專利名稱：一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種非調質鋼冷卻技術，尤其是一種用于非調質鋼鍛件的鍛后冷卻技術。
背景技術：
非調質鋼被廣泛用于汽車零件，特別是曲軸、連桿等零件，為了保證曲軸、連桿等零件的表面高頻淬火后獲得足夠的硬度，其淬硬區無鐵素體存在，鋼中必須保證足夠高的碳含量，并在鍛造工藝上采取措施，以防止毛坯表面出現大塊鐵素體。常規的鍛后冷卻方式有兩種保溫箱內緩冷和自然空冷。即將鍛后高溫曲軸毛坯經校正后放入保溫箱內緩冷或者直接放置于空氣中自然冷卻，常規的方法需要多級保溫箱經過多次緩冷才能保證其要·求，同時常規的方法還存在使得鍛件直線度偏差較大，即變形較大，不僅不能滿足鍛件的尺寸要求,也增加了大量的校正及回火的工作量。中國發明專利申請，申請號為200310111656. 2，申請日為2003年12月26日，名稱為非調質鋼發動機曲軸鍛造后冷卻方法，公開了一種非調質鋼的鍛造冷卻方法，在一定程度上能夠提高鍛件的機械性能，但是該方法在使用的過程中，需要鍛件先在自然空冷區自然冷卻到600°C，再進入保溫緩冷區緩冷，鍛件在自然空冷區的降溫過程，冷卻速度無法控制，冬天氣溫低時，降溫快，夏天氣溫高時，降溫慢，由于自然空冷區受到外部溫度影響較大，可能造成鍛件內的金相變化不規則，無法控制其金相組織變化達到預定要求，且鍛件內部的晶體結構細化不夠和細化不均勻，從而影響了鍛件的機械性能。
實用新型內容本實用新型的發明目的在于針對上述存在的問題，提供一種結構簡單，操作簡便的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，該緩冷裝置能夠對快冷后的鍛件進行緩慢冷卻，使得鍛件內的晶粒細化后在該冷卻裝置的作用下保持穩定，避免晶粒進一步細化或者長大而變形，確保鍛件經過冷卻后的機械性能滿足要求。本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，設置于緩冷區內，所述緩冷區呈“U”字形結構，在該緩冷區的進口端以及緩冷區的中部后側拐角處分別設置有緩冷風機，在緩冷區的進口端、緩冷區的中點與緩冷區的尾端分別設置有緩冷測溫儀，所述緩冷風機和緩冷測溫儀均連接于PLC控制系統上。由于采用了上述結構，整個緩冷區呈“U”形結構，縮短了設備長度，減少設備所占的場地，便于其推廣。在緩冷區的進口端設置有緩冷風機和緩冷測溫儀，緩冷測溫儀檢測進入到緩冷區的鍛件的溫度作為初始數據，緩冷風機的出風口從進口端對準緩冷區的中部，對進口端至緩冷區之間的鍛件進行冷卻，確保該段內的鍛件進行緩冷均勻；緩冷區的中點設置有緩冷測溫儀，能夠對緩冷區中段的鍛件進行溫度測量作為中段數據，同時在緩冷區的尾端設置緩冷測溫儀，能夠對緩冷區出口的鍛件溫度進行測量，作為出口數據，以上三個數據值的對比，能夠檢測到整個緩冷區內的溫度變化情況，從而可以進行調整，便于整個緩冷區的溫度控制，以確保鍛件內的金相組織穩定，避免鍛件內的金相進一步細化或者增大而發生改變。在緩冷區的中部后側拐角處設置有緩冷風機，該緩冷風機的出風口從緩冷區的中部指向緩冷區的尾部，從而對緩冷區的中部至緩冷區的尾部出口之間的鍛件進行緩冷，從而確保整個緩冷區內的冷卻溫度均勻，確保鍛件在該緩冷區內的金相結構穩定，確保其機械性能。緩冷風機和緩冷測溫儀均連接于PLC控制系統上，并且由該PLC控制系統控制，從而使得該PLC控制系統能夠根據緩冷測溫儀所測的數據，控制緩冷風機的給風量，繼而控制鍛件在該區域內的冷卻效果，其整個過程自動完成，自動化程度高，減少了人力，降低了成本。本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，緩冷區的進口端處的緩冷風機指向緩冷區的中部，所述緩冷區的中部后側拐角處的緩冷風機指向緩冷區的出口端。由于采用了上述結構，緩冷區呈“U”字型結構，緩冷區內設置有兩個緩冷風機，其中一個緩冷風機設置于緩冷區的進口端，并且該緩冷風機的風口從進口端指向緩冷區的中部，對該段內的鍛件進行冷卻，確保該段內的鍛件均勻地緩慢冷卻；另外一個緩冷風機設置 于緩冷區“U”字型結構的拐角處，即緩冷區的中部后側拐角處，該緩冷風機的出風口從該拐角處指向出口端，對該段內的鍛件進行均勻冷卻，分兩段分別對鍛件進行冷卻，確保緩冷區體積最小的情況下，該區域內的鍛件能夠均勻地冷卻，保證鍛件在快冷后，能夠確保鍛件內的金相組織穩定，從而使得鍛件滿足生產需要。本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷設備，所述緩冷區的中部前側拐角處設置有緩冷風機，該緩冷風機指向緩冷區的中部后側拐角處。由于采用了上述結構，當緩冷區內的冷卻風量達不到要求時，可以在緩冷區的中部前側拐角處加設緩冷風機，該緩冷風機指向緩冷區的中部后側拐角處，旨是冷卻緩冷區中部段的鍛件，從而使得緩冷區內形成三段冷卻區間，相互銜接，使得鍛件在整個緩冷區內冷卻平穩，從而保證了鍛件在該區域內保持穩定，晶粒不變，從而將細化后的金相組織穩定，保證了鍛件的各種性能的穩定。 本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，在快冷區內有傳輸機構穿過，所述傳輸機構由傳輸電機帶動，所述傳輸電機連接并受控于PLC控制系統上。由于采用了上述結構，傳輸機構穿過該緩冷區，將經過快冷的鍛件送入到該緩冷區內進行緩慢冷卻。傳輸機構由傳輸電機帶動，通過PLC控制系統控制傳輸電機的轉速，從而控制鍛件在緩冷區內運行的速度和冷卻時間，保證其金相組織穩定，確保鍛件的機械性能滿足要求。本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，所述傳輸機構上設置有掛鉤，所述傳輸電機采用變頻調速電機。由于采用了上述結構，掛鉤以用于掛接鍛件，從而便于鍛件在整個緩冷設備中運行，該傳輸電機采用變頻調速電機，從而方便PLC控制系統控制傳輸電機的轉速，便于控制傳輸機構的運行速度，從而控制鍛件在該緩冷設備內的緩冷時間，從而實現自動化操作，減少了人力，降低了成本。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是I、 本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，結構簡單，操作簡便，成本低廉，適合推廣；[0017]2、 本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，能夠對快冷后的鍛件進行緩慢冷卻，使得鍛件內的晶粒細化后在該冷卻裝置的作用下保持穩定，避免晶粒進一步細化或者長大而變形，確保鍛件經過冷卻后的機械性能滿足要求。
圖I是采用該緩冷裝置的一體化控溫冷卻設備的結構示意圖。圖中標記1_傳輸機構、2-快冷風機、3-傳輸電機、4-快冷測溫儀、5-緩冷風機、6-緩冷測溫儀、A-空冷區、B-上下料區、C-快冷區、D-緩冷區。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。緩冷區D呈“U”字形結構，其中在緩冷區“U”字形結構得中部，依照傳輸機構I運行的方向，先經過緩冷區的中部前側，在經過緩冷區的中部，再經過緩冷區的中部后側。實施例1，如圖I所示，本實用新型的緩冷裝置，是一體化控溫冷卻設備中的一部分，其設置于緩冷區D內，所述緩冷區D呈“U”字形結構，在該緩冷區D的進口端以及緩冷區D的中部后側拐角處分別設置有緩冷風機5，在緩冷區D的進口端、緩冷區D的中點與緩冷區D的尾端分別設置有緩冷測溫儀6，緩冷區D的進口端處的緩冷風機5指向緩冷區D的中部，所述緩冷區D的中部后側拐角處的緩冷風機5指向緩冷區的出口端，快冷區C內有傳輸機構I穿過，所述傳輸機構I上設置有掛鉤，用于掛接鍛件，所述傳輸機構I由傳輸電機3帶動，所述傳輸電機3采用變頻調速電機，所述緩冷風機5和緩冷測溫儀6、傳輸電機3均連接于PLC控制系統上。實施例2，在實施例I的基礎上，所述緩冷區D的中部前側拐角處設置有緩冷風機5，該緩冷風機5指向緩冷區D的中部后側拐角處。采用本實用新型緩冷裝置的一體化控溫冷卻設備，如圖I所示，它包括上下料區B、快冷區C和緩冷區D，其中上下料區B、快冷區C與緩冷區D順次連接，在緩冷區D上連接有空冷區A，，所述空冷區A連接到上下料區B上，使空冷區A、上下料區B、快冷區C與緩冷區D形成循環的結構，從而節約了空間，形成循環的冷控系統，達到了節能效果。空冷區A主要用于緩冷后的鍛件進行空冷，在圖I中，空冷區A內的傳輸機構設置于支架上，支撐起整個傳輸機構以及其上的鍛件，空冷區A的長度根據實際需要可以進行任意選擇，只要滿足將鍛件最后冷卻至可手持即可；上下料區B主要是便于將鍛造過后的鍛件掛接于傳輸機構以及便于將經過冷卻過后的鍛件取下，該區域主要是便于人為操作；快冷區C主要是使得溫度較高的鍛件在該區域內經過強冷風進行快冷，從而使得鍛件內的晶粒細化，從而改變鍛件內的金相組織結構，使得鍛件的各種機械性能滿足要求；緩冷區D，主要是將快冷后的鍛件進行緩慢冷卻，使得細化后的晶粒在該區域內能穩定，避免晶粒進一步細化或者變大，保證緩冷后的鍛件的性能滿足要求。在空冷區A、上下料區B、快冷區C與緩冷區D內均設置有連續的傳輸機構1，該傳輸機構I在空冷區A內設置于支架上，傳輸機構I貫串整個空冷設備，并且形成循環的結構，使得傳輸結構I能夠重復被利用，從而達到節能的效果，該傳輸機構I由傳輸電機3帶動，且所述傳輸機構I上設置有掛接掛鉤，用于掛接鍛件，便于傳輸機構I能夠將鍛件依次經上下料 區B、快冷區C、緩冷區D進入空冷區A，再進入上下料區B。在一體化控溫冷卻設備中，緩冷區D為呈“U”形結構的緩冷通道，在緩冷區D的進口端設置有緩冷風機5和緩冷測溫儀6，進口端的緩冷風機5的出風口從進口端指向“U”形結構的中部，對該段內的鍛件進行冷卻，該緩冷測溫儀6用來記錄鍛件進入緩冷區D的初始溫度值，在緩冷區D的中點與緩冷區D的尾端均設置有緩冷測溫儀6，分別用于記錄鍛件在緩冷區D中部和出口端的溫度值，初始溫度值與中部溫度值、末端溫度值三個值為緩冷區D內的溫度變化情況提供依據，確保該緩冷區內的鍛件冷卻達到平均，在緩冷區D的中部后側拐角處設置有緩冷風機5，該緩冷風機5的風口從緩冷區D的中部后側指向出口端，對該段內的鍛件進行冷卻，從而確保該段內的冷卻溫度達到平均，在緩冷區D的中端，即圖I中的緩冷區D的“U”形結構底部，由進口端處的緩冷風機5提供的冷卻風進行冷卻，使得整個緩冷區內的鍛件冷卻風均勻，從而保證該區域內的冷區效果，使得鍛件在快冷區C內快冷后，晶粒細化，繼而能夠在緩冷區D內保持穩定，避免金相進一步發生改變；在整個冷卻設備中，所有的電器元件均連接到PLC控制系統上，并由其控制，其中包括所述快冷風機2、傳輸電機3、紅外線測溫儀、緩冷風機5以及緩冷測溫儀6，其中傳輸電機3采用變頻調速，便于PLC控制系統控制其轉速，從而控制傳輸機構的運轉速度，保證鍛件的冷卻效果，實現了鍛件的冷卻自動化過程。該一體化控溫冷卻設備的冷卻方法，采用以下步驟完成步驟1，鍛件鍛后溫度保持在900°C以上，將該鍛件掛于上下料區B內的傳輸機構I上；步驟2，鍛件傳輸至快冷區C后，PLC控制系統控制快冷風機2對鍛件進行快冷降溫，通過紅外線測溫儀將鍛件溫度反饋至PLC控制系統上，由PLC控制快冷風機2的風量大小以及傳輸電機3的轉速，從而確保鍛件在3-6. 5分鐘內經過快冷區C，該時間最短為3分鐘，最長為6. 5分鐘，也可以3分鐘-6. 5分鐘中的任一值，需要的時間根據鍛件的具體情況和環境溫度進行選擇，并且鍛件在離開快冷區C時，需要確保鍛件溫度降至630°C -670°C,一般情況是650°C，并且允許正負20°C的溫度偏差，也即630°C或者670°C或者630°C至670°C之間任一值；步驟3，鍛件進入緩冷區D后，由兩級緩冷風機5對其進行緩冷降溫，且通過起點-中點-末點的緩冷測溫儀6將信號反饋至PLC控制系統上，由其控制兩級緩冷風機5的風量大小以及傳輸電機3的轉速，使鍛件在30分鐘左右通過緩冷區D，保證鍛件內的晶粒細化和穩定。溫度降至280°C -320°C，一般為300°C，但是允許20°C的溫度偏差，即280°C或320°C或280°C至320°C中的任一值；步驟4，鍛件進入空冷區A，鍛件在空冷區A內空冷至100°C以下，能夠手持即可，并回至上下料區B，將鍛件取下即可。該冷卻方法中，PLC控制系統根據快冷區C內的紅外線測溫儀和緩冷區D內的緩冷測溫儀6的信號,統一控制快冷風機2、緩冷風機5以及傳輸電機3。預設的PLC控制系統，根據快冷區以及緩冷區內的鍛件的溫度變化情況，接受其信號，并且根據該信號，PLC控制系統能夠自動化地控制快冷風機、緩冷風機以及傳輸電機的轉速等，從而使得整個設備內的循環速度與鍛造節拍相匹配，保證各個區域內之間相互配合，從而達到均衡，獲得了更高的生產效率，使得鍛件的冷卻效果更好。該一體化控溫冷卻設備及其冷卻方法，鍛件經過冷卻過后，其檢驗結果如下表
權利要求1.一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，設置于緩冷區(D)內，其特征在于所述緩冷區(D)呈“U”字形結構，在該緩冷區(D)的進口端以及緩冷區(D)的中部后側拐角處分別設置有緩冷風機(5)，在緩冷區(D)的進口端、緩冷區(D)的中點與緩冷區(D)的尾端分別設置有緩冷測溫儀(6)，所述緩冷風機(5)和緩冷測溫儀(6)均連接于PLC控制系統上。
2.如權利要求I所述的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，其特征在于緩冷區(D)的進口端處的緩冷風機(5)指向緩冷區(D)的中部，所述緩冷區(D)的中部后側拐角處的緩冷風機(5)指向緩冷區的出口端。
3.如權利要求2所述的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，其特征在于所述緩冷區(D)的中部前側拐角處設置有緩冷風機(5)，該緩冷風機(5)指向緩冷區(D)的中部后側拐角處。
4.如權利要求I或2或3所述的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，其特征在于緩冷區(D )內有傳輸機構(I)穿過，所述傳輸機構(I)由傳輸電機(3 )帶動,所述傳輸電機(3 )連接并受控于PLC控制系統上。
5.如權利要求4所述的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，其特征在于所述傳輸機構(I)上設置有掛鉤，所述傳輸電機(3 )采用變頻調速電機。
專利摘要本實用新型公開了一種一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，屬于非調質鋼鍛件的冷卻技術領域。本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，設置于緩冷區內，所述緩冷區呈“U”字形結構，在該緩冷區的進口端以及緩冷區的中部拐角處分別設置有緩冷風機，在緩冷區的進口端、緩冷區的中點與緩冷區的尾端分別設置有緩冷測溫儀，所述緩冷風機和緩冷測溫儀均連接于PLC控制系統上。本實用新型的一體化控溫冷卻設備的緩冷裝置，結構簡單，操作簡便，成本低廉，適合推廣；能夠對快冷后的非調質鋼鍛件進行緩慢冷卻，使得鍛件內的晶粒細化后在該冷卻裝置的作用下保持穩定，避免晶粒進一步細化或者長大而變形，確保非調質鋼鍛件經過冷卻后的機械性能滿足要求。
文檔編號C21D1/84GK202671598SQ20122026632
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者辜俊杰, 辜子恒, 魏世洪, 陳軍, 黃健寧, 李明清 申請人:四川豪特石油設備有限公司