一种大型热作模具钢材料淬火冷却工艺的制作方法

1.本发明涉及淬火技术领域，具体涉及一种大型热作模具钢材料淬火冷却工艺。


背景技术：

2.热作模具钢包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类。热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触、这是与冷作模具工作条件的主要区别。因此会带来以下两方面的问题：(l)表层金属受热。通常锤锻模工作时，其模腔表面温度可达300～400℃以上热挤压模可达500-800℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。(2)表层金属产生热疲劳(龟裂)。热模的工作特点是具有间歇性，每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的表面。因此热作模具钢模的工作状态是反复受热和冷却，从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用，其结果引起模腔表面出现龟裂，称为热疲劳现象。为保证热作模具钢的回火稳定性和热疲劳强度，需要对热作模具钢进行淬火冷却。
3.现有的淬火冷却装置作业效率较低，不能满足流水线的大批量生产需求，且对于淬火作业中产生的烟尘和沉淀物不便于清理。
4.因此，发明一种大型热作模具钢材料淬火冷却工艺来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种大型热作模具钢材料淬火冷却工艺，以解决现有的淬火冷却装置作业效率较低，不能满足流水线的大批量生产需求，且对于淬火作业中产生的烟尘和沉淀物不便于清理的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大型热作模具钢材料淬火冷却工艺，包括热作模具钢加热、热作模具钢淬火和热作模具钢淬火空冷，且热作模具钢加热和热作模具钢淬火均在加热淬火一体设备上进行，加热淬火一体设备包括淬火箱和支撑架板，且支撑架板设置于淬火箱的顶部一侧，所述支撑架板正面两侧开设有两个对称分布的凹槽，每个所述凹槽内均滑动连接有两个对称分布的调节块，所述凹槽两端之间转动连接有双向丝杆，且双向丝杆贯穿两个调节块且与调节块螺纹套接，所述支撑架板两侧均贯穿设置有传导杆，所述传导杆与双向丝杆传动连接，所述调节块一侧固定连接有拐状延伸架，所述拐状延伸架远离调节块的一端固定连接有电磁加热控制器，所述电磁加热控制器的连接端设有电磁加热弧形排圈，所述电磁加热控制器靠近电磁加热弧形排圈的一侧设有隔热板；
7.所述支撑架板正面位于两个凹槽相对的一侧位置处均开设有槽口，所述槽口内固定连接有t形滑轨，所述t形滑轨内部滑动连接有t形滑块，所述t形滑块正面底部通过螺丝固定连接有升降拖架，所述升降拖架一端顶部固定连接有密封盒，所述密封盒内固定连接有第一驱动电机，且第一驱动电机输出轴贯穿密封盒且传动连接有支撑拖板，所述t形滑块
一侧平行分布有齿条板，所述齿条板与t形滑块之间设有拉动板，且齿条板和t形滑块均通过螺丝与拉动板固定连接，所述支撑架板中部下方转动连接有第一齿轮盘，所述第一齿轮盘轴心处固定连接有链轮，且两侧的齿条板分别与第一齿轮盘交错啮合，所述淬火箱后侧中部的顶端位置固定连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机输出轴贯穿淬火箱并传动连接有转动盘，所述转动盘正面一侧固定连接有第一轴杆，所述第一轴杆外侧套接有第一轴套，所述淬火箱内部一侧壁上固定连接有第二轴杆，所述第二轴杆外侧套接有第二轴套，所述淬火箱内部一侧壁上另一侧固定连接有第三轴杆，所述第三轴杆外侧套接有第三轴套，所述第二轴杆一侧固定连接有摆动板，所述摆动板远离第二轴杆的一端与第三轴套之间设有第一弹簧，所述第一弹簧一端与摆动板转动连接，且第一弹簧另一端与第三轴杆固定连接，所述摆动板顶部一侧铰接有链条，所述链条另一端与第一轴套固定连接，且链条与链轮链传动连接。
8.优选的，所述淬火箱内壁两侧底部均设置为弧形面，且淬火箱底部中心位置开设有下料口，所述下料口内可拆卸连接有遮挡漏斗，所述下料口正下方设有收纳箱，所述收纳箱与淬火箱之间通过法兰连接，所述收纳箱一侧底部设有排液管，且排液管内部设有调节阀。
9.优选的，所述淬火箱内壁靠近支撑架板的一侧固定连接有与弧形面平行设置的弧形导杆，所述弧形导杆上滑动连接有清理辊，所述清理辊外侧套接有转套，且转套表面设有螺旋槽，所述转动盘外侧固定连接有不完全齿环，所述转动盘两侧均设有与淬火箱转动连接的第二齿轮盘，且不完全齿环与两侧的第二齿轮盘啮合配合，所述第二齿轮盘轴心处延伸出凸块并固定连接有拉动杆，所述弧形导杆外侧套接有第二弹簧。
10.优选的，所述齿条板顶端固定连接有横杆，所述横杆正下方设有与支撑架板固定连接有的支撑块，所述支撑块顶部固定连接有减震器。
11.优选的，所述支撑架板顶部两侧均固定连接有集烟罩，所述集烟罩一侧连接吸烟机，所述淬火箱外侧设有超声波发生器，且超声波发生器的输出端设置于淬火箱内底部。
12.优选的，所述淬火箱与支撑架板的两侧共同设有连接板，所述淬火箱和支撑架板均通过螺丝与连接板固定连接。
13.优选的，所述淬火箱底部四角均固定连接有支脚架，支脚架高度与收纳盒和法兰的高度之和相等，所述支撑架板正面位于凹槽的下平面处固定连接有助力条。
14.优选的，所述链条两端连接处与链轮位于同一水平面，两个电磁加热弧形排圈之间的中心点位于支撑拖板中轴线上。
15.优选的，所述齿条板、第一齿轮盘、转动盘和第二齿轮盘均贴合淬火箱内壁设置，所述拉动杆位于摆动板的一侧。
16.一种大型热作模具钢材料淬火冷却工艺，其具体加工步骤如下：
17.步骤一：启动第二驱动电机，使其输出轴逆时针转动缓慢传动转动盘，第一轴杆接近最低端时在第一轴杆和第一轴套配合拉动效果下摆动板被环绕第二轴杆抬起，且第一弹簧被拉伸，过程中链条绷紧并链传动链轮，进一步带动第一齿轮盘转动，第一齿轮盘啮合两侧的齿条板分别上升和下降，在拉动板带动下t形滑块能够带着升降拖架运动，从而实现两侧第一驱动电机和支撑拖板的交错升降；
18.步骤二：当一侧的支撑拖板位于电磁加热弧形排圈顶端时，将待处理的热作模具
钢材料固定在支撑拖板上，并启动电磁加热控制器和第一驱动电机，使热作模具钢材料匀速旋转并缓慢下降，先进行加热随后没入冷却液中进行淬火，下降至电磁加热弧形排圈底部时关闭电磁加热控制器，另一侧支撑拖板缓慢升起，当处理好热作模具钢材料的支撑拖板位于电磁加热弧形排圈顶端时，取下热作模具钢材料进行空冷，并更换新的热作模具钢材料；
19.步骤三：淬火时超声波发生器及其输出端对冷却液进行振荡清洗工件，配合摆动板搅拌冷却液，使冷却液能够快速散温，淬火产生的固体沉淀物脱落后滑落至收纳盒内，遮挡漏斗减少其再次上涌的可能性，且在转动盘转动过程中，不完全齿环与两侧的第二齿轮盘周期性啮合，并在拉动杆和弧形导杆以及第二弹簧的配合下实现清理辊刮擦弧形面，配合螺旋槽将淬火箱内的沉淀物引导至遮挡漏斗处落下。
20.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
21.1、通过加热淬火一体设备进行淬火冷却，利用第二驱动电机的动力通过联动结构实现整体功能的运行，协同效果好，降低了能源损耗，第二驱动电机缓慢传动转动盘使摆动板环绕第二轴杆摆动，链条传动链轮使第一齿轮盘啮合两侧的齿条板分别上升和下降，从而实现两侧工位的交错升降，实现双工位高效淬火，提高了淬火质量和效率，降低了生产成本，适用于大规模批量化生产；
22.2、通过超声波发生器及其输出端对冷却液进行振荡，且摆动板绕着第二轴杆周期性摆动，达到翻滚冷却液的效果，增大冷却液与工件的接触面积和接触活跃度，能够对没入冷却液中的工件进行清洗，使冷却液能够快速散热，工件淬火产生的固体沉淀物脱落后滑落至收纳盒内，遮挡漏斗减少其再次上涌的可能性，清理辊刮擦弧形面，方便维护和清理，且吸烟机工作产生吸力，通过集烟罩以及管道将淬火产生的油烟、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳等烟尘和有害气体收纳，并进一步处理，提高车间内的环境质量；
23.3、通过旋转传导杆并传动双向丝杆转动，使两侧的调节块相对靠近或远离，进一步通过拐状延伸架拉动电磁加热控制器和电磁加热弧形排圈移动，调整两个电磁加热弧形排圈之间的距离，从而适用不同规格的工件使用，提高加热效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明加热淬火一体设备的整体结构第一视角立体图；
26.图2为本发明加热淬火一体设备的整体结构第二视角立体图；
27.图3为本发明加热淬火一体设备的整体左视图；
28.图4为本发明加热淬火一体设备的整体主视图；
29.图5为本发明加热淬火一体设备的整体俯视图；
30.图6为本发明加热淬火一体设备的剖面结构第一视角立体图；
31.图7为本发明加热淬火一体设备的剖面结构第二视角立体图；
32.图8为本发明图6的a部结构放大图；
33.图9为本发明加热淬火一体设备的剖面结构示意图。
34.附图标记说明：
35.1、淬火箱；2、支撑架板；3、凹槽；4、调节块；5、双向丝杆；6、传导杆；7、拐状延伸架；8、电磁加热控制器；9、电磁加热弧形排圈；10、t形滑轨；11、t形滑块；12、升降拖架；13、密封盒；14、第一驱动电机；15、支撑拖板；16、齿条板；17、拉动板；18、第一齿轮盘；19、链轮；20、第二驱动电机；21、转动盘；22、第一轴杆；23、第一轴套；24、第二轴杆；25、第二轴套；26、第三轴杆；27、第三轴套；28、摆动板；29、第一弹簧；30、链条；31、下料口；32、遮挡漏斗；33、收纳箱；34、法兰；35、排液管；36、弧形导杆；37、清理辊；38、不完全齿环；39、第二齿轮盘；40、拉动杆；41、第二弹簧；42、横杆；43、支撑块；44、减震器；45、集烟罩；46、超声波发生器；47、连接板；48、助力条。
具体实施方式
36.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
37.本发明提供了如图1-9所示的一种大型热作模具钢材料淬火冷却工艺，包括热作模具钢加热、热作模具钢淬火和热作模具钢淬火空冷，且热作模具钢加热和热作模具钢淬火均在加热淬火一体设备上进行，加热淬火一体设备包括淬火箱1和支撑架板2，且支撑架板2设置于淬火箱1的顶部一侧，所述支撑架板2正面两侧开设有两个对称分布的凹槽3，每个所述凹槽3内均滑动连接有两个对称分布的调节块4，所述凹槽3两端之间转动连接有双向丝杆5，且双向丝杆5贯穿两个调节块4且与调节块4螺纹套接，所述支撑架板2两侧均贯穿设置有传导杆6，所述传导杆6与双向丝杆5传动连接，所述调节块4一侧固定连接有拐状延伸架7，所述拐状延伸架7远离调节块4的一端固定连接有电磁加热控制器8，所述电磁加热控制器8的连接端设有电磁加热弧形排圈9，所述电磁加热控制器8靠近电磁加热弧形排圈9的一侧设有隔热板，隔热板对电磁加热控制器8进行保护，减少高温带来的机械老化问题；
38.所述支撑架板2正面位于两个凹槽3相对的一侧位置处均开设有槽口，所述槽口内固定连接有t形滑轨10，所述t形滑轨10内部滑动连接有t形滑块11，所述t形滑块11正面底部通过螺丝固定连接有升降拖架12，所述升降拖架12一端顶部固定连接有密封盒13，所述密封盒13内固定连接有第一驱动电机14，且第一驱动电机14输出轴贯穿密封盒13且传动连接有支撑拖板15，所述t形滑块11一侧平行分布有齿条板16，所述齿条板16与t形滑块11之间设有拉动板17，且齿条板16和t形滑块11均通过螺丝与拉动板17固定连接，所述支撑架板2中部下方转动连接有第一齿轮盘18，所述第一齿轮盘18轴心处固定连接有链轮19，且两侧的齿条板16分别与第一齿轮盘18交错啮合，所述淬火箱1后侧中部的顶端位置固定连接有第二驱动电机20，所述第二驱动电机20输出轴贯穿淬火箱1并传动连接有转动盘21，所述转动盘21正面一侧固定连接有第一轴杆22，所述第一轴杆22外侧套接有第一轴套23，所述淬火箱1内部一侧壁上固定连接有第二轴杆24，所述第二轴杆24外侧套接有第二轴套25，所述淬火箱1内部一侧壁上另一侧固定连接有第三轴杆26，所述第三轴杆26外侧套接有第三轴套27，所述第二轴杆24一侧固定连接有摆动板28，所述摆动板28远离第二轴杆24的一端与第三轴套27之间设有第一弹簧29，所述第一弹簧29一端与摆动板28转动连接，且第一弹簧29另一端与第三轴杆26固定连接，所述摆动板28顶部一侧铰接有链条30，所述链条30另一端与第一轴套23固定连接，且链条30与链轮19链传动连接。
39.进一步的，在上述技术方案中，所述淬火箱1内壁两侧底部均设置为弧形面，且淬火箱1底部中心位置开设有下料口31，所述下料口31内可拆卸连接有遮挡漏斗32，所述下料口31正下方设有收纳箱33，所述收纳箱33与淬火箱1之间通过法兰34连接，所述收纳箱33一侧底部设有排液管35，且排液管35内部设有调节阀，收纳箱33与淬火箱1通过下料口31连通并通过法兰34连接，在需要对装置进行维护或者更换冷却液时，打开调节阀使冷却液从排液管35排出，进一步能够拆卸收纳箱33清理其内部沉淀物。
40.进一步的，在上述技术方案中，所述淬火箱1内壁靠近支撑架板2的一侧固定连接有与弧形面平行设置的弧形导杆36，所述弧形导杆36上滑动连接有清理辊37，所述清理辊37外侧套接有转套，且转套表面设有螺旋槽，所述转动盘21外侧固定连接有不完全齿环38，所述转动盘21两侧均设有与淬火箱1转动连接的第二齿轮盘39，且不完全齿环38与两侧的第二齿轮盘39啮合配合，所述第二齿轮盘39轴心处延伸出凸块并固定连接有拉动杆40，所述弧形导杆36外侧套接有第二弹簧41，转套能够转动，配合螺旋槽在清理辊37周期性刮擦弧形面时能够将淬火箱1内壁的沉淀物刮擦掉落。
41.进一步的，在上述技术方案中，所述齿条板16顶端固定连接有横杆42，所述横杆42正下方设有与支撑架板2固定连接有的支撑块43，所述支撑块43顶部固定连接有减震器44，齿条板16下行时带动横杆42向下移动，直至横杆42接触减震器44并进一步配合支撑块43挤压使减震器44收缩，减少齿条板16运动在升降转换过程中的震动，提高稳定性。
42.进一步的，在上述技术方案中，所述支撑架板2顶部两侧均固定连接有集烟罩45，所述集烟罩45一侧连接吸烟机，所述淬火箱1外侧设有超声波发生器46，且超声波发生器46的输出端设置于淬火箱1内底部，吸烟机工作产生吸力，通过集烟罩45以及管道将淬火产生的油烟、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳等烟尘和有害气体收纳，并进一步处理，提高车间内的环境。
43.进一步的，在上述技术方案中，所述淬火箱1与支撑架板2的两侧共同设有连接板47，所述淬火箱1和支撑架板2均通过螺丝与连接板47固定连接，连接板47使淬火箱1和支撑架板2连接稳定且便于安装维护。
44.进一步的，在上述技术方案中，所述淬火箱1底部四角均固定连接有支脚架，支脚架高度与收纳盒和法兰34的高度之和相等，所述支撑架板2正面位于凹槽3的下平面处固定连接有助力条48，助力条48用于支撑拐状延伸架7，提高电磁加热控制器8和电磁加热弧形排圈9的稳定性。
45.进一步的，在上述技术方案中，所述链条30两端连接处与链轮19位于同一水平面，两个电磁加热弧形排圈9之间的中心点位于支撑拖板15中轴线上，链轮19在同一平面上，避免受力干扰导致的链条脱落，电磁加热弧形排圈9可调节能够适用不同规格的工件使用，提高加热效率。
46.进一步的，在上述技术方案中，所述齿条板16、第一齿轮盘18、转动盘21和第二齿轮盘39均贴合淬火箱1内壁设置，所述拉动杆40位于摆动板28的一侧，淬火箱1内的各零部件工作时相互之间不影响，提高装置工作的安全性和稳定性。
47.一种大型热作模具钢材料淬火冷却工艺，其具体加工步骤如下：
48.步骤一：启动第二驱动电机20，使其输出轴逆时针转动缓慢传动转动盘21，第一轴杆22接近最低端时在第一轴杆22和第一轴套23配合拉动效果下摆动板28被环绕第二轴杆
24抬起，且第一弹簧29被拉伸，过程中链条30绷紧并链传动链轮19，进一步带动第一齿轮盘18转动，第一齿轮盘18啮合两侧的齿条板16分别上升和下降，在拉动板17带动下t形滑块11能够带着升降拖架12运动，从而实现两侧第一驱动电机14和支撑拖板15的交错升降；
49.步骤二：当一侧的支撑拖板15位于电磁加热弧形排圈9顶端时，将待处理的热作模具钢材料固定在支撑拖板15上，并启动电磁加热控制器8和第一驱动电机14，使热作模具钢材料匀速旋转并缓慢下降，先进行加热随后没入冷却液中进行淬火，第一驱动电机14带动工件转动，提高工件加热的均匀性，下降至电磁加热弧形排圈9底部时关闭电磁加热控制器8，另一侧支撑拖板15缓慢升起，当处理好热作模具钢材料的支撑拖板15位于电磁加热弧形排圈9顶端时，取下热作模具钢材料进行空冷，并更换新的热作模具钢材料；
50.步骤三：淬火时超声波发生器46及其输出端对冷却液进行振荡清洗工件，配合摆动板28搅拌冷却液，使冷却液能够快速散温，淬火产生的固体沉淀物脱落后滑落至收纳盒内，遮挡漏斗32减少其再次上涌的可能性，且在转动盘21转动过程中，不完全齿环38与两侧的第二齿轮盘39周期性啮合，并在拉动杆40和弧形导杆36以及第二弹簧41的配合下实现清理辊37刮擦弧形面，配合螺旋槽将淬火箱1内的沉淀物引导至遮挡漏斗32处落下。
51.本发明工作原理：
52.参照说明书附图1-9，通过加热淬火一体设备进行热作模具钢材料淬火冷却作业时，首先在淬火箱1内加入适量高度的冷却液，随后启动第二驱动电机20，使其输出轴逆时针转动并缓慢传动转动盘21，第一轴杆22逐渐接近最低端时在第一轴杆22和第一轴套23配合拉动效果下摆动板28被环绕第二轴杆24抬起，且第一弹簧29被拉伸，过程中链条30绷紧并链传动链轮19，进一步带动第一齿轮盘18转动，第一齿轮盘18啮合两侧的齿条板16分别上升和下降，在拉动板17带动下t形滑块11能够带着升降拖架12运动，从而实现两侧第一驱动电机14和支撑拖板15的交错升降，第一轴杆22越过最低端后逐渐上升，第一弹簧29回弹力拉动摆动板28带动链条30一端下行，第一齿轮盘18发生反转，实现两侧连接的升降拖架12两个工位交错工作，进行淬火，当一侧的支撑拖板15位于电磁加热弧形排圈9顶端时，将待处理的热作模具钢材料固定在支撑拖板15上，并启动电磁加热控制器8和第一驱动电机14，使热作模具钢材料匀速旋转并缓慢下降，先进行加热随后没入冷却液中进行淬火，下降至电磁加热弧形排圈9底部时关闭电磁加热控制器8，另一侧支撑拖板15缓慢升起，当处理好热作模具钢材料的支撑拖板15位于电磁加热弧形排圈9顶端时，取下热作模具钢材料进行空冷，并更换新的热作模具钢材料，双工位高效加工，提高了淬火质量和效率，降低了生产成本；
53.参照说明书附图1-9，淬火作业时，超声波发生器46及其输出端对冷却液进行振荡，且摆动板28绕着第二轴杆24周期性摆动，达到翻滚冷却液的效果，增大冷却液与工件的接触面积和接触活跃度，能够对没入冷却液中的工件进行清洗，使冷却液能够快速散热，工件淬火产生的固体沉淀物脱落后滑落至收纳盒内，遮挡漏斗32减少其再次上涌的可能性，且在转动盘21转动过程中，不完全齿环38与两侧的第二齿轮盘39周期性啮合，并在拉动杆40和弧形导杆36以及第二弹簧41的配合下实现清理辊37刮擦弧形面，配合螺旋槽将淬火箱1内的沉淀物引导至遮挡漏斗32处落下，方便维护和清理，且吸烟机工作产生吸力，通过集烟罩45以及管道将淬火产生的油烟、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳等烟尘和有害气体收纳，并进一步处理，提高车间内的环境质量；
54.参照说明书附图1-9，通过旋转传导杆6并传动双向丝杆5转动，使两侧的调节块4相对靠近或远离，进一步通过拐状延伸架7拉动电磁加热控制器8和电磁加热弧形排圈9移动，调整两个电磁加热弧形排圈9之间的距离，从而适用不同规格的工件使用，提高加热效率。
55.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。