[发明专利]用于感应淬火的可控冷却系统

说明书

本发明公开了一种用于感应淬火的可控冷却系统，包括为系统提供具有高压的冷却剂气体的供气装置、将供气装置提供的冷却剂气体的温度调整到设定的温度的气体加热冷却装置、对冷却剂气体的温度、压力、流速进行实时监测和控制的冷却速率控制装置、将冷却剂以设定的速度、压力和角度喷射到工件的表面的喷射套、用于在工件按预定冷却速度冷却到一定温度后的贝氏体组织转变的等温转变装置和控制系统；控制系统分别与供气装置、气体加热冷却装置、冷却速率控制装置、等温转变装置相连并对其进行控制。本技术方案克服了热处理厂使用硝盐进行等温淬火的工艺受到严重的制约的问题。

技术领域

本发明涉及金属热处理生产中的感应淬火冷却领域，尤其涉及一种用于感应淬火的可控冷却系统。

背景技术

感应加热表面淬火是利用电磁感应的原理，使零件在交变磁场中切割磁力线，在产品表面产生感应电流，又根据交流电的集肤效应，以涡流形式将零件表面快速加热，而后急冷的淬火方法。它在热处理领域中占有重要地位，这一技术已经在我国被广泛应用。

感应淬火装置包括感应加热部件和冷却部件组成，感应加热部件产生交变的电磁场，加热工件；冷却部件通过喷水冷却加热后的工件，提高工件的硬度，从而提高工件的耐磨性。

目前常用的感应淬火冷却装置主要采用单一的冷却介质水或油对工件进行冷却，如果采用水冷却工件，水的冷却速率较高，可获得硬度较高，淬硬层较深的样品，但是工件的变形量较大，甚至出现开裂现象；如果采用油冷却工件，油的冷却速率较低，可有效减小工件的变形量，但样品的淬硬层深度较浅，硬度也较低。

等温淬火是为了使材料获得贝氏体，从而具有高强度高硬度高疲劳等有优异。目前的等温淬火工艺，采用硝盐为冷却剂。将工件加热到设定的温度，保温一定的时间保证奥氏体化，然后在硝盐液中以一定的冷却速度冷却300℃上下的等温温度进行等温(等温温度与金属零件的材料成分相关)，获得贝氏体组织以及相应的力学性能。然而，随着我国环保政策的日益严格，热处理厂使用硝盐进行等温淬火的工艺受到严重的制约。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种用于感应淬火的可控冷却系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于感应淬火的可控冷却系统，包括供气装置、气体加热冷却装置、冷却速率控制装置、喷射套、等温转变装置和控制系统；控制系统分别与供气装置、气体加热冷却装置、冷却速率控制装置、等温转变装置相连并对其进行控制；供气装置为系统提供具有高压的冷却剂气体；气体加热冷却装置将供气装置提供的冷却剂气体的温度调整到设定的温度；冷却速率控制装置对冷却剂气体的温度、压力、流速进行实时监测，对进入喷射套的冷却剂气体的压力、温度、流量进行控制；喷射套将冷却剂通过喷射孔以设定的速度、压力和角度喷射到工件的表面，使工件按预定的冷却速度冷却；等温转变装置提供一个恒定温度的场所，用于在工件按预定冷却速度冷却到一定温度后的贝氏体组织转变。

进一步的改进，供气装置包括制氮机和和储气罐一；制氮机和储气罐一通过管道连接；储气罐一上设有温度传感器一和压力传感器一；储气罐一与气体加热冷却装置之间的管道上设置有电磁调节阀一；压力传感器一、温度传感器一和电磁调节阀一分别与控制系统相连并受控制系统控制。

进一步的改进，包括空气压缩机和储气罐二；空气压缩机和储气罐二通过管道连接；储气罐二上设有压力传感器二和温度传感器二；储气罐二与气体加热冷却装置之间的管道上设置有电磁调节阀一；压力传感器二、温度传感器二电磁调节阀一分别与控制系统相连并受控制系统控制。

进一步的改进，气体加热冷却装置包括由加热器和换热管组成的热交换器；热交换器上设有温度传感器三和压力传感器三；热交换器对流经的气体进行加热或冷却，以维持流经气体的温度在工艺设定的范围之内；热交换器、压力传感器三和温度传感器三分别与控制系统相连并受控制系统控制。