專利名稱：大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于大型回轉金屬工件表面加工設備技術領域，尤其涉及一種大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝。
背景技術：
隨著機械設備對零件性能要求的不斷提高，大型合金鋼工件的表面硬度也要求達到Rc60以上。而目前由于缺乏低成本的大型部件加熱及表面淬火的有效手段，不得不使用大型加熱及專用淬火設備。這些設備因零件大小、表面形狀差異等而使用范圍窄，致使成本居高不下，由此成為大型合金鋼回轉工件表面處理的制約因素。通過將大型回轉工件的表面細分成環狀條形區域并對每一個區域分別、逐步進行淬火成為一種可行的方案。
發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，擺脫對大型、專用淬火設備的依賴，降低工件表面淬火處理的成本。
本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝包括以下步驟，
(I)將工件安裝至旋轉支撐裝置并進行轉速設定的步驟；
(2)安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴的步驟；
(3)火焰噴嘴供氣準備及試點火的步驟；
(4)開啟旋轉支撐裝置使工件穩定旋轉的步驟；
(5)點火，同時開啟冷卻水的步驟；
(6)檢測工件表面加熱溫度的步驟；
(7)檢測工件表面淬火硬度的步驟；
(8)根據工件表面淬火硬度對工藝參數進行調整的步驟；
(9)完成工件淬火的步驟；
(10)退出滅火的步驟。
本發明的優點和積極效果是本發明的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝
中，將現有技術中需大型、專有設備才能完成淬火的大型工件表面劃分為多個環形帶分別、逐步地進行淬火，配以專用火焰噴嘴和冷卻水噴嘴，達到了現有淬火設備能夠達到的表面硬度要求。擺脫了對現有設備依賴的同時極大地降低了表面淬火加工的成本。優選地所述步驟(I)中安裝工件至旋轉支撐裝置后，其外圓跳動值小于等于O. 5mmο優選地所述步驟(I)中設定工件表面線速度為f3mm/s。優選地所述步驟(2)中火焰噴嘴和冷卻水噴嘴為本淬火工藝專用噴嘴，兩噴嘴并排固接并設置豎直位置調節機構和水平位置調節機構，兩噴嘴的前端與工件表面形狀相適。
優選地火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離為10mnT20mm，兩噴嘴與工件表面的距離為5 15mm。
優選地所述步驟(3)中供氣準備包括選定氧氣和乙炔為氣源的步驟和設定供氣壓力的步驟，其中氧氣供氣壓力為7、MPa、乙炔供氣壓力為O. Γ0. 15MPa。
優選地所述步驟(3)中試點火時，應使工件保持轉動。
優選地所述步驟(6)中檢測工件表面溫度值直到溫度大于等于800° C小于等于860。Co
優選地所述步驟(8)中調整的參數包括火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離、兩噴嘴與工件表面的距離以及氣源的供氣壓力。
優選地所述步驟(9)中，應使淬火方向為沿工件表面由上至下，單圈完成淬火后，繼續向前覆蓋初始淬火區域長度l(T30mm。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例詳細說明如下
大型合金鋼回轉工件安裝到旋轉支撐裝置上，該旋轉支撐裝置應保證準確的定心以及穩定的支撐，具體地應滿足如下指標工件外圓跳動值小于等于O. 5mm。這樣在利用位置固定的噴嘴進行灼燒時，能夠保證均勻的 加熱效果，達到的溫度也始終保持一致。
設定旋轉支撐裝置的轉速，應使其達到這樣的效果工件表面線速度為f3mm/S， 再具體換算到旋轉的角速度上。如當工件直徑為2m時，應調整轉速為O. ΟΓΟ. 03轉/min。
安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴。本實例中，火焰噴嘴和冷卻水噴嘴為本淬火工藝專用噴嘴，兩噴嘴并排固接并設置豎直位置調節機構和水平位置調節機構，兩噴嘴的前端與工件表面形狀相適。工件表面具有截面為半圓形的環形槽口，則火焰噴嘴和冷卻水噴嘴前端形成半圓形的噴射部，在工件旋轉的同時，火焰噴嘴和冷卻水噴嘴先后對工件表面的同一位置進行灼燒和冷卻，即完成淬火。完成一個環形帶的加工后，通過豎直位置調節機構和水平位置調節機構使噴嘴進入下一個環形帶中再次進行加工。
其中，火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離與噴嘴與工件表面之間的距離對淬火效果影響最大。本實例中，設置火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離為10mnT20mm，兩噴嘴與工件表面的距離為5 15mm。上述距離的獲得來源于實際經驗，距離的實際選取應綜合考慮工件截面寬度、材質以及表面硬度要求。
在完成安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴后，需進行火焰噴嘴供氣準備及試點火的步驟。供氣準備包括選定氧氣和乙炔為氣源的步驟和設定供氣壓力的步驟，其中氧氣供氣壓力為疒9MPa、乙炔供氣壓力為O. Γ0. 15MPa。具體地，氧氣氣源為壓力等于15MPa的集氣罐， 乙炔氣源為壓力等于O. 2MPa的集氣罐，上述氣源也可以是匯流排。
試點火時，需使工件保持轉動，防止對同一位置進行過量灼燒產生結構上的破壞。 點火后工件表面溫度應能夠達到800° C至860° C。
當溫度合適即證明氣源供量應正常。以上為準備過程。
開始實施淬火，首先開啟旋轉支撐裝置使工件穩定旋轉，然后點火同時開啟冷卻水。
檢測工件表面溫度看是否達到要求，檢測淬火后工件表面是否達到需要的硬度。如溫度、硬度合格，則繼續進行，若溫度、硬度不合格，則對火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離、兩噴嘴與工件表面的距離以及氣源的供氣壓力各指標進行調整，直至滿足要求。完成其余部分的淬火操作，應使淬火方向為沿工件表面由上至下。單圈完成淬火后，為避免出現接縫軟點及其它缺陷，應繼續向前覆蓋初始淬火區域長度l(T30mm。之后滅火退出，關冷卻水。·
權利要求
1.一種大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于包括以下步驟，(1)將工件安裝至旋轉支撐裝置并進行轉速設定的步驟；(2)安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴的步驟；(3)火焰噴嘴供氣準備及試點火的步驟；(4)開啟旋轉支撐裝置使工件穩定旋轉的步驟；(5)點火，同時開啟冷卻水的步驟；(6)檢測工件表面加熱溫度的步驟；(7)檢測工件表面淬火硬度的步驟；(8)根據工件表面淬火硬度對工藝參數進行調整的步驟；(9)完成工件淬火的步驟；(10)退出滅火的步驟。
2.按照權利要求1所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(I)中安裝工件至旋轉支撐裝置后，其外圓跳動值小于等于O. 5mm。
3.按照權利要求1所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(I)中設定工件表面線速度為f3mm/s。
4.按照權利要求1所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(2)中火焰噴嘴和冷卻水噴嘴為本淬火工藝專用噴嘴，兩噴嘴并排固接并設置豎直位置調節機構和水平位置調節機構，兩噴嘴的前端與工件表面形狀相適。
5.按照權利要求4所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離為10mnT20mm，兩噴嘴與工件表面的距離為5 15mm。
6.按照權利要求1所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(3)中供氣準備包括選定氧氣和乙炔為氣源的步驟和設定供氣壓力的步驟，其中氧氣供氣壓力為7、MPa、乙炔供氣壓力為O. Γ0. 15MPa。
7.按照權利要求1所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(3)中試點火時，應使工件保持轉動。
8.按照權利要求1所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(6)中檢測工件表面溫度值直到溫度大于等于800° C小于等于860° C。
9.按照權利要求1所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(8)中調整的參數包括火焰噴嘴與冷卻水噴嘴之間的距離、兩噴嘴與工件表面的距離以及氣源的供氣壓力。
10.按照權利要求1所述的大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝，其特征在于所述步驟(9)中，應使淬火方向為沿工件表面由上至下，單圈完成淬火后，繼續向前覆蓋初始淬火區域長度10 30mm。
全文摘要
本發明屬于大型回轉金屬工件表面加工設備技術領域，尤其涉及一種大型合金鋼回轉工件高硬度表面淬火工藝。包括以下步驟，(1)將工件安裝至旋轉支撐裝置并進行轉速設定的步驟；(2)安裝火焰噴嘴和冷卻水噴嘴的步驟；(3)火焰噴嘴供氣準備及試點火的步驟；(4)開啟旋轉支撐裝置使工件穩定旋轉的步驟；(5)點火，同時開啟冷卻水的步驟；(6)檢測工件表面加熱溫度的步驟；(7)檢測工件表面淬火硬度的步驟；(8)根據工件表面淬火硬度對工藝參數進行調整的步驟；(9)完成工件淬火的步驟；(10)退出滅火的步驟。本發明的淬火工藝擺脫了對大型、專用淬火設備的依賴，降低了大型合金鋼回轉工件表面淬火處理的成本。
文檔編號C21D1/667GK102994704SQ20121048921
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者徐鴻章, 徐成章, 屈恩和, 高德強 申請人:天津鼎天斯凱特機械有限公司