CN1045314C - 工件的淬火方法及装置 - Google Patents

Abstract

用于工件(18)淬火的方法和装置。工件(18)经受一种淬火剂(12)物流(26)。淬火剂(12)和工件(18)在此作互相可逆运动。此外备有第一传输工具，尤其是一个泵(44)，用于淬火剂(12)和第二传输工具，即具有辊(16)的辊道用于工件(18)，沿着它们各自的传输方向作可逆运动。

Description

工件的淬火方法及装置

本发明涉及工件的淬火方法，在该法中工件经受淬火剂物流，该物流被控制成可逆的。

本发明还涉及用于工件淬火的装置，在该装置中工件经受淬火剂物流，其中用第一个传送工具，最好是泵，用于淬火剂，而用第二个传送工具用于工件，其中第一个传送工具在其传送方向上是可逆的。

已有的方法和装置公开于DE-AS 21 43 536。

在用于工件淬火的传统装置中，如公开于DE-PS 42 18 126中的一样，工件在一个水平运动的辊道(Rollenbahn)上通过淬火装置。在通过淬火装置的路径上，工件在一个按泉眼(Quelltopf)方式构成的组件中由底部用淬火剂进汽冲击，淬火剂以液体形式由下面滚滚流向工件，流过工件之间的空间，然后向上或侧面流开。为了达到这一目的，需要设立一个相应的泵设备，它使液态淬火剂物流由底部流入成为可能。

从开头提到的DE-AS 21 43 536中已知一种用于在淬火槽中达到均匀冷却的装置。这种已知的装置包括一个带有冷却液体的容器。在淬火槽中安装输送带，该输送带备有一些孔洞。工件在重力的影响下经过输送沟槽到达输送带，在那里首先在水平方向传送，然后经过一个上升区域，倾斜地向上由淬火槽出来输送到输出终点。

在淬火槽中安装了带有可旋转叶片的螺旋浆。该螺旋浆借助一个定时继电器进行控制，使得螺旋浆叶片的转动方向例如每5秒钟改变一次。由此，冷却流体物流的流动方向也每一次都随之改变，物流垂直通过输送带，这样使得冷却液体将交替地由上向下和由下向上流过输送带。

已知的装置的缺点是，仅仅打孔的输送带只是在一个方向作匀速运动，其结果导致一个明显的阴影形成(Schattenbildung)。因此，需冷却的工件尽管有在垂直方向可逆的冷却物流不均匀地流过，然而工件的一部分被输送带上存在的隔板遮蔽。这导致工件上出现变形现象(Verzugs-erscheinung)，这一现象在众多工件中是不能被接受的。

因此本发明的基本任务是，朝着一定的目的继续发展开头所述形式的方法和装置，从而能够进一步改善淬火效果并使工件能朝着无变形方面倾斜。

这项任务将根据本发明按开头所说的方法这样解决，即令工件在一个带有辊(Roll)的辊道上横切物流可逆地运转。

本发明的根本任务将依照开头所述的装置这样解决，即令第二个传输工具使工件横切物流可逆地运转并包括一个带有辊的辊道。

本发明的根本任务将按此方式得到完美的解决。

不同于DE-AS 21 43 536文献的装置的是，在工件上的阴影形成可以这样而得以完全避免，即冷却剂在垂直方向上的可逆运动与工件在水平方向上的可逆运动重叠起来。再加上工件位于辊道上，并且在辊道上工件仅仅是线状或点状接触。因此工件在一个双重往返运动中被冲洗，其中基于工件在辊道上的最小的接触，在工件上绝不会出现阴影作用(Schattenwirkung)。按这种方式，工件和淬火剂之间可以达到一个特别密切的接触，从而，工件的所有部位都在一个最短的时间里达到与淬火剂的接触。

在实验中已表明，采用该法可以提高淬火效果和工件的无变形性。

按本发明的一个实施方案可以通过下法继续提高淬火效果和无变形性，即辊备有颈缩部(Einschnürung)，如此这般，工件只是安放在辊旋转的脊(Schneide)上。因此工件只是点状接触辊。

按这种方式，与传统的装置相比，工件在竖起部位达到一个较好的淬火效果。由此工件的无变形性进一步得到提高。

在本发明所述方法的优选形式中，淬火剂是一种液体或一种由液体和气体组成的混合物。其中，气体可以是空气或一种惰性气体。在后一种情况下可以避免工件表面性质的改变。

液体最好是水。然而也可以是其它的普通淬火液体。特别优选的是使用防锈剂，因为用这种方式可以防止热的工件表面立即被氧化。

如果采用液体和水的混合物的话，优选的是，在气体速度为每秒钟10至30米时，控制混合物的液体成分在1-250升每分钟每平方米工件表面积。

在用本发明所述的方法和本发明所述的装置进行的实验中表明，淬火效果可根本改善。此外，值得注意的是工件可以具有最小的变形而被淬火。这一点特别重要，对于特定的工件来讲，比如滚动轴承，因为对于滚动轴承，最佳的变形结果有一个直接的和可观的经济效益。所以本发明可以以特优形式用于这类工件。

其它实例由图和附加说明得出。

当然，前面所述的和后面还要阐述的特征在不离开本发明范围的条件下，不仅可以以各规定的组合形式使用，而且可以以其它组合形式使用或以单独的状况使用。

本发明的实施例绘制成示意图，并在下面说明中进一步阐述。

图1：本发明所述装置的第一个实施例的侧视示意图；

图2：图1装置的正面图；

图3：本发明所述装置的第二个实施例；

图4：用于图1至3装置的一个辊的细节。

在图1中，本发明所述的用于工件淬火装置的第一个实施例总体用10表示。淬火装置10与一个串联的淬火炉20经过一个比较窄的炉子出口双相连接。

淬火装置10具有一个封闭的淬火箱11，箱的下半部构成淬火槽14。在淬火槽14中存在一个淬火池，它有油浴、水浴或盐浴形式的淬火剂12。

传输装置15横断经过淬火箱11而运行，它构成为带辊的辊道16的形式。辊道16按水平方向从炉子20出来，经过炉子出口22，横断经过淬火箱11前进，并且延伸到淬火箱11以外的出口部分19。传输装置15的辊16作为金属工件18的支架。

在淬火箱11的中间，在传输装置15的下面安装一个全部用15表示的管道，它有一个向上敞开的管道截面24。管道截面24向它的上部扩展并直接通到辊16的下面。工件18位于图1所示的淬火位置，在由向上敞开的管道截面24围住的空间上面。该向上敞开的管道截面24以相应成形的框架34的形式延伸到辊16的上面，框架34具有侧面关闭的活门。框架34向上敞开。框架34经过垂直的支持件35与外罩32相连接，外罩从外面将框架34包围起来，外罩用它的下端直达传输装置15的辊16。框架34与外罩32一起经提升装置46可以在垂直方向运动。

在图1绘出的形式上，工件18在辊道上已经被放在预定的淬火位置上，并且被框架34围住，框架由上面沉下在静止的辊道上。淬火过程此后就可以开始了。

至此，淬火液首先沿着箭头26的方向，从下面通过向上敞开的管道截面24往上抽送，这样工件18从下面被淬火剂12淹没。淬火剂12在框架34内部上升，然后从侧面经过框架34的壁向外流出，并且在由外罩32包围的范围内重新向下回到淬火池12中。在图1中，淬火过程还没开始。淬火剂12的液体的水平面48在这种情况下还处在辊道的下面，并且管道25的内部和外部里的水平面一样高。

图2中绘出的是，淬火剂12在向上敞开的管道截面24内部已经上升到辊16之上，在辊上放置工件18。

从图2还可以看出，向上敞开的管道截面24在它的下面部分向下逐渐缩小，并通向水平走向的压力连接管36，该压力连接管的另一端与一个直立的，向上敞口的吸入管42相连接。吸入管42的上方预先设立泵装置44，泵具有一个叶轮43伸入到吸入管42中。

至此迄今所描述的装置10相当于开头所提到的DE-PS 42 18 126的技术水平。

泵装置44具有如下性质，叶轮43可作反方向运动，如箭头45所表示的那样。以此为基础，使得用本发明所述的装置可调节淬火剂12的物流(双向箭头26)作可逆运动，从而使液柱到达向上敞开的管道截面24中，此液柱振荡地向上和向下运动。

这在图2中是这样指明的：在工件18的上面，在左半边用48表示较低的液体水平面，而在右半边用48”表示较高的液体水平面。在48’和48”这个极限值之间液柱在管道截面24中振荡，如用另箭头49表示的那样。

工件18以这种方式被彻底冲洗。

装置10的另一个特点在图1中显示。在那里，用55表示一个双向箭头，用这个双向箭头旨在说明工件18在辊16上不仅沿着已经规定的进料方向27运动，而且同样可以作可逆运动。辊道为此而被这样控制，使工件18在图1的位置上快速变换地前进和后退运动。在图1中，该运动形式用虚线18表示。

此外，也可以(没有绘出)让辊道16沿直立方向或垂直于图1画面方向可逆运动，以便获得相对于淬火剂12物流26的相对运动。上述两种可能性，可采用一方面可逆控制淬火剂12的物流26，而另一方面可逆控制工件1 8的运动55，不仅可以交替使用，也可以同时使用。

在图3中绘出了本发明的另一个实施例。

淬火装置100包括淬火箱111，带有辊的辊道116穿过淬火箱。在辊116上放置工件118。

在这方面，图3的前视图从意义上说相当于图2的前面描述的第一个实施例的前视图。工件118在图3中表示运动方向垂直于画面。

在辊116的上面和下面分别安装一个外罩160和161，它们的敞口截断面限制在与辊116紧挨着的范围，从而在另一方面能够从两侧将预定的工件118装料包围起来。

外罩160、161与管道165及166相连接。在管道中安装鼓风机167及168。借助鼓风机167、168可以从侧面吸入空气，如用箭头169、170表示的那样。

在管道165、166向外罩160、161过渡的地方，液体导管175、176从上方通入外罩160、161内。这以在该处安装的喷头177、178形式出现。

经过液体导管175、176可以输入液体，如用箭头179、180表示的那样。

如果输入液体(179、180)并吸入空气(169、170)，则在管道165、166中形成空气流，如用箭头185、186表示的那样。空气流在喷头177、178范围里与输入的液体混合，从而使由空气和液体组成的混合物190及191由上及由下喷洒或喷射到工件118上。

通过交替控制鼓风机167、168及喷头177、178，工件118可以交替地由上面及由下面用混合物190及191进气冲击。

不言而喻，在该种情况下，还可通过辊116相应的可逆运动，同样带动工件118运动，如在前面第一实施例中描述的那样。

在图3的实施例中，作为液体最好使用水，其中在水中还可加入防锈剂或者完全用防锈剂代替水。

除了用空气作为气体使用之外，也可以通过鼓风机167、168通入惰性气体。

优选的控制条件是，在气体速度为10至30米/秒时，混合物190、191具有的液体含量在1-250升每分钟每平米工件表面积。

最后图4还表明所使用的辊16和116具有的结构特殊性。

辊16、116备有旋转的颈缩部80，在它们之间配置有旋转的脊(Schneide)81。如果工件18、118放置在辊16、116上，其接触为点状接触，因为脊81只有一个周线作为接触的可能性。

淬火装置10、100此外还可以用普通方法运行。至此加热到淬火温度的炉内装料用加速档(Schnellgang)经过淬火装置10、100。根据本发明所描述的实施例，淬火剂12振荡着沿要冷却的工件18、118而延伸。交替地或同时地让工件18、118在辊道上可逆运动。通过淬火剂12以及工件18、118的振荡运动，工件18、118的最佳变形结果可以达到。

在图3的实施例中，所述的振荡效果将经由水-空气-混合物190、191而达到，混合物交替的由上面及由下面输入。在这里也可以预先设置工件118的可逆运动。

也可以将淬火乳化液喷入空气流以代替水。此外可以在水中混加防锈剂，以便在紧接着的出料过程中防止工件生锈。

在使用淬火乳化剂时，蒸汽膜的瓦解(Leiden-Frost-Temperatur)(莱顿夫罗斯特温度)有可能向更高的温度推移。在随后的乳化液的无残留物的蒸发时，同样可以省去另外的惯常清洗过程。

根据需要，在这里也可以使用惯用的保护气体来代替空气，以便防止万一发生的表面氧化反应。冷却过程在所有情况下可以根据工件材料以及尺寸来调节冷却强度，从而可以控制和平衡例如不可避免的在工件内部和温度下限范围产生的强大的温差。

总之，以此方式给出了所有用于更完全无变形的淬火的先决条件。

Claims (12)

1．工件(18；118)的淬火方法，其中工件(18；118)经受淬火剂(12)物流(26；190,191)，并且物流(26；190,191)被调整为可逆的，其特征在于工件(18；118)在具有辊(16；116)的辊道上横切物流(26；190,191)可逆运动。

2．按权利要求1的方法，其特征在于物流(26；190,191)被控制在直立方向，而工件(18；118)被排列在一个水平面上。

3．按权利要求1或2的方法，其特征在于淬火剂(12)是一种液体。

4．按权利要求3的方法，其特征在于液体(179,180)是水。

5．按权利要求3的方法，其特征在于液体(179,180)含有防锈剂。

6．按权利要求3的方法，其特征在于液体中混入有一种气体(169,170)。

7．按权利要求6所述的方法，其特征在于气体(169,170)是空气或一种惰性气体。

8．按权利要求6的方法，其特征在于混合物流(190,191)被调节为当气体速度为每秒钟10至30米时，具有每分钟每平方米工件表面1至250升的液体成分。

9．按权利要求1的方法，其特征在于工件(18；118)接点式接触形式(81)放置在辊道上。

10．用于工件(18；118)淬火的装置，在该装置中工件(18；118)经受一种淬火剂(12)物流(26；190,191)，用第一传输工具用于淬火剂(12)，而用第二传输工具用于工件(18)，其中第一传输工具在它的传输方向(26)上是可逆的，其特征在于第二传输工具使工件(18；118)横切物流(26；190,191)可逆运动并且包括具有辊(16；116)的辊道。

11．按权利要求10的装置，其特征在于第一传输工具是泵(44；167,168,175,176)。

12．按权利要求10或11所述的装置，其特征在于辊(16；116)备有颈缩部(Einschnürung)，这样，工件(18；118)只落在辊(16；116)旋转的脊(Schneide)(81)上。

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