮安装在泽火箱的顶壁上，在电动转轮上通过吊装 设备安装=个W上的机械手，所述电动转轮能够带动吊装设备和机械手在泽火池上方转 动，吊装设备能够带动机械手做上下运动，机械手能够自动松开或夹紧钢板弹黃，并在吊装 设备的带动下将钢板弹黃浸入和提出泽火池;所述泽火箱上开设进料口和=个W上的出料 口，所述进料口通过进料输送带衔接料仓，所述出料口连接不同的冷却仓;在进料口上安装 进料输送带，所述进料输送带能够将钢板弹黃输送到泽火池旁;在出料口上安装出料输送 带，所述出料输送带能够将钢板弹黃从泽火池旁输送到冷却仓中。
[0024] 所述机械手上设置红外线测溫仪;所述冷却仓包括风冷仓和空冷仓;在冷却仓中 设置红外线测溫仪。
[0025] 还包括数字化终端控制器，机械手和冷却仓上的红外线测溫仪连接数字化终端控 制器，数字化终端控制器连接并控制泽火池中泽火液的溫度，冷却仓中空气的溫度和风速。
[0026] 所述进料输送带通过支撑架安装在旋转动力装置上，所述旋转动力装置能够带动 进料输送带做旋转运动，令其与不同的料仓相衔接。
[0027] 如图2所示，所述机械手包括固定架，在固定架的两侧通过较接轴较接卡错，所述 卡错上开设弧形槽;在弧形槽内设置滑块，所述滑块能够沿弧形槽往复移动;在固定架上安 装滑轨，在滑轨内设置电动滚轮;还包括拉条，拉条的一端连接滑块，拉条的另一端连接电 动滚轮;所述电动滚轮能够沿滑轨往复运动，同时通过拉条带动两侧的卡错对钢板弹黃的 收放运动。
[0028] 所述机械手还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括第一和第二拉紧条、第一和第二 拉紧轮、第一和第二拉紧电机;两个拉紧轮同轴安装在中轴上，所述中轴吊装在固定架上； 第一和第二拉紧轮分别连接第一和第二拉紧电机;第一拉紧条的一端较接在一侧卡错上， 第一拉紧条的另一端较接在第一拉紧轮上;第二拉紧条的一端较接在另一侧的卡错上，第 二拉紧条的另一端较接在第二拉紧轮上;第一和第二拉紧电机的旋转方向相反；当第一拉 紧电机正向旋转，第二拉紧电机反向旋转时，第一和第二拉紧条带动两侧卡错进一步收紧， 能够将钢板弹黃夹持牢固；当需要松开钢板弹黃时，第一拉紧电机反向旋转，第二拉紧电机 正向旋转，第一和第二拉紧条与两侧卡错同时向两侧移动。
[0029] 所述机械手还包括滑移稳定装置;所述滑移稳定装置包括滑移架，在滑移架上开 设滑移孔;在固定架上开设吊装孔，所述中轴穿过吊装孔连接栓头，在吊装孔和栓头之间的 中轴上串装上弹黃、滑移架和下弹黃;在滑移架两侧的固定架上分别设置钢丝轮，所述钢丝 轮上盘绕钢丝，两侧钢丝通过涨紧装置连接滑移架的两侧。
[0030] 如图3所示，所述涨紧装置包括穿线孔，所述穿线孔的上下两端通过悬吊弹黃安装 在固定架上，钢丝穿过穿线孔。
[0031] 涨紧装置还包括穿线器、立杆、横杆和平衡复位弹黃，所述立杆的上端固定在固定 架上，立杆的下端较接横杆的中部，横杆的一端通过平衡复位弹黃连接固定架，穿线器安装 在横杆的另一端;所述穿线器内设置钢丝滑轮，钢丝滑轮滑动承托钢丝。
[0032] 所述泽火设备在使用时，待处理的不同型号的钢板弹黃，分别放置在不同的料仓 中，需要处理哪种型号的钢板弹黃，只需通过旋转动力装置带动支撑架和进料输送带旋转 对接相对应的料仓。进料输送带将钢板弹黃从料仓取出，并输送到泽火箱中。
[0033] 电动转轮带动吊装设备和机械手旋转对准待处理的钢板弹黃，吊装设备带动机械 手下移。机械手上的两个电动滚轮向外侧移动，同时通过拉杆带动滑块沿弧形槽移动，令两 侧的卡错张开，机械手的两侧卡错位于钢板弹黃两侧时，电动滚轮向内侧滚动，同时带动拉 杆和滑块回收，机械手的两侧卡错夹持住钢板弹黃。第一拉紧电机正向旋转，第二拉紧电机 反向旋转时，第一和第二拉紧条带动两侧卡错进一步收紧，能够将钢板弹黃夹持牢固。滑移 稳定装置能够令夹紧装置收紧时，提供上下移动的收缩弹性，而涨紧装置能够提拉收紧装 置，增加收紧装置的运动稳定性。
[0034] 机械手夹紧钢板弹黃后将其输送到泽火池的上方，将其放置到泽火池中，进行泽 火作业。完成泽火之后，机械手将钢板弹黃夹持提出泽火池。再根据工艺要求，将钢板弹黃 放置到对应的出料输送带上，将其输送到对应的冷却仓中，进行冷却。期间实时检测钢板弹 黃的溫度和冷却速度，数字化终端控制器连接并控制泽火池中泽火液的溫度，冷却仓中空 气的溫度和风速。泽火冷却溫度通过数字化终端获得控制，达到与设计工艺接近的冷却曲 线，能够获得理想的材料组织及性能，大大提升钢板弹黃的成品质量。
[0035]需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的 保护范围内。
【主权项】
1. 一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于包括如下步骤： (1) 配制淬火液，并将淬火液放置到淬火设备的淬火池中； (2) 将钢板弹簧放置到进料输送带上，输送至淬火池旁； (3 )机械手夹持钢板弹簧并将其放置到淬火池中，进行淬火作业； (4) 钢板弹簧经过蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段后完成淬火； (5) 机械手将完成淬火的钢板弹簧夹持提出淬火池； (6) 待钢板弹簧表面的残余液体蒸发干净后，通过机械手上的红外线测温仪检测钢板 弹簧的表面温度； (7) 机械手将钢板弹簧放置到不同的出料输送带上，并通过出料输送带将钢板弹簧输 送到风冷仓或者空冷仓中，令钢板弹簧根据冷却温度的工艺设计，按照不同的速度曲线冷 却； (8) 通过风冷仓或者空冷仓中的红外线测温仪，实时检测钢板弹簧的实时温度和冷却 速度，并通过数字化终端控制器及时调整风冷仓或空冷仓的空气温度，配合钢板弹簧的冷 却要求。2. 根据权利要求1所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于所述淬火液包 括溶质和溶剂;所述溶剂为去离子水； 所述溶质的具体成分及各种成分所占质量份数如下： 氯化钾 2-4.5份； 氢氧化钠 2-3.5份； 甲基硅油 0.5-1.5份； 甲壳素 0.05-0.1份； 烷基丁二酸酯磺酸盐 0.05-0.1份； 高油酸葵花籽油 0.1-0.15份； 聚烷撑乙二醇 40-85份； 所述淬火液的浓度为15-35wt%。3. 根据权利要求2所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于将钢板弹簧加 热到900± 10°C，淬火加热保温时间为10~30分钟，将钢板弹簧放入淬火液中，钢板弹簧经 过蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段后完成淬火;其中蒸汽膜爆裂时间4~10秒。4. 根据权利要求2所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于所述淬火设备 包括淬火箱、淬火池、电动转轮、吊装设备和机械手;所述淬火池设置在淬火箱的下部;所述 电动转轮安装在淬火箱的顶壁上，在电动转轮上通过吊装设备安装三个以上的机械手，所 述电动转轮能够带动吊装设备和机械手在淬火池上方转动，吊装设备能够带动机械手做上 下运动，机械手能够自动松开或夹紧钢板弹簧，并在吊装设备的带动下将钢板弹簧浸入和 提出淬火池;所述淬火箱上开设进料口和三个以上的出料口，所述进料口通过进料输送带 衔接料仓，所述出料口连接不同的冷却仓;在进料口上安装进料输送带，所述进料输送带能 够将钢板弹簧输送到淬火池旁;在出料口上安装出料输送带，所述出料输送带能够将钢板 弹簧从淬火池旁输送到冷却仓中。5. 根据权利要求4所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于所述机械手上 设置红外线测温仪;所述冷却仓包括风冷仓和空冷仓;在冷却仓中设置红外线测温仪。6. 根据权利要求5所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于还包括数字化 终端控制器，机械手和冷却仓上的红外线测温仪连接数字化终端控制器，数字化终端控制 器连接并控制淬火池中淬火液的温度，冷却仓中空气的温度和风速。7. 根据权利要求6所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于所述进料输送 带通过支撑架安装在旋转动力装置上，所述旋转动力装置能够带动进料输送带做旋转运 动，令其与不同的料仓相衔接。8. 根据权利要求7所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于所述机械手包 括固定架，在固定架的两侧通过铰接轴铰接卡钳，所述卡钳上开设弧形槽;在弧形槽内设置 滑块，所述滑块能够沿弧形槽往复移动;在固定架上安装滑轨，在滑轨内设置电动滚轮;还 包括拉条，拉条的一端连接滑块，拉条的另一端连接电动滚轮;所述电动滚轮能够沿滑轨往 复运动，同时通过拉条带动两侧的卡钳对钢板弹簧的收放运动。9. 根据权利要求8所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于所述机械手还 包括夹紧装置，所述夹紧装置包括第一和第二拉紧条、第一和第二拉紧轮、第一和第二拉紧 电机;两个拉紧轮同轴安装在中轴上，所述中轴吊装在固定架上;第一和第二拉紧轮分别连 接第一和第二拉紧电机;第一拉紧条的一端铰接在一侧卡钳上，第一拉紧条的另一端铰接 在第一拉紧轮上;第二拉紧条的一端铰接在另一侧的卡钳上，第二拉紧条的另一端铰接在 第二拉紧轮上;第一和第二拉紧电机的旋转方向相反；当第一拉紧电机正向旋转，第二拉紧 电机反向旋转时，第一和第二拉紧条带动两侧卡钳进一步收紧，能够将钢板弹簧夹持牢固； 当需要松开钢板弹簧时，第一拉紧电机反向旋转，第二拉紧电机正向旋转，第一和第二拉紧 条与两侧卡钳同时向两侧移动。10. 根据权利要求9所述的一种钢板弹簧的数字化淬火工艺，其特征在于所述机械手还 包括滑移稳定装置;所述滑移稳定装置包括滑移架，在滑移架上开设滑移孔;在固定架上开 设吊装孔，所述中轴穿过吊装孔连接栓头，在吊装孔和栓头之间的中轴上串装上弹簧、滑移 架和下弹簧;在滑移架两侧的固定架上分别设置钢丝轮，所述钢丝轮上盘绕钢丝，两侧钢丝 通过涨紧装置连接滑移架的两侧； 所述涨紧装置包括穿线孔，所述穿线孔的上下两端通过悬吊弹簧安装在固定架上，钢 丝穿过穿线孔； 涨紧装置还包括穿线器、立杆、横杆和平衡复位弹簧，所述立杆的上端固定在固定架 上，立杆的下端铰接横杆的中部，横杆的一端通过平衡复位弹簧连接固定架，穿线器安装在 横杆的另一端;所述穿线器内设置钢丝滑轮，钢丝滑轮滑动承托钢丝。
【文档编号】C21D9/02GK106048189SQ201610690775
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月20日
【发明人】王治宝, 刘延智, 秦立富, 赵明
【申请人】山东雷帕得悬架系统检测有限公司