一種鑿巖釬桿風冷淬火裝置及淬火方法與流程

本發明屬于鑿巖釬桿熱處理淬火技術領域，具體涉及一種鑿巖釬桿風冷淬火裝置及淬火方法。

背景技術：

鑿巖釬桿是鑿巖爆破中必不可少的工具，其中鑿巖釬桿在鉆鑿過程中，承受高頻率、高沖擊鑿巖機施加的拉壓、彎曲、扭轉循環應力作用，同時承受著巨大的沖擊載荷和磨損。另外，鑿巖釬桿在高速回轉的環境條件下還經受巖石、巖粉和礦水等工作介質的磨蝕作用。因此，鑿巖釬桿釬頭的服役條件十分惡劣，鑿巖釬桿淬火的好壞對鑿巖釬桿使用壽命起到非常關鍵的作用。

鑿巖釬桿的質量和性能主要取決于其淬火組織結構，合理的組織結構是獲得高壽命釬桿的關鍵。惡劣的工作環境對釬桿的質量提出了較高的要求 ，不僅要求釬桿表面具有較高的硬度和耐磨性，同時要求釬桿心部具有較高的韌性，利用其它介質很難達到較為理想的金相組織。

目前，國內外鑿巖釬桿的最大長度在7-8米，對于較長的釬桿淬火采用油淬、等溫鹽浴淬火等方式，無法保證釬桿的硬度均勻性及金相組織達不到釬桿的使用條件，鑿巖釬桿在使用過程中易出現過早失效，質量不穩定等現象。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的技術問題，提供一種可以實現鑿巖釬桿較好的金相組織及表面高硬度、高耐磨和心部高韌性狀態的鑿巖釬桿風冷淬火裝置。

本發明的另一個目的是提供一種鑿巖釬桿風冷淬火方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種鑿巖釬桿風冷淬火裝置，包括加熱裝置、測溫裝置、地坑以及設置在地面上的變頻調速離心風機，所述地坑的底部安裝有風冷塔座，所述風冷塔座上安裝有風冷塔，所述風冷塔的頂部設有進風孔且風冷塔的頂部伸出地面，所述風冷塔通過導風筒與變頻調速離心風機相連，所述變頻調速離心風機的主軸箱安裝在機座上，所述變頻調速離心風機上設有排風管。

進一步地，所述測溫裝置包括測溫槍和感應熱電偶。

進一步地，所述加熱裝置為850℃井式爐。

進一步地，所述排風管的頂部設有遮雨帽。

一種鑿巖釬桿風冷淬火方法，該方法包括以下步驟：

A、將吊裝好的鑿巖釬桿置于保護氣體下加入到850℃井式爐內，加熱并在850℃保溫1.5小時；

B、待鑿巖釬桿出爐前，根據鑿巖釬桿的裝爐量調整變頻調速離心風機的風壓和風量，等待鑿巖釬桿淬火；

C、鑿巖釬桿保溫時間結束后，出爐并用天車快速將鑿巖釬桿掉入風冷塔中，變頻調速離心風機使得空氣不斷從外界進入風冷塔的進風孔中，實現對鑿巖釬桿的冷卻，用測溫槍和感應熱電偶對鑿巖釬桿內外進行測溫，并根據風壓和風量控制變頻調速離心風機的頻率，保證鑿巖釬桿以0.5-1℃ /s的冷卻速度冷至500℃；

D、當鑿巖釬桿的溫度到達500℃時，立即調整變頻調速離心風機的頻率，并用測溫槍和感應熱電偶對鑿巖釬桿內外進行測溫，保證鑿巖釬桿以≥5 ℃/s的冷卻速度冷至室溫。

進一步地，所述步驟A中保護氣體為氮氣。

本發明相對現有技術具有以下有益效果：本發明的鑿巖釬桿風冷淬火裝置通過加熱裝置加熱到850℃后利用變頻調速離心風機對風冷塔吸風的方式對鑿巖釬桿進行冷卻，完成鑿巖釬桿的淬火熱處理及冷卻控制，使鑿巖釬桿獲得表面耐磨性好、心部韌性較為理想的金相組織，實現了鑿巖釬桿淬火介質從傳統的油淬、鹽浴淬火到風冷淬火的轉變，淬火后鑿巖釬桿獲得的表面滲碳組織為針狀馬氏體+少量殘余奧氏體+細粒狀分散碳化物，基體為低碳的板條馬氏體，整體鑿巖釬桿的硬度、金相組織均勻穩定，綜合機械性能優良，釬桿鑿巖的使用壽命明顯延長，具有顯著的經濟和實用價值。另外，本發明的鑿巖釬桿風冷淬火方法操作簡單、可操作性強，在風冷過程中分兩段進行風冷控溫，鑿巖釬桿以0.5-1℃ /s的冷卻速度冷至500℃后以≥5 ℃/s的冷卻速度冷至室溫，人為控制實現需要的金相組織以及硬度，產品質量得到顯著提高。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明風冷塔進風孔的結構示意圖。

本發明附圖標記含義如下：1、風冷塔；2、風冷塔座；3、地坑；4、地面；5、導風筒；6、變頻調速離心風機；7、排風管；8、主軸箱；9、機座；10、進風孔；11、遮雨帽。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。

如圖1-2所示，一種鑿巖釬桿風冷淬火裝置，包括加熱裝置、測溫裝置、地坑3以及設置在地面4上的變頻調速離心風機6，加熱裝置為850℃井式爐，測溫裝置包括測溫槍和感應熱電偶，地坑3的底部安裝有風冷塔座2，風冷塔座2上安裝有風冷塔1，風冷塔1的頂部設有進風孔10且風冷塔1的頂部伸出地面，風冷塔1通過導風筒5與變頻調速離心風機6相連，變頻調速離心風機6的主軸箱8安裝在機座9上，變頻調速離心風機6上設有排風管7，排風管7的頂部設有遮雨帽11。

將23CrNi3Mo材質的H28、H32、 H35、￠32、￠38、￠45、￠51等鑿巖用釬桿加工成型，并進行滲碳、高溫回火后進行如下操作 ：

A、將吊裝好的鑿巖釬桿置于保護氣體下加入到850℃井式爐內，加熱并在850℃保溫1.5小時；保護氣體為氮氣。

B、待鑿巖釬桿出爐前，根據鑿巖釬桿的裝爐量調整變頻調速離心風機6的風壓和風量，等待鑿巖釬桿淬火。

C、鑿巖釬桿保溫時間結束后，出爐并用天車快速將鑿巖釬桿掉入風冷塔1中，變頻調速離心風機6使得空氣不斷從外界進入風冷塔1的進風孔10中，實現對鑿巖釬桿的冷卻，用測溫槍和感應熱電偶對鑿巖釬桿內外進行測溫，并根據風壓和風量控制變頻調速離心風機6的頻率，保證鑿巖釬桿以0.5-1℃ /s的冷卻速度冷至500℃。

D、當鑿巖釬桿的溫度到達500℃時，立即調整變頻調速離心風機6的頻率，并用測溫槍和感應熱電偶對鑿巖釬桿內外進行測溫，保證鑿巖釬桿以≥5 ℃/s的冷卻速度冷至室溫。

淬火后對組織進行檢測，鑿巖釬桿表面硬度為60 ～ 63HRC，心部為38 ～45 HRC，上中下金相組織均勻，風冷淬火效果良好。