專利名稱：防彈片熱處理淬火裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬熱處理的淬火設備，特別是對列裝的防彈衣的主要防護材料對防彈片進行淬火熱處理裝置。
目前，我國列裝鋼制防彈衣的防彈片通常厚度為1.6-5.0mm，寬度為50-150mm，長度為100-150mm。熱處理的工藝流程和設備主要是高溫加熱爐和油做為淬火液組成。鋼片通過淬火后得到針狀馬氏體組織，可提高鋼的強度。但是，這一工藝過程有這樣的問題①熱處理技術在高溫下用油淬火，由于防彈片較薄，變形量較大，不合格品率高達10％-14％，成材率低；②淬火介質用油，產品淬火時易在產品表面上形成高溫“氣泡”進而形成“軟點”缺欠，降低產品防彈性能；③淬火介質用油易產生“孿晶”針狀馬氏體，使鋼脆性增加； ④使用油作為淬火介質，由于油的蒸發和老化，損耗了大量油，耗資大，成本高；⑤在900-1000℃溶鹽里加熱的防彈片淬到油里，產生一股濃煙，同時將此片再放到高溫鹽液里加熱，又是黑煙滾滾，可嚴重污染環境。
本實用新型的目的在于避免上述現有技術存在的不足，提供一種防彈片熱處理淬火裝置，用空氣或霧化空氣為介質，快速冷卻淬火，可有效地使金相組織在高溫條件下，由“針狀”馬氏體轉變為“板條狀”馬氏體。
本實用新型是這樣實現的該裝置由供風，供水，淬火處理，及除塵四部分構成，其中供風部分包括通風機及進風調節門，進風管，蝶閥，風箱，排風管，空氣引射風管、閘門。供水部分包括水泵，降溫除塵水嘴，水霧化噴嘴，出水管，進水管。淬火處理部分包括風箱，空氣整流管，工作臺，升降罩，升降卷揚機。除塵部分為除塵器。首先將末處理的防彈片裝入筐內放入高溫鹽溶爐加熱到規定溫度，保溫后迅速將料筐送入熱處理室工作臺上直接進行淬火處理，此刻，鋼片被空氣流冷卻，鋼的奧氏體組織瞬間向馬氏體組織轉變。為獲得這種鋼的金相組織，鋼片的冷卻降溫速度必須達到其材質自身組織轉變的上，下限臨介冷卻速度范圍，防彈片的表面才能全部均勻的淬上火。
本裝置利用空氣或霧化空氣(即含水霧滴的潮濕空氣)的高速氣流快速均勻的冷卻工件的表面，達到該鋼片淬火的目的。
空氣流是由離心通風機供應，鼓入的風通過進風管道進入方形風箱(或矩形或圓形)，風箱的下部用水密封；上部設有空氣整流管，它可使冷卻的高速氣流在到達被冷卻的工件之前，形成均勻的速度場。該高速的均勻的氣流瞬間通過吹刷料筐內的所有鋼片的全部表面，從而使防彈片快速均勻的被降溫冷卻完成鋼的組織轉變，獲得高硬度的馬氏體組織。排除的高溫煙氣經排風管道進到除塵器，最終潔凈化的煙氣排放到空中。
本實用新型與現有技術相比具有如下的優點及其效果。
1．本裝置由于將粹火工件裝入料筐直接放在工作臺上進行熱處理，當空氣流由風箱進入到直通式整流管或者是經具有數層格子式的整流管的整流作用，使噴出氣流在出口處獲得均勻速度場，使料筐內每個防彈片降溫(冷卻)速度相一致。從根本上消除老工藝用油淬火冷卻不均易變形的缺欠，保證淬火質量達到100％。
2、按彈擊標準規定，彈擊完好率高，防彈效果好，穩定，特別是強軔性好于老工藝用油處理的防彈片；3．性能穩定均勻，HRC波動小，一般在47-54度；4．結構新穎，設計合理，制作容易，易操作，特別是節約了大量淬火用的原料油，降低成本，具有顯著的社會效益和經濟效益；5．變形量小，只有2-3％，而老工藝用油變形量在10-14％以上；6、無環境污染，熱處理工作中達到國家環保規定標準。
實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。
圖1是根據本實用新型提出的防彈片熱處理淬火裝置剖面結構示意圖。
圖2是具有料框旋轉器的防彈片熱處理淬火裝置的剖面結構示意圖。
圖3是料框旋轉器結構示意圖
以下結合附圖詳細說明依據本實用新型提出的具體裝置的細節及工作情況。
如
圖1所示。該裝置由供風、供水、淬火處理及除塵四部分構成，包括離心式通風機及進風調節門1，進風管2，蝶閥3，風箱4，空氣整流管5，工作臺6，升降罩8，排風管9，處理室10，水霧化噴嘴12，水泵13，降溫除塵水嘴14，空氣引射風管15，除塵器16，閘門17、19，出水管18、21，進水管20，升降卷揚機22。所述供風，供水部分是離心式通風機及進風調節門1通過法蘭與進風管2一端相連接，進風管2另一端與風箱4一個側面用法蘭相連接。為了調節風機進風量大小，在通風機吸風口處安裝一臺進風調節門1，為實現對風量及風壓的全程調節，在進風管2末端與風箱4之間具有冷風蝶閥3，這樣就可通過不同的供風量滿足不同處理件對冷卻速度的要求。形狀為長方體(或正方體或圓筒)等形狀的風箱4上部表面與空氣整流管5下部用法蘭相連，風箱4底部具有一個水封槽，并且盛有一定高度的水，直通式空氣整流管5斷面形狀為方形，矩形或截錐型，空氣整流管5上部與工作臺6下部用法蘭相連，空氣整流管5為直通式或具有交錯排列的數個格子式，可保證鋼片的全面淬火質量。在工作臺6下部具有4個立柱，或根據需要而定，座在風箱4上部表面。在風機1出風管口處具有空氣引射風管15和閥門17，在風機吸風口處具有水霧化噴嘴12，水泵13的二條出水管21、18分別通過閘門19與水霧化噴嘴12和降溫除塵水嘴14相連。進水管20末端與除塵器16底部水箱相連，所述的淬火處理部分是在工作臺6上具有升降罩8與固定排風管9為升降滑動軟連接，升降罩8由升降卷揚機22驅動，可升(開)降(關)，升降罩8罩在工作臺6上部，構成處理室10。當裝料時將升降罩8升起(打開)，淬火時立即啟動風機，扣上(關上)升降罩8，保持處理室10全系統封閉。所述的除塵部分是排風管9末端和除塵器16的排氣管焊接，在排風管9末端和除塵器16前垂直管段內具有降溫除塵水嘴14，用來對煙氣降溫和除塵用。除塵器16底部用立柱固定。升降卷揚機22裝在排風管9彎頭處。當水泵13供應的高壓水通過水霧化噴嘴12噴出后，立即霧化成無數霧滴與吸入的風相混合，再經風機高速旋轉的葉輪激烈攬動和離心力作用，使水滴進一步細化，進入風箱4，由于風箱4底部具有一定高度的水，因此，在夏季可降低供風溫度；并且使冷卻氣流保持一定的濕度；還可減少排渣工作量，防止溶渣上揚等作用。進入風箱4中含濕的空氣流經空氣整流管5噴出，直接冷卻料管7內被淬火的工件表面。氣流的濕度是用水噴嘴前的閘門19來調節水壓高低，控制供水量多少，來完成不同冷卻速度。為迅速排除處理室10的熱煙氣，打開閘門17，高速空氣流由噴口噴出，產生吸力，達到快速排除熱煙氣的作用。抽引的能力可由閘門17調節控制。
該裝置已建成并投入生產，其技術性能指標
1．最大生產能力每次處理50kg；2．鋼片厚度≤5mm；3．處理時間≤5分鐘；4．工件尺寸長不大于400mm，寬不大于400mm，高不大于200mm，5．冷卻介質常溫空氣，霧化空氣；6．冷卻方式高速氣流冷卻，霧化氣流冷卻及空氣自然冷卻；7．溫度差穩定均勻，偏差不大于±5％。
實施例1防彈片周期旋轉換向淬火裝置如圖2、圖3所示。在處理室10內裝入料框旋轉器11和料框7。料框旋轉器11能夠在鋼片淬火空氣流中，可使料框7定時周期自動翻轉，以鋼片位置為標準，相當于冷卻空氣流可調，周期自動換向，確保彈片在淬火冷卻中，每張片子的任何表面點達到均勻一致降溫冷卻。
料框旋轉器11由料框7、鏈輪23，軸承座24、28，傳動料框夾25，夾緊料框夾26，夾緊彈簧27，頂桿29，腳踏板30，傳動組31構成。料框7置于傳動料框夾25與夾緊料框26內，料框7，傳動料框夾25，夾緊料框夾26分別由軸承座24、28支撐，料框旋轉器11通過螺栓與工作臺6連接固定。傳動料框夾25側面焊一個耳軸，耳軸由軸承座24定位，耳軸端部固定一個鏈輪23，當鏈輪23旋轉時，帶動傳動料框夾25一起旋轉，夾緊料框夾26下部具有二個板條梁，插入傳動料框夾25下部的板條梁孔內，兩夾就可連在一起，所以夾緊料框夾26可以自由平行的張開和關閉，裝框時先打開，處理時再關上。料框7的夾緊，由腳踏板30用腳踩下，使頂桿29上升，推出夾緊料框夾26而使其張開，反之，當松開腳踏板30后，頂桿29自由落下，此刻夾緊彈簧27由原被壓縮狀態，立即釋放其反彈力，將夾緊料框夾26推向傳動料框夾25，使裝入的料框7被夾緊。
料框7夾緊后，按下傳動組31操作按鈕，鏈輪23開始轉動帶動料框7周期性的轉動。一秒鐘翻轉一次，停止時間可根據需要任意調節。防彈片熱處理過程通過工件旋轉可實現全自動化操作，防止鋼片變形，控制鋼片形度。
實施例2料框7經鹽浴爐加熱，保溫，出爐后將料框7立放在工作臺6兩側，通過連接在工作臺6上的兩個輔加蝶閥交替變換開或關實現上，下間斷對流吹風，使冷卻風交替換向。
實施例3將裝料筐內鋼片經一次空氣淬火后，人工倒向將全部鋼片調頭，重新裝入料筐內，可直接放在工作臺6上，再進行二次空氣處理。
實施例4空氣整流管5上部與工作臺6下部用法蘭相連，將盛滿防彈片的料框7，置于工作臺6下部斷面為截錐型空氣整流管5內的某一最佳位置，利用不同流量的方法使被處理的鋼片在其自身高度內各個表面上獲得不同的冷卻速度。
從微觀上分析，由于鋼片在冷卻過程中下部必然先冷卻上部后冷，采取上述技術措施，可解決這一問題。因為鋼片在不同的高度，可獲得不同的冷卻速度，即下部小，上部大，整體可達到均勻淬火及控制鋼片變形度的目的。
實施例5試生產一年，成功生產防彈片20余萬片，防彈片淬火后不變形，無廢品，合格率可達100％，對環境無污染。由該裝置處理的防彈片規格為2.3×120×150mm,2.3×100×150mm,1.7×100×120mm,1.7×100×100mm。與老工藝用油淬火相比，不但彈擊性能好，穩定，變形量小，生產能力大，工作效率高，成本低，操作方便，省工省力，深得工程技術人員和工人歡迎。具有顯著的社會效益和經濟效益。
權利要求1．一種用于列裝防彈衣的防彈片熱處理淬火裝置，本實用新型特征在于該裝置由供風、供水、淬火處理及除塵四部分構成，包括離心式通風機及進風調節門(1)，進風管(2)，蝶閥(3)，風箱(4)，空氣整流管(5)，工作臺(6)，升降罩(8)，排風管(9)，處理室(10)，水霧化噴嘴(12)，水泵(13)，降溫除塵水嘴(14)，空氣引射風管(15)，除塵器(16)，閘門(17)，(19)，出水管(18)、(21)，進水管(20)，升降卷揚機(22)構成，所述的供風、供水部分是離心式通風機及進風調節門(1)通過法蘭與進風管(2)一端相連，進風管(2)另一端與風箱(4)一個側面用法蘭相連，進風管(2)末端與長方體風箱(4)之間具有冷風蝶閥(3)，風箱(4)上部表面與直通式的空氣整流管(5)下部用法蘭相連，風箱(4)底部具有一個水封槽，直通式方形空氣整流管(5)上部與工作臺(6)下部用法蘭相連，在工作臺(6)下部具有4個立柱座在風箱(4)上部表面，在風機(1)出風管口處具有空氣引射風管(15)和閘門(17)，在風機吸風口處具有水霧化噴嘴(12)，二條出水管(21)、(18)分別通過閘門(19)與水霧化噴嘴(12)和降溫除塵水嘴(14)相連，進水管(20)末端與除塵器(16)底部水箱相連，所述的淬火處理是在工作臺(6)上具有升降罩(8)與排風管(9)為升降滑動軟連接，由升降卷揚機(22)驅動，升降罩(8)罩在工作臺(6)上部構成處理室(10)，所述的除塵部分是排風管(9)末端和除塵器(16)的排氣管焊接，在排風管(9)末端和除塵器(16)前垂直管段內具有降溫除塵水嘴(14)，除塵器(16)底部用立柱固定，升降卷揚機(22)裝在排風管(9)彎頭處。
2．按權利要求1所述的防彈片熱處理淬火裝置，其特征在于所述的在處理室(10)內具有料框旋轉器(11)和料框(7)，料框旋轉器(11)通過螺栓與工作臺(6)固定，料框旋轉器(11)由鏈輪(23)，軸承座(24)、(28)，傳動料框夾(25)，夾緊料框夾(26)，夾緊彈簧(27)，頂桿(29)，腳踏板(30)，傳動組(31)構成，料框(7)置于傳動料框夾(25)與夾緊料框夾(26)框內。
3．按權利要求1所述的防彈片熱處理淬火裝置，其特征在于所述的直通式空氣整流管(5)的斷面形狀為矩形或方形或截錐型，直通式空氣整流管(5)上部與工作臺(6)下部用法蘭相連，料框(7)置于工作臺(6)下部空氣整流管(5)內。
4．按權利要求1所述的防彈片熱處理淬火裝置，其特征在于空氣整流管(5)形狀為格子式的，具有交錯排列的格子。
5．按權利要求1所述的防彈片熱處理淬火裝置，其特征在于所述的料框(7)立放在工作件臺(6)兩側，通過連接在工作臺(6)上的兩個輔加蝶閥變換開或關。
6.按權利要求1所述的防彈片熱處理淬火裝置，其特征在于所述的風箱(4)為長方體，正方體或圓筒等形狀，其底部具有水封槽。
專利摘要本實用新型涉及一種列裝防彈衣的防彈片熱處理淬火裝置,由供風、供水、淬火處理和除塵四部分構成,它們之間的部件如風機、管道、風箱、整流管、升降罩、及工作臺和固定在工作臺上的料框和旋轉器,均由法蘭連接,水箱底部有水封槽,將加熱到規定溫度的防彈片放入處理室,用空氣或霧化空氣為介質,快速冷卻,達到淬火后獲得板條狀馬氏體目的,克服了老工藝用油質量差、費用高等缺點,本裝置有工藝流程簡單,設計合理,結構新穎,淬火質量好,合格率可達100%,成本低,對環境無污染。
文檔編號C21D1/62GK2318230SQ9723002
公開日1999年5月12日 申請日期1997年12月4日 優先權日1997年12月4日
發明者周國泰, 葉富禮, 王松銘 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所, 鞍山市護神特種材料有限公司