一种能够实现弹簧钢丝淬火保温及气氛调节的装置的制作方法

1.本实用新型属于弹簧钢丝油淬火-回火热处理的技术领域，更具体讲一种能够实现弹簧钢丝淬火保温及气氛调节的装置。


背景技术：

2.油淬火-回火弹簧钢丝通常用于制作各种弹簧，如：汽车用发动机气门弹簧、离合器用弹簧以及其他机械用弹簧。在弹簧钢丝热处理时要求，奥氏体炉将钢丝加热奥氏体化温度以上（约900℃），保温一段时间，快速进入淬火液中完成组织转变。实际生产中，奥氏体炉出口与淬火液槽中需要保持一定距离，奥氏体炉加热后的高温钢丝进入淬火液槽前暴露在空气中，一方面导致钢丝温降过大，另一方面高温下钢丝极易被空气氧化脱碳。钢丝淬火时需要保证钢丝温度在800度以上，因而相应地必须提高加热炉的温度来弥补钢丝出炉后的温降，这样势必要大大增加能源消耗；而且暴露在空气中的高温钢丝，浸入淬火液槽前不同规格的多根钢丝之间温差较大，无法保证生产的工艺稳定；并且弹簧钢丝的交付标准不允许有全脱碳。为避免弹簧钢丝全脱碳，就需要将高温下的钢丝与空气隔离；并且在弹簧钢丝卷制过程中，卷簧的稳定与钢丝表面氧化膜的组成结构有关，为了卷簧稳定就需要保证钢丝的表面氧化层均匀一致，而弹簧钢丝的表面氧化状态主要受热处理时钢丝氧化程度影响。
3.传统钢丝热处理时一般为通过控制奥氏体炉温度来控制钢丝淬火温度和表面氧化状态，这种方式受环境影响大，能源消耗大、无法保证钢丝表面氧化状态均匀一致，且淬火温度的变化直接影响钢丝性能，产品合格率低。
4.因此，有必要提供一种新的便于控制淬火-回火钢丝生产线的淬火温度与氧化气氛的装置解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的正是针对现有技术中所存在的不足之处而设计的一种能够实现弹簧钢丝淬火保温及气氛调节的装置。利用本实用新型能够在弹簧钢丝淬火过程中对高温钢丝进行保温和空气隔绝，通过保温能够减少钢丝出炉后的温降、降低能源消耗、减少环境温度对钢丝性能的影响，通过空气隔绝能够控制钢丝在空气中的氧化程度、保证钢丝表面氧化层的均匀性、大大提高工艺稳定性和钢丝的力学性能；同时利用本实用新型还能够对弹簧钢丝高温热处理过程中的气氛进行调节和控制，既有效避免了弹簧钢丝在高温热处理过程中脱碳，又保证了弹簧钢丝高温热处理后表面氧化状态的均匀性；此外本实用新型还具有结构简单、便于拆装、操作方便的优点。
6.本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：
7.本实用新型的一种能够实现弹簧钢丝淬火保温及气氛调节的装置包括与淬火油槽的前端面贴合放置、且与淬火油槽的底面平齐的保温底板（用于支撑保温上盖，且作为密封保温腔的下模），扣合在保温底板的正上方、与保温底板组配成密封保温腔的保温上盖
（保温上盖作为密封保温腔的上模，与保温底板组配成密封保温腔，能够在弹簧钢丝淬火过程中对高温钢丝进行保温和空气隔绝，通过保温能够减少钢丝出炉后的温降、降低能源消耗、减少环境温度对钢丝性能的影响，通过空气隔绝能够控制钢丝在空气中的氧化程度、保证钢丝表面氧化层的均匀性、大大提高工艺稳定性和钢丝的力学性能），横向嵌装在保温上盖顶壁内的加热电炉丝（通电后产生热量，为密封保温腔的保温功能提供热量来源），竖向贯穿保温上盖顶壁、且连通密封保温腔的测温热电偶和进气管（测温热电偶用于实时测量密封保温腔内的气体温度；进气管作为保护气体的供给通道，不仅能够避免钢丝氧化，而且能够对弹簧钢丝高温热处理过程中的气氛进行调节和控制，既有效避免了弹簧钢丝在高温热处理过程中脱碳，又保证了弹簧钢丝高温热处理后表面氧化状态的均匀性），插装在保温上盖的前壁上、连通密封保温腔与奥氏体炉的炉管（从奥氏体炉移出的钢丝沿着炉管的内腔前移，能够减少热量散失和温降，同时隔绝空气、减少氧化），以及外部的plc控温系统；在进气管上安装有流量计和压力表（用于测量和控制进气管中保护气体的流量及压力），加热电炉丝、测温热电偶、流量计和压力表均与外部的plc控温系统以电信号方式相连（测温热电偶将实时所测的温度信号及时传递传递给外部的plc控温系统，外部的plc控温系统结合预设参数范围来控制加热电炉丝的通电或断电，便于自动控制钢丝热处理过程中淬火温度；同时流量计将实时所测的流量信号、压力表将实时所测的压力信号及时传递传递给外部的plc控温系统，外部的plc控温系统结合预设参数范围来调节和控制保护气体的流量及压力，便于自动控制钢丝热处理过程中氧化气氛）。
8.本实用新型中所述保温上盖与保温底板均设有填充保温棉的夹腔结构（在夹腔中填充保温棉后，能够减少热量散失和温降）。
9.在本实用新型中所述保温上盖的顶壁上表面中心安装有与电动提升机相配用的吊装把手（将电动提升机的卷绳系在吊装把手上，只需启动电动提升机转动，就能够轻松安全升降保温上盖，操作方便、使用安全）。
10.在本实用新型中所述保温上盖的前壁上加工有炉管安装孔（方便插装炉管），在保温上盖的后壁上加工有钢丝穿装孔（便于钢丝顺利通过）。
11.本实用新型的设计原理如下：
12.本实用新型中保温上盖扣合在保温底板的正上方、两者组配形成一个密封保温腔，且借助炉管来连通奥氏体炉与密封保温腔，并通过横向嵌装在保温上盖顶壁内的加热电炉丝通电后产生热量来为密封保温腔的保温功能提供热量来源，这样钢丝从奥氏体炉移出经过炉管和密封保温腔再进入淬火油槽，这个相对密闭的空间能够对淬火过程中的高温钢丝进行保温和空气隔绝，通过保温能够减少钢丝出炉后的温降、降低能源消耗、减少环境温度对钢丝性能的影响，通过空气隔绝能够控制钢丝在空气中的氧化程度、保证钢丝表面氧化层的均匀性、大大提高工艺稳定性和钢丝的力学性能。同时，本实用新型还在保温上盖顶壁竖向贯穿有连通密封保温腔的进气管，保护气体通过进气管供给到密封保温腔内，不仅能够避免钢丝氧化，而且能够对弹簧钢丝高温热处理过程中的气氛进行调节和控制，既有效避免了弹簧钢丝在高温热处理过程中脱碳，又保证了弹簧钢丝高温热处理后表面氧化状态的均匀性。另外，本实用新型通过测温热电偶能够将实时所测的温度信号及时传递传递给外部的plc控温系统，外部的plc控温系统结合预设参数范围来控制加热电炉丝的通电或断电，便于自动控制钢丝热处理过程中淬火温度；本实用新型通过流量计将实时所测的
流量信号、通过压力表将实时所测的压力信号及时传递传递给外部的plc控温系统，外部的plc控温系统结合预设参数范围来调节和控制保护气体的流量及压力，便于自动控制钢丝热处理过程中氧化气氛。
13.综上所述，本实用新型与传统生产线相比，不需要通过提升奥氏体炉的炉温来保证淬火温度，避免高温钢丝在进入淬火液前温度降低过多，可以在保证工艺稳定性的同时降低能源消耗；本实用新型与传统生产线相比，在保温上盖内设置有通入保护气体的进气管、并加装流量计和压力表，使得保护气体缓慢稳定地通入密封保温腔内，避免从奥氏体炉移出的高温钢丝直接暴露在空气中，一定程度上减缓了高温钢丝的氧化，并能够通过调节通入保护气体的流量和压力可以控制高温钢丝的氧化程度，有效避免钢丝在高温热处理时脱碳，又保证了钢丝高温热处理后表面氧化状态的均匀性。本实用新型还设计有吊装把手，与电动提升机配用能够轻松安全升降保温上盖，具有操作方便、使用安全的优点。
14.本实用新型的有益技术效果：
15.利用本实用新型能够在弹簧钢丝淬火过程中对高温钢丝进行保温和空气隔绝，通过保温能够减少钢丝出炉后的温降、降低能源消耗、减少环境温度对钢丝性能的影响，通过空气隔绝能够控制钢丝在空气中的氧化程度、保证钢丝表面氧化层的均匀性、大大提高工艺稳定性和钢丝的力学性能；同时利用本实用新型还能够对弹簧钢丝高温热处理过程中的气氛进行调节和控制，既有效避免了弹簧钢丝在高温热处理过程中脱碳，又保证了弹簧钢丝高温热处理后表面氧化状态的均匀性；此外本实用新型还具有结构简单、便于拆装、操作方便的优点。
附图说明
16.图1是本实用新型的结构示意图。
17.图2是图1中的a-a剖视图。
18.图中零件序号：1、保温上盖，2、保温底板，3、密封保温腔，4、加热电炉丝，5、测温热电偶，6、进气管，7、流量计，8、压力表，9、炉管，10、吊装把手，11、保温棉，12、奥氏体炉，13、淬火油槽，14、电动提升机。
具体实施方式
19.本实用新型以下结合附图作进一步描述：
20.如图1、图2所示，本实用新型的一种能够实现弹簧钢丝淬火保温及气氛调节的装置包括与淬火油槽13的前端面贴合放置、且与淬火油槽13的底面平齐的保温底板2（用于支撑保温上盖1，且作为密封保温腔3的下模），扣合在保温底板的正上方、与保温底板组配成密封保温腔3的保温上盖1（保温上盖1作为密封保温腔3的上模，与保温底板2组配成密封保温腔3，能够在弹簧钢丝淬火过程中对高温钢丝进行保温和空气隔绝，通过保温能够减少钢丝出炉后的温降、降低能源消耗、减少环境温度对钢丝性能的影响，通过空气隔绝能够控制钢丝在空气中的氧化程度、保证钢丝表面氧化层的均匀性、大大提高工艺稳定性和钢丝的力学性能），横向嵌装在保温上盖1顶壁内的加热电炉丝4（通电后产生热量，为密封保温腔3的保温功能提供热量来源），竖向贯穿保温上盖1顶壁、且连通密封保温腔3的测温热电偶5和进气管6（测温热电偶5用于实时测量密封保温腔3内的气体温度；进气管6作为保护气体
的供给通道，不仅能够避免钢丝氧化，而且能够对弹簧钢丝高温热处理过程中的气氛进行调节和控制，既有效避免了弹簧钢丝在高温热处理过程中脱碳，又保证了弹簧钢丝高温热处理后表面氧化状态的均匀性），插装在保温上盖1的前壁上、连通密封保温腔3与奥氏体炉12的炉管9（从奥氏体炉12移出的钢丝沿着炉管9的内腔前移，能够减少热量散失和温降，同时隔绝空气、减少氧化），以及外部的plc控温系统；在进气管6上安装有流量计7和压力表8（用于测量和控制进气管6中保护气体的流量及压力），加热电炉丝4、测温热电偶5、流量计7和压力表8均与外部的plc控温系统以电信号方式相连（测温热电偶5将实时所测的温度信号及时传递传递给外部的plc控温系统，外部的plc控温系统结合预设参数范围来控制加热电炉丝4的通电或断电，便于自动控制钢丝热处理过程中淬火温度；同时流量计7将实时所测的流量信号、压力表8将实时所测的压力信号及时传递传递给外部的plc控温系统，外部的plc控温系统结合预设参数范围来调节和控制保护气体的流量及压力，便于自动控制钢丝热处理过程中氧化气氛）。
21.本实用新型中所述保温上盖1与保温底板2均设有填充保温棉11的夹腔结构（在夹腔中填充保温棉11后，能够减少热量散失和温降）。
22.在本实用新型中所述保温上盖1的顶壁上表面中心安装有与电动提升机14相配用的吊装把手10（将电动提升机14的卷绳系在吊装把手10上，只需启动电动提升机14转动，就能够轻松安全升降保温上盖1，操作方便、使用安全）。
23.在本实用新型中所述保温上盖1的前壁上加工有炉管安装孔（方便插装炉管9），在保温上盖1的后壁上加工有钢丝穿装孔（便于钢丝顺利通过）。
24.本实用新型的具体使用情况如下：
25.首先，按照上述结构描述及结合图1所示来组装本实用新型，且将本实用新型放置在奥氏体炉12与淬火油槽13之间，使本实用新型的后端壁与淬火油槽13的前端壁贴合。接着，让从奥氏体炉12移出的钢丝贯穿炉管9、密封保温腔3后进入淬火油槽13进行淬火即可。