專利名稱：高韌性合金鋼的制造裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對合金鋼產品進行制造的裝置。
背景技術：
材料，例如合金鋼，的強度、硬度、塑性和韌性通常是一個矛盾的統一體。選擇合理 的合金成分和含量以達到優選的合金材料，一直是行業中努力的方向。針對船用集裝箱鎖 具的特殊工作要求，選擇合理的強度、硬度和塑性和韌性材料就是本領域中所要解決的技 術問題。現有技術中采用42CrMo材料并同時加以相應的熱處理工藝，以作為鎖具的材料。 其中熱處理包括一、正火網帶爐中、正火溫度900°C 士 10°C、保溫時間120分鐘后空氣冷卻；二、淬火網帶爐中、淬火溫度890°C 士 10°C、保溫時間120分鐘后油冷卻；三、回火網帶爐中、回火溫度630°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后水冷卻。但現有技術中的材料及其相應的熱處理工藝仍具有不足。例如，現有材料42CrMo 采用的是具有貴重金屬的合金鋼，其材料成本較高；同時，熱處理過程中，特別是淬火后，其 彎晶馬氏體量開始增多，且塑性、韌性較差；再者，熱處理中的工藝較為復雜、成本高同時熱 處理易產生較多的環境污染。以上技術問題均有待新的技術對其進行解決。
實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型提供一種新型高韌性合金鋼的制造裝置。其中 所述合金鋼產品材料為25CrMnSi。其高韌性合金鋼的制造裝置其包括熱處理系統和將 所述合金鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統 依次具有可設定加熱溫度和停留時間的正火爐、淬火爐、回火爐；所述正火爐沿著所述運 輸系統設有七個加熱區，所述淬火爐沿著所述運輸系統設有五個加熱區，或所述回火爐沿 著所述運輸系統設有五個加熱區。作為進一步的改進，還包括同熱處理系統和運輸系統相連的上位控制單元。另外， 在所述正火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設有檢測所述合金鋼產品在其中的時間裝置 和溫度裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發出數據信號；所述上位控制單元可根據所 述時間和溫度裝置發出的數據信號，向所述熱處理系統和運輸系統發出控制信號，調整所 述合金鋼產品在爐內的溫度和停留時間。上述制造工藝設備簡單、便于實現較高的自動化程度、同時操作方便、熱處理過程 中環境污染小的特點，也保證了環保上的優勢，適于制造處理高強度、高韌性合金鋼材料。
圖1是本熱處理裝置的示意圖。
具體實施方式
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種新型的高韌性合金鋼的制造裝置。其 中所述材料為25CrMnSi。該材料避免了現有技術中的較為昂貴的合金金屬元素的使用，使 得金屬成本降低。同時，本技術25CrMnSi作為低碳鋼(碳含量小于等于0. 30% )、低合金 鋼淬火后組織以馬氏體為主，能夠保證在具有現有技術的強度和硬度的前提下，同時具備 高塑、韌性。而現有技術的42CrMo的碳含量大于0.30%，在淬火后，彎晶馬氏體量開始增 多，且在相同的強度、硬度條件下塑性、韌性較差。因此本技術25CrMnSi材料的使用即保證 了機械性能的要求，也達到了降低金屬成本，以及后續熱處理成本的目的。本創作所提供的與上述技術合金鋼產品材料25CrMnSi相對應的熱處理工藝包 括一、正火煤氣發生爐中，溫度920°C 士 10°C、保溫時間120分鐘后空氣冷卻；二、淬火網帶爐中，溫度880°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后水冷卻；三、回火井式爐中，溫度610°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后空冷卻。相對應的，本實用新型提供一種高韌性合金鋼的制造裝置，其包括熱處理系統和 將所述合金鋼在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系 統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的正火爐、淬火爐、回火爐；所述正火爐沿著所述 運輸系統設有七個加熱區，所述淬火爐沿著所述運輸系統設有五個加熱區，或所述回火爐 沿著所述運輸系統設有五個加熱區。如圖1所示，在實施例中熱處理裝置包括1、正火爐1 溫度可被設為920°C 士 10°C，停留時間可被設為120分鐘的正火爐1。正火時，將高韌性合金鋼8置于溫度低于100士 10 °C的正火爐1里，升溫到 9200C 士 10°C，保溫120分鐘，在溫度低于600°C時出爐，然后置于第一空氣冷卻處I，進行第 一次空冷；優選的正火爐共分7個加熱區，各個加熱區溫度設定為920°C 士 10°C。多個被預 制成與正火爐1的尺寸相適應的高韌性合金鋼8工件依批次通過上述7個加熱區，而被加 熱升溫，并依次連續的在上述7個加熱區中保溫，以使得高韌性合金鋼8在正火爐中獲得有 效長度的保溫時間。加熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱 的時間相適應，以保證工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。同時為達到自動化生產和更有效的控制正火工序的目的，在上述的7個加熱區中 可以設有溫度監控設備9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對正火爐溫 度的及時調整。優選的，一、二、三、四、五加熱區采用TCW-32A三相調壓，六七區用數顯儀表 示溫度，每個區都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。高韌性合金鋼8在保溫120分 鐘后出爐，然后置于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 所述淬火爐子為溫度880°C 士 10°C、保溫時間180分鐘。 優選的，溫度可被設為550士 10°C和880士 10°C，相應的停留時間可被設為60士5分鐘和 120士5分鐘的淬火爐2 ；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液3的淬 火槽7。淬火時，將前述經過第一次空冷的高韌性合金鋼8置于溫度低于100士 10°C的淬 火爐里，然后溫度升高并控制在550士 10°C的淬火爐2中保溫60士5分鐘后，然后繼續升溫到880士 10°C，保溫120士5分鐘。取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質為水溶性淬火液3，高 韌性合金鋼8冷致300°C左右后被運出淬火槽7。優選的淬火爐，由5個加熱區組成，各個加熱區溫度控制到550 士 10°C和 880士 10°C。工件相應的停留時間可被設為60士5分鐘和120士5分鐘后，自動置入淬火槽 7，進行淬火。各個加熱區中可以設有溫度監控設備9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告， 并進一步實現對淬火爐溫度的及時調整。優選的，各個加熱區可以設有數顯智能溫控儀主 控，多點記錄儀集中記錄并監控。另外，加熱區數量也可以是其他的數量，其確定依據之一 是與工件所需加熱的時間相適應，以保證工件的加熱要求，和大規模連續生產的要求。淬火采用的冷卻介質為水溶性淬火液3。優選的是配有PVAlO%，三己醇胺1%，苯 甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現進一步的自動化生產，與淬火槽7相 連接的淬火介質系統5可以采用具有自動化能力較高大循環形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續和穩定供應。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 高韌性合金鋼8在淬火液3內滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監控設備9檢測 工件的冷卻溫度，當工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽 7到區域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設為610士 10°C，停留時間可被設為180分鐘的回火爐4。回火時，將前述經過淬火的高韌性合金鋼8置于溫度低于50士 10°C的回火爐4里， 升溫到610士 10°C，保溫180分鐘取出，然后置于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優選回火爐由5個加熱區組成的，各個加熱區溫度升到610 士 10°C，保溫180分 鐘取出的進行空冷。加熱區的數量同樣基于上述原因可以選擇其他的數量，而每個加熱區 可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監控等溫度監控設備9，以實現溫度 的顯示、記錄和遠程報告。4、運輸系統其將所述合金鋼產品在所述熱處理系統間運輸連接，以實現所述合 金鋼產品的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述正火爐1的所述高韌性合金鋼8運至第一空氣冷卻 處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸設備A ；將出自所述退淬火爐2的所述高韌性合金鋼 8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區域II處的第二運輸設備B ；將所述高韌性合金鋼8運至 所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸設備C。例如采用起吊設備，輸送帶 等直線運輸設備等。另外，本熱處理設備在上述需要時間控制的區域還配有檢測所述合金鋼產品停留 在上述爐中時間的計時設備10，并可以實現時間的顯示、記錄和遠程報告，便于整個生產的
高度自動化。作為更進一步的改進，本熱處理設備中還具有上位控制單元6，本系統中的正火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質系統5、回火爐4以及運輸系統可以分別或同時的通過有 線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，以使得上位控制單元6可以獲得本系統中的 計時設備10和溫度監控設備9發出的數據信號，并及時調整爐內的溫度和停留時間，并控 制運輸系統與其相配合及時運輸，最終實現整個系統的大規模化的系統自動控制。從上述熱處理工藝及其設備的介紹可知，在本技術25CrMnSi在正火階段，采用了 高于現有技術42CrMo的正火溫度，其有效的結果是改變鑄件內部樹枝狀結晶，細化晶粒，
5得到較為改善和提高的機械性能。同時在本技術中淬火采用水冷、回火空氣冷卻這些不僅相對現有技術成本低，同 時也最大程度的避免了環境污染，同時相應的處理過程簡單優化、設備成本低。上述熱處理 設備具有自動程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證熱處理工藝的順利 進行、使所述合金鋼產品達到所需的機械性能、污染小等特點。采用上述技術后所獲得的材料，其抗拉強度滿足850MPa，屈服強度滿足 700MPa，硬度HB :240_280，滿足鎖具材料的機械要求的同時，具有金屬成本低、良好適宜的 強度、硬度、塑性和韌性、以及熱處理工藝設備簡單、操作方便、環境污染小的特點。本實用新型中所揭示的實施例，將通過權利要求得到體現和保護，任何根據本實 用新型中所得到的啟示，均落入本實用新型所保護的范圍之中。
權利要求一種高韌性合金鋼的制造裝置，其特征在于，包括熱處理系統和將所述高韌性合金鋼產品在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的正火爐、淬火爐、回火爐；所述正火爐沿著所述運輸系統設有七個加熱區，所述淬火爐沿著所述運輸系統設有五個加熱區，或所述回火爐沿著所述運輸系統設有五個加熱區。
2.根據權利要求1所述高韌性合金鋼的制造裝置，其特征在于還包括同熱處理系統 和運輸系統相連的上位控制單元；在所述正火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設有檢測 所述合金鋼產品在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發出數據 信號；所述上位控制單元可根據所述時間和溫度裝置發出的數據信號，向所述熱處理系統 和運輸系統發出控制信號，調整所述合金鋼產品在爐內的溫度和停留時間。
專利摘要一種高韌性合金鋼的制造裝置，熱處理系統和將所述合金鋼產品在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有可設定加熱溫度和停留時間的正火爐、淬火爐、回火爐；所述正火爐、淬火爐或回火爐沿著所述運輸系統設有多個加熱區。上述制造工藝設備簡單、便于實現較高的自動化程度、操作方便、環境污染小的特點。
文檔編號C21D1/00GK201722411SQ20102021258
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月31日 優先權日2010年5月31日
發明者羅紹康 申請人:寧波吉威熔模鑄造有限公司