[发明专利]锻造工件余热正火及二次加热淬回火的自动生产线及工艺

说明书

一种锻造工件余热正火及二次加热淬回火的自动生产线及工艺，其中自动生产线包括控制单元及分别与控制单元电性连接且彼此依序相接设的工件余热正火输送链带、正火后工件冷却台、进料机构、可控气氛环形炉、出料机构、淬火装置、淬火后工件冷却台与低温回火炉；通过控制单元控制使经工件锻造机锻造的工件由工件余热正火输送链带输送并空冷正火后，再经正火后工件冷却台冷却及进料机构输送进入可控气氛环形炉进行二次加热，之后工件通过出料机构进入淬火装置进行淬火，再经淬火后工件冷却台冷却后进入低温回火炉回火；据此提升工件的热处理生产效率且工件可得到细化的马氏体组织而获得较佳的硬度、强度和抗冲击性以提升工件整体的耐磨性和抗破碎性。

技术领域

本发明涉及工件热处理技术领域，尤其是涉及一种锻造工件余热正火及二次加热淬回火的自动生产线及工艺。

背景技术

锻造钢磨球利用锻造后的余热进行淬火热处理的工艺，由于其生产成本低，生产效率高等优势，在钢磨球热处理领域中得到了广泛的应用。但是该工艺生产的钢磨球在质量上存在的共性问题是淬火后马氏体组织粗大，钢磨球在服役中抗破碎性能较差。导致上述问题的原因是由于钢磨球始锻温度一般要达到1100℃，因此,锻打前其奥氏体晶粒已发生粗化。钢磨球终锻温度为900至950℃左右，因此，钢磨球需要在空气中待温到表面温度下降到规定的温度(900℃至800℃)入水淬火，在此种情况下，奥氏体不可能产生重结晶而细化晶粒，因此，利用锻后余热淬火只能得到粗大的马氏体组织，该结果已在对金相组织的观察中得到充分的证明。粗大的马氏体组织对于不同材质和不同直径规格的钢磨球的性能影响是不同的，对于大直径且整体硬度和抗破碎性能要求较高的钢磨球，其危害是不容忽视的。

因此，如何使奥氏体重结晶而细化淬火前的晶粒度，进而得到细化的马氏体组织，而且又能保证大批量钢磨球淬火前温度的均匀性，以使钢磨球的整体抗破碎性能得到大幅提升，使钢磨球质量更加稳定，并通过自动化生产而提高钢磨球的生产效率，已成为本领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本技术方案要解决的主要技术问题是，如何使锻造后的工件的奥氏体在淬火前重结晶细化，进而得到细化的马氏体组织，以提升工件整体的抗破碎性能；本技术方案要解决的次要技术问题是，如何能够提升工件热处理的生产效率。

为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种锻造工件余热正火及二次加热淬回火的自动生产线，该自动生产线包括：控制单元以及分别与控制单元电性连接的工件余热正火输送链带、正火后工件冷却台、进料机构、可控气氛环形炉、出料机构、至少一个淬火装置、淬火后工件冷却台及低温回火炉；其中，工件余热正火输送链带的进料端连接工件锻造机的出料端，工件余热正火输送链带的出料端连接正火后工件冷却台的进料端，正火后工件冷却台的出料端通过进料机构连接可控气氛环形炉的进料口，可控气氛环形炉的出料口通过出料机构连接该至少一个淬火装置的进料端，该至少一个淬火装置的出料端连接淬火后工件冷却台的进料端，淬火后工件冷却台的出料端连接低温回火炉的进料口；通过控制单元控制以使工件锻造机锻造后的工件由工件余热正火输送链带输送并空冷正火后，再经正火后工件冷却台冷却及进料机构输送而进入可控气氛环形炉进行二次加热，之后经可控气氛环形炉加热后的工件通过出料机构进入该至少一个淬火装置进行淬火，淬火后再经淬火后工件冷却台冷却而进入低温回火炉进行回火。据此，锻造后的工件经空冷正火后的快速冷却以及正火后工件冷却台的缓慢冷却后，使工件得到细片层状的珠光体平衡组织，晶粒也得到细化。其后再经可控气氛环形炉的二次加热，以使工件产生奥氏体重结晶而进一步细化晶粒。由于可控气氛的保护作用，可防止工件在加热过程中被氧化脱碳。之后再经淬火，使工件从奥氏体向马氏体转变。再经淬火后工件冷却台的缓慢冷却，使工件的马氏体转变更加充分并有效减少淬火开裂。最后经低温回火以使工件得到细小针状的回火马氏体组织，从而使工件获得较佳的硬度、强度和抗冲击性的综合能力，以提升工件整体的耐磨性和抗破碎性能。另外，经由控制单元控制的自动生产线的连续生产，能够有效地提升工件热处理的生产效率。