專利名稱：快速淬火、快速回火的制作方法
技術領域：
改革開放初期，1982年，我們用中頻淬火機，湘潭電機廠生產DGF-C-108-2和控制設備。輸出部分全部由我們自主設計制造，包括水箱、鏈條傳輸機構及控制感應加熱的淬火圈、回火圈以及噴水圈冷卻系統。這當中感應線圈、噴水圈的設計是相當關鍵重要。調試工作相當繁雜細致。關鍵是要了解感應加熱的原理和金屬熱處理的相關知識。綜合分析巧妙應用。是科學的把物理學、磁學、熱處理學的相關知識綜合在一起，融會貫通。是強大的中頻電源在安倍環路定理、鄰近效應、肌膚效應對通水冷卻的線圈的共同作用產生強大的磁場。用它，感應線圈直接代替中頻電源裝置(或機組)的輸出變壓器。把傳輸機帶上去的鏈條通過感應線圈中時，不斷的切割磁力線。使帶有充足鐵磁材料的鏈條自身產生渦流生熱。根據趨膚效應作用使溫度分布達到理想狀態。從而達到我們理想的熱處理溫度。可調、可控同時通過淬火線圈底部的噴水圈冷卻后，再到回火線圈里去回火，回火線圈里出來 就用水箱里的水自然冷卻，冷卻水是循環用可連續工作。一條標準長6米長起重鏈條，經過第一線圈淬火到第二個線圈回火的全過程只需一分半鐘時間。因此我們叫它快速淬火、快速回火。省時省力、安全可靠易操作。截取鏈條進行金相觀察，硬度、破斷載荷試驗證明，中頻感應加熱處理過的鏈條材料，晶格排列緊密、細膩、均勻，達到了我們對材料所需的最小破斷強度和極限伸長率。該軟的地方軟，該硬的地方就強就硬，達到最佳強韌度配合。符合起重鏈條的服役條件和受力狀況，完全達到最初的理想設計。
背景技術：
用中頻感應加熱的方式對起重鏈條進行自動連續熱處理方法來取代傳統落后的鹽浴爐加熱淬火和電爐加溫回火的方法，在加熱方式上有著本質的區別。其特點是帶鐵磁材料在強大的中頻電磁場作用下，通過電磁感應材料本身產生渦流而生熱。其最突出的優點在于經中頻熱處理過的起重鏈條質量穩定、性能可靠、易控制和操作。其處理后的鏈條達到了最佳的強韌性配合，符合起重鏈條的服役條件和受力狀況。該強該硬的地方就強就硬，在滿足破斷強度的前提下該軟的部位則稍軟，這樣一來起重鏈條的兩個重要性能指標——最小破斷強度和總極限伸長率就能很好的同時達到。另外，它是連續可控地進行起重鏈條熱處理，因此很容易實現自動連續生產和控制。效率高、少污染。傳統鹽浴爐熱處理不具備這些優點。起重鏈條熱處理項目的開發應用，是一項重大的工藝技術改革和進步，是具有非常重要的意義和明顯的經濟效益。這一新工藝項目的開發應用，使起重鏈條的熱處理質量機械性能得到穩定可靠的保證和提高。它與進口自動制鏈設備相配合，使起重鏈條生產形成連續自動的生產線成為可能，成為現實。起重鏈條用中頻熱處理，在上世紀八十年代初確實是一個新生事物，是一項重大的技術革新和工藝突破，也是一項發明創造。在全國手拉葫蘆行業來說，我廠第一個率先試驗和采用了這一新工藝方法，并取得了成功，起到了很好的示范和推動作用。在這一項目的試驗試制中，從設計到施工，從畫圖紙、加工到具體操作，侯鐵林同志做了大量的創造性和卓有成效的工作，做出了重大貢獻，應當予以充分肯定。
發明內容
這項工藝技術的關鍵是科學的巧妙運用電磁感應加熱的原理而創新，其核心突破是利用帶鐵磁起重鏈條作為負載直接通過通水冷卻的感應線圈，在通過中不斷切割磁力線，帶鐵磁的材料自身產生渦流生熱，根據趨膚效益的作用使溫度分布達到理想狀態，從而達到我們所需的要進行熱處理的溫度。用[圖中(5)]傳輸系統把帶有鐵磁的鏈條帶到淬火線圈[圖中(3)]。強大的中頻電流使淬火線圈產生強大的的磁場，鏈條通過時不斷切割磁力線的瞬間產生渦流，渦流瞬間又使鏈條材料生熱，趨膚效應又使鏈條溫度均勻的分布材料的內外，達到理想的熱處理溫度。到[圖中(6)]噴水圈中進行冷卻，噴水圈是有壓力的循環自然水不用放任何的淬火介質。通過[圖中￠)]淬火后的鏈條通過導輪[圖中(7)]在傳送到回火線圈[圖中(4)]，回火線圈產生的溫度要低，消除材料應力出來后用水箱里淬火后存留的水冷卻，這樣一來，就實現連續進行起重鏈條快速淬火、快速回火的熱處理新工藝。一條6米的標準鏈條只需I分半鐘就完成了淬火和回火的全過程，因此叫“快速淬 火、快速回火”。
四
附圖為本發明主視圖 圖中⑴水箱圖中(2)架子圖中(3)淬火線圈圖中(4)回火線圈圖中(5)傳動系統圖中￠) 噴水圈圖中(7)導輪除中頻發電機組和控制設備選用湖南湘潭電機廠生產DGF-C-108-2外，輸出部分全部自主設計制造，包括圖中(I)水箱、圖中(2)架子、圖中(3)感應加熱的淬火線圈、圖中
(4)回火線圈圖中(5)鏈條傳輸系統、圖中(6)噴水冷卻系統。在這當中感應加熱線圈和噴水圈的設計相當關鍵和重要，圖紙中表示的就是這一整套的裝置。從左邊[圖中(7)]導輪把鏈條傳輸到第一個線圈[圖中(3)]淬火線圈進去，到線圈下邊的[圖中(6)]噴水圈中心通過進行冷卻，噴水圈噴出的水要有壓力，用自然可循環的水就可以，再從水圈底下的[圖中(7)]導輪通過傳輸到下一個線圈，[圖中(4)]回火線圈出來后直接用水箱的水冷卻即可。溫度的高低是可調的，水的大小是可調的，傳輸系統都可調。一條標準6米長的鏈條在一分半鐘就可以完成淬火、回火的全過程
五具體實施例方式我廠一貫比較重視技術革新的開展，推動技術進步，積極支持新技術、新工藝、新材料在我廠的應用。當時我廠試驗起重鏈條中頻熱處理這一新工藝項目，是在工廠的統一組織領導下，調派侯鐵林、張勤兩位同志到熱處理項目，由侯鐵林負責該項目的具體實施，整個工作在有關技術人員和熱處理車間的支持和配合下勝利完成了全部實驗任務。由于這項技術沒有地方學習、參照資料也沒有，就要大家靠自己解決這個新的難題。本著節約、高效、革新的精神，大家集思廣益。根據機械傳動原理，物理學、電學、熱處理學原理的反復思考，設計制造出了輸出部分，包括水箱、鏈條傳輸機構及控制感應加熱的淬火圈、回火圈以及噴水冷卻系統。在這當中感應加熱用的線圈、噴水冷卻用的噴水圈設計相當關鍵和重要，調試工作繁雜細致，關鍵是要更深的了解感應加熱的原理和金屬熱處理的相關知識，綜合分析、巧妙運用。在這一項目的試驗試制中，從設計到施工，從畫圖、加工到具體操作，侯鐵林同志做了大量的創造性和卓有成效的工作，做出了突出貢獻，應當予以充分肯定。試驗成功以后通過各方面的檢測，可以證實完全達到了預期效果，比傳統的鹽浴爐淬火電爐加溫回火質量更穩定、均勻、省時省力。大膽的創新使得快速淬火、快速回火成為了現實。1982年在全國行業協會經驗交流上，我廠宣布這一成果時，轟動了全行業。交流會結束后，都到我廠來參觀學習。從當時的試驗成功到全行業的普及應用直至今日有30年的歷史，在這一進程中，我廠對該項新工藝的推廣起了非常重要的作用，影響深遠。該新工藝 我廠也一直應用至今，推動了全國起重鏈條生產的技術進步，產生了很好的社會效益。省時省力、節約環保，質量得到可靠保證，為創名牌產品，開拓國內，國外市場提供了有利支持和保障，創造了很好的經濟效益。德國專家來我廠調試進口自動編結鏈條和焊結鏈條機時表示到過30多個國家都沒有見過這樣的鏈條熱處理設備，你們中國很先進。我們的中頻感應快速淬火、快速回火是填補了國家熱處理行業的空白。也填補了國際空白。得到了同行的廣泛認可。
權利要求
1.改革開放初期，1982年，我們用湘潭電機廠生產DGF-C-108-2中頻機和控制設備。輸出部分全部由自己設計制造。包括水箱、鏈條傳輸機構和控制感應加熱線圈、淬火線圈、回火線圈、噴水圈冷卻系統。在這當中淬火線圈和噴水線圈的設計相當關鍵重要，調試工作繁雜而細致。關鍵是要深刻理解感應加熱原來和熱處理的相關知識，綜合分析，巧妙應用。用通過水冷卻的感應線圈直接代替中頻電源裝置(或機組)的輸出變壓器。起重鏈條作為負載直接從感應圈中通過，不斷切割磁力線，材料自身產生渦流生熱。根據趨膚效應的作用使溫度分布達到理想狀態。從而達到我們所需的熱處理溫度。一條標準6米長鏈條只需一分半鐘時間，從淬火到回火就可以完成了。達到快速淬火、快速回火的目的。
截取鏈條進行觀察金相、硬度、破斷載荷，試驗證明中頻感應加熱處理過的鏈條材料金相顯示晶格排列緊密、細膩、均勻，達到了我們對材料所需的最小破斷強度和極限伸長率。該軟的地方稍軟些，該硬的地方就強就硬。達到最佳強韌度配合。符合起重鏈條的服役條件和受力狀況，完全達到最初的設計初衷。
冷卻水是循環用，負載部分是可調的連續不斷的進行淬火、回火處理。省時省力、安全可靠、易操作，質量穩定、均勻。
多年來傳統工藝都是用浴爐淬火、電爐加溫后慢慢自然冷卻到室溫在進行回火。速度慢、質量不穩定，容易燙傷人，不安全。一條標準6米長起重鏈條至少要3小時以上才能完成。
2.中頻感應加熱的方式，對起重鏈條進行自動連續熱處理方法，取代傳統落后鹽浴爐加熱淬火、電爐加溫回火的方法，在加熱方式上有著本質的區別。其特點是帶鐵磁的材料在強大的中頻電磁場作用下，通過電磁感應材料本身產生渦流而生熱。其最突出的優點在于，經中頻熱處理過的鏈條質量穩定，性能可靠、易控制和操作。其處理過后的鏈條達到最佳的強韌性配合。符合起重鏈條的服役條件和受力狀況。該強該硬的地方就強就硬，在滿足破斷強度的條件下，該軟的部位則稍軟。這樣一來起重鏈條的兩個重要性能指標——最小破斷強度和總極限伸長率就很好的同時達到。另外，它是連續可控地進行起重鏈條熱處理，因此很容易實現自動連續生產和控制，省時省力、安全可靠。
傳統鹽浴爐的熱處理就不具備這些優點，它是慢、差，不均勻，費時費力、效率低，易傷人，經濟效益低。
3.這項技術的關鍵是科學的巧妙運用電磁感應加熱的原理加以創新。其核心突破是利用帶鐵磁的起重鏈條負載直接從通水冷卻的感應線圈中通過，不斷切割磁力線，帶鐵磁的材料自身就產生渦流而生熱，根據趨膚效應的作用使溫度分布達到理想狀態，從而達到我們所需的熱處理溫度，溫度是可調可控，負載是連續可調的。一條標準6米長鏈條只需一分半鐘時間就可完成淬火到回火的熱處理程序。因此實現起重鏈條快速淬火、快速回火的熱處理新工藝。
起重鏈條熱處理項目的開發應用，是一項重大的工藝技術創新和進步，具有非常重要的意義和明顯的經濟效益。使起重鏈條的熱處理質量，機械性能得到了可靠的保障和提高。它與進口的自動制鏈設備相配合，使起重鏈條生產形成自動生產線成為可能、成為現實。
起重鏈條用中頻熱處理，在上世紀八十年代初是一個新生產物，是一項重大的技術革新和工藝突破，也是一項發明創新。對全國手拉葫蘆行業來說，我廠是第一個率先試驗和采用了這一新工藝方法取得成功，起到了很好的示范和推動作用。
4.除中頻發電機組和控制設備選用湘潭電機廠生產的DGF-C-108-2外，輸出部分全部自行設計制造，包括水箱、鏈條傳輸機構和控制感應加熱線圈、淬火線圈、回火線圈、噴水圈冷卻系統。在這當中感應加熱線圈和噴水圈冷卻用的噴水圈設計相當關鍵和重要。圖紙所表示的就是這一套裝置。圖(I)水箱、圖(2)架子、圖(3)淬火線圈、圖(4)回火線圈、圖(5)傳動系統、圖(6)噴水圈、圖(7)導輪 從左邊[圖(7)]導輪把鏈條傳輸到第一個線圈[圖(3)]淬火線圈進去，到線圈下邊的[圖￠)]噴水圈中心通過進行冷卻，噴水圈噴出的水要有壓力，用自然可循環的水就可以，再從水圈底下的[圖(7)]導輪通過傳輸到下一個線圈，[圖(4)]回火線圈出來后直接用水箱的水冷卻即可。溫度的高低是可調的，水的大小是可調的，水的溫度高低、水的大小不影響回火質量，傳輸系統都可調。
在這一項試驗試制中，從設計到施工、從畫圖紙加工到具體操作侯鐵林同志做了大量的具有創造性和卓有成效的工作，做出了重大貢獻，應當予以充分肯定。
5.我廠一貫比較重視技術革新的開展，推動技術進步，積極支持新技術、新工藝、新材料在我廠的應用。當時我廠試驗起重鏈條中頻熱處理這一新工藝項目，是在工廠的統一組織領導下，調派侯鐵林、張勤兩位同志到熱處理項目，由侯鐵林負責該項目的具體實施。
按照廠里的要求本著節約、高效、革新的精神，大家集思廣益。根據機械傳動原理，物理學、電學、熱處理學原理的反復思考，設計制造出了輸出部分，包括水箱、鏈條傳輸機構及控制感應加熱的淬火圈、回火圈以及噴水冷卻系統。在這當中感應加熱用的線圈、噴水冷卻用的噴水圈設計相當關鍵和重要，調試工作繁雜細致，關鍵是要更深的了解感應加熱的原理和金屬熱處理的相關知識，綜合分析、巧妙運用。在這一項目的試驗試制中，從設計到施工，從畫圖、加工到具體操作，侯鐵林同志做了大量的創造性和卓有成效的工作，做出了突出貢獻，應當予以充分肯定。
試驗成功以后，通過各方面的檢測，可以證實完全達到了預期效果，比傳統的鹽浴爐淬火電爐加溫回火質量更穩定、均勻、省時省力。大膽的創新使得快速淬火、快速回火成為了現實。一條標準6米長鏈條，只需一分半鐘時間就可完成淬火到回火的熱處理全過程，創造了一個快速淬火、快速回火的奇跡。
1982年在全國行業協會經驗交流上，我廠宣布這一成果，轟動了全行業。交流會結束后，各廠領導都到我廠來參觀學習。領導回去后都表示要用我們的先進技術和工藝。從當時的試驗成功到全行業的普及應用直至今日有30年的歷史，在這一進程中，我廠對該項新工藝的推廣起了非常重要的作用，影響深遠。該新工藝我廠也一直應用至今。推動了全國起重鏈條生產的技術進步，產生了很好的社會效益。省時省力、節約環保，質量得到可靠保證，為創名牌產品，開拓國內，國外市場提供了有利支持和保障，創造了很好的經濟效益。德國專家來我廠調試進口自動編結鏈條和焊結鏈條機時表示到過30多個國家都沒有見過這樣的鏈條熱處理設備，你們中國很先進。我們的中頻感應快速淬火、快速回火是填補了國家熱處理行業的空白。也填補了國際空白。得到了同行的廣泛認可。30年的時間在全國同行業創造出了可觀的經濟效益。
全文摘要
技術快速淬火、快速回火，是用中頻感應加熱的方式對起重鏈條進行自動化連續加熱進行熱處理。取代傳統落后的用鹽浴爐加熱淬火、電爐加溫回火的方法，生產周期長不均勻、發揮不出材料的最高服役極限。用中頻感應加熱使帶鐵磁的鏈條材料在強大的中頻電磁場作用下，材料本身切割磁力線產生渦流而生熱，瞬間達到熱處理所需溫度。經中頻熱處理過的起重鏈條達到最佳強韌性配合，符合起重鏈條的服役條件和受力狀況。使起重鏈條的兩個重要性能指標——最小破斷強度和極限伸長率同時達到。很容易實現自動連續生產和控制。用途是用于水淬火的低碳合金鋼鏈條類。
文檔編號C21D9/00GK102816901SQ201210078619
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者侯鐵林, 張勤 申請人:北京起重工具廠, 侯鐵林, 張勤