[发明专利]楔横轧模具表面氮化炉

说明书

本发明公开了一种楔横轧模具表面氮化炉，包括氮化炉，其特征在于：氮化炉内的内胆底壁为加厚平面，并置于转动盘上；内胆的内壁设有等距离排列的、与置入的楔横轧模具的楔角方向均为顺时针方向转动的楔形凸条；炉盖的底壁设有圆口，内胆的上端设有与圆口配合连接的缩口，在圆口内壁与缩口外壁之间设有陶瓷环。该氮化炉，由于内胆周壁设有楔形凸楞，且内胆转动，所以氮气相对楔横轧模具表面的压力随着楔角的转动增加了压力，使楔角部位硬度更大，更有利于提高楔横轧模具的使用寿命；经过试用，其楔角位置的硬度能够达到52HRC，其展宽楞位置的硬度能够达到50 HRC；采用此方法，可防止楔横轧模具高温加热变形，提高了轴类轧件的精度。

技术领域

本发明涉及一种氮化炉的改进，具体地说是一种专用于楔横轧模具表面氮化、温度加热到540—570℃、防高温变形、硬度可提高到48-52HRC的楔横轧模具表面氮化炉。

背景技术

楔横轧模具是采用楔横轧工艺轧制轴类件的重要成型配件，包括弧形块，在弧形块的表面具有不同功能的楔角和不同功能的展宽楞；不同功能的楔角和不同功能的展宽楞按不同的轴类件设计；一套楔横轧模具有8块组成，按顺序固定在楔横轧辊的圆周表面，弧形块的高度为900mm，弧长为600—700mm，厚度为110mm。其楔横轧模具的制作工艺是：离心浇铸→粗加工→调质→精车→切块→钻孔→精加工；展宽楞、楔角的起楔段处在轧制辊体的表面中部，成型段的宽度趋近于轧制辊体的两端边沿。这种楔横轧模具制作工艺的不足在于：成型的楔横轧模具的硬度低，特别是展宽楞、楔角部位的调质成型硬度只能达到28-32HRC，致使楔横轧模具使用寿命短，一套楔横轧模具使用寿命一般为轧制轴类件6—8万件，由于一套楔横轧模的价格在12—16万元人民币，所以提高了轴类轧件的生产成本；如果调质成型硬度过高，模具精车加工困难。为了提高楔横轧模具表面的硬度，特别是展宽楞、楔角部位的硬度，目前通常采用常规的淬火方式，淬火过程是：将制作的楔横轧模具再次加热至830℃以上，保温4个小时，使之奥氏体化，随即浸入淬冷介质中，再快速冷却至室，进行马氏体转变，使楔横轧模具的硬度、强度、韧性及耐磨性得到提高。这种淬火方式所存在的不足在于：一是在高温加热时，容易使楔横轧模具的展宽楞、楔角部位变形，影响轴类轧件的轧制精度；二是其弧形块变形，弧形块模具在上轧辊固定时，在连接处高低不平，影响尺寸精度；三是硬度及其使用寿命提高幅度有限。

相同技术领域的技术人员都知道，氮化工艺可大幅度的提高工件表面硬度、耐磨、抗蚀、抗疲劳，已广泛用于锯条、螺丝、曲轴、缸套、柱塞、气门、齿轮、涡轮、钻头、刀具、紧固件、销轴、铝挤压模、电气动工具零件等。氮化工艺是在氮化炉内进行。目前所使用的氮化炉大多包括由不锈钢圆筒和内衬组成的炉体、加热元件、内胆、炉盖、搅拌风机、鼓风机、氮气输入管和进、出水管；其中：所述的加热元件敷设于炉体内壁；内胆置于炉体内中部，内胆的外壁与炉体内壁之间为加热腔；氮气输入管从炉盖的一侧伸入内胆内的下部，内胆的内壁为光滑弧面；搅拌风机的电机安装在炉盖的上壁中部，风叶伸入内胆的内腔上部；鼓风机安装在炉体的外壁一侧下部，出风口伸入炉体内加热腔的下部，与此对应，在炉体内的加热腔上部设有出风管；在炉盖的一侧设有伸入炉盖水封冷却环的进水管，在炉盖的另一侧设有与进水管相对应的出水管。这种氮化炉所存在的不足在于：一是在淡化处理过程中，由于内胆是静止的，作用于工件上的氮气压力是一致的，所以所处理工件表面的硬度是一致的，不能对工件不同硬度要求的部位区别处理；二是由于内胆的底壁厚度与内胆的侧壁厚度一致，所以影响承重能力；三是内胆的深度和直径不适应放置楔横轧模具。

通过检索可知，目前有多种关于采用氮化工艺提高工件硬度的报道，但尚未见用于提高楔横轧模具硬度的报道；更未见使楔角位置硬度高于展宽楞位置硬度的氮化工艺的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用氮化工艺提高楔横轧模具表面的硬度和耐磨性，并且使楔角位置硬度高于展宽楞位置硬度，其硬度能够达到48-52HRC，防止楔横轧模具高温加热变形，专用于楔横轧模具表面氮化处理的楔横轧模具表面氮化炉。