高精度分级可控带锯深冷淬火设备.pdf

高精度分级可控带锯深冷淬火设备，它涉及一种带锯的淬火装置。本发明内冷装置(102)设在外冷装置(103)内，快冷装置(101)设置在外冷装置(103)的入口(15)处，视镜(8)固定在快冷装置(101)处的外冷装置(103)上，外冷装置(103)和深冷介质主管路(2)与外壳(4)的内壁之间设有保温层(14)。本发明由于设计了快冷装置，能使带锯在高温炉出口处就快速冷却定型；内冷装置的深冷板与带锯的间距具有无级可调功能，使淬火能量可按需分配。有效解决了齿、背部寿命低和齿、背等寿命不匹配问题。使带锯齿部高速钢部分可提前快冷，控制高温下碳化物析出和韧性下降，提高了齿部的红硬性、耐磨性，提高了齿部寿命；有效地提高带锯的总体寿命与质量。

1、  高精度分级可控带锯深冷淬火设备，它由快冷装置(101)、内冷装置(102)、外冷装置(103)、深冷介质主管路(2)、外壳(4)、视镜(8)、保温层(14)组成；其特征在于内冷装置(102)设在外冷装置(103)内，快冷装置(101)设置在外冷装置(103)的入口(15)处，视镜(8)固定在快冷装置(101)处的外冷装置(103)上，外冷装置(103)和深冷介质主管路(2)与外壳(4)的内壁之间设有保温层(14)。

2、  根据权利要求1所述的高精度分级可控带锯深冷淬火设备，其特征在于外冷装置(103)由紫铜管(3)、白钢套(5)、冷却介质分配器(6)、流量控制阀(7)组成，紫铜管(3)缠固在白钢套(5)的外部，紫铜管(3)的一端与冷却介质分配器(6)相连接，紫铜管(3)的另一端与流量控制阀(7)相连接。

3、  根据权利要求1所述的高精度分级可控带锯深冷淬火设备，其特征在于内冷装置(102)由深冷板调节手柄(9)、两块深冷板(10)、深冷管(16)组成；两块深冷板(10)左右对称设在白钢套(5)内，深冷板(10)内设有深冷管(16)，深冷板调节手柄(9)的外端设在外壳(4)的外侧，深冷板调节手柄(9)的内端与深冷板(10)相连接，深冷管(16)与深冷介质主管路(2)相连接。

4、  根据权利要求1所述的高精度分级可控带锯深冷淬火设备，其特征在于快冷装置(101)由导向套(12)、氮气喷嘴(13)、氮气管(1)组成，导向套(12)固定在白钢套(5)的上侧并与白钢套(5)内相通，氮气管(1)的中段设在导向套(12)内，氮气管(1)中段的外侧设有刻度板(11)，氮气管(1)的上端设有连接头(17)，氮气管(1)的下端固定有氮气喷嘴(13)。

5、  根据权利要求1所述的高精度分级可控带锯深冷淬火设备，其特征在于视镜(8)的仰角为30°。

6、  根据权利要求3所述的高精度分级可控带锯深冷淬火设备，其特征在于深冷板(10)由四块组成，两块深冷板(10)设置在白钢套(5)内的左侧，两块深冷板(10)设置在白钢套(5)内的右侧。

7、  根据权利要求4所述的高精度分级可控带锯深冷淬火设备，其特征在于氮气喷嘴(13)由两个相对的“U”形管(20)和三个“一”字形多孔喷气管(19)组成，两个相对的“U”形管(20)的上端固定在氮气管(1)下端的两侧，三个多孔喷气管(19)相互平行地呈“品”字形设置，一个多孔喷气管(19)固定在两个相对的“U”形管(20)之间的氮气管(1)的下端，另两个多孔喷气管(19)分别固定在两个相对的“U”形管(20)的下端。

8、  根据权利要求3或6所述的高精度分级可控带锯深冷淬火设备，其特征在于深冷板(10)由紫铜板制成。

9、  根据权利要求3所述的高精度分级可控带锯深冷淬火设备，其特征在于深冷管(16)由紫铜管制成。

高精度分级可控带锯深冷淬火设备
技术领域：
本发明涉及一种带锯的淬火装置。
背景技术：
双金属带锯是当今世界上最先进的金属切割工具之一。双金属带锯由齿部M42、M51高钴高速钢、背部50CrNiMoVa合金弹簧钢经真空电子束焊、机加工的铣齿、分齿和热处理的淬火、回火而成。双金属带锯生产加工的核心技术是热处理，其热处理最关键的工序为淬火，而目前的热处理中存在两大难题，即淬火变形问题和齿与背的等寿命问题。第一，双金属带锯特殊的工件和特殊的热处理工艺的表现为：其通用尺寸厚度为0.89-1.26mm，宽度为9-51mm，加热区长5m，奥氏体化温度1200℃左右。可见在如此高温下，超长超薄件而且必须在行走动态下进行加热淬火冷却热处理，而且双金属带锯由于热处理后无法二次加工和修复，因此，要求其变形量极小，所以控制其不变形的难度很大；第二，如何提高齿和背部各自寿命以及齿、背二者等寿命的最佳匹配问题。双金属带锯的齿部高速钢淬火工艺一般在1200℃左右，而背部则在900℃左右，两者相差300℃左右，工艺矛盾，就同一温度下处理两种不同材料，又要得到各自所需理想的各项性能指标是极为困难的。目前热处理存在的两大难题的关键是取决于热处理淬火工艺和淬火设备的功能精度及自动化水平，而目前的淬火设备既不能分级淬火调节，又不能准确地控制冷却速度和冷却部位，无法保证其热处理工艺曲线的实施，致使其齿部红硬性和韧性下降、背部特别是R处极易断裂、疲劳性能下降，更严重影响齿、背部等寿命匹配，致使产品性能和质量无法保证。
发明内容：
本发明的目的是研制一种高精度分级可控带锯深冷淬火设备，它具有在双金属带锯行走动态下，可实现快速、三次分级淬火并可无级调节，以达到高精度、高自动化的热处理淬火状态。将会有效解决由于双金属带锯两种材料在同一温度下热处理工艺的矛盾而导致齿部与背部寿命严重不匹配和高温动态下超长、超薄件热处理变形的两大难题的特点。本发明由快冷装置101、内冷装置102、外冷装置103、深冷介质主管路2、外壳4、视镜8、保温层14组成；内冷装置102设在外冷装置103内，快冷装置101设置在外冷装置103的入口15处，视镜8固定在快冷装置101处的外冷装置103上，外冷装置103和深冷介质主管路2与外壳4的内壁之间设有保温层14。外冷装置103由紫铜管3、白钢套5、冷却介质分配器6、流量控制阀7组成，紫铜管3缠固在白钢套5的外部，紫铜管3的一端与冷却介质分配器6相连接，紫铜管3的另一端与流量控制阀7相连接。内冷装置102由深冷板调节手柄9、两块深冷板10、深冷管16组成；两块深冷板10左右对称设在白钢套5内，深冷板10内设有深冷管16，深冷板调节手柄9的外端设在外壳4的外侧，深冷板调节手柄9的内端与深冷板10相连接，深冷管16与深冷介质主管路2相连接。快冷装置101由导向套12、氮气喷嘴13、氮气管1组成，导向套12固定在白钢套5的上侧并与白钢套5内相通，氮气管1的中段设在导向套12内，氮气管1中段的外侧设有刻度板11，氮气管1的上端设有连接头17，氮气管1的下端固定有氮气喷嘴13。本发明有效地解决了前述背景技术中存在的问题，第一，解决了变形问题。由于本发明设计了快冷装置，能使带锯在高温炉出口处就快速冷却定型；另外，内冷装置的深冷板与带锯的间距具有无级可调功能，使淬火能量可按需分配。快冷装置与内冷装置及外冷装置三者合理精密可调，可达到有效控制带锯变形量。第二，有效解决了齿、背部寿命低和齿、背等寿命不匹配问题。使带锯齿部高速钢部分可提前快冷，控制高温下碳化物析出和韧性下降，提高了齿部的红硬性、耐磨性，提高了齿部寿命；同样对背部特别是R处的疲劳寿命也大为提高；此外，通过三级冷却，可实行不同部位、速度和不同时间进行调节匹配，可达到齿背部等寿命的最佳匹配，可有效地提高带锯的总体寿命与质量。
附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的A向视图，图3是图1中快冷装置101的放大结构示意图，图4是图3的B向视图，图5是深冷板10在白钢套5内的结构示意图。
具体实施方式：
具体实施方式一：(参见图1-图5)本实施方式由快冷装置101、内冷装置102、外冷装置103、深冷介质主管路2、外壳4、视镜8、保温层14组成；内冷装置102设在外冷装置103内，快冷装置101设置在外冷装置103的入口15处，视镜8固定在快冷装置101处的外冷装置103上，外冷装置103和深冷介质主管路2与外壳4的内壁之间设有保温层14。外冷装置103由紫铜管3、白钢套5、冷却介质分配器6、流量控制阀7组成，紫铜管3缠固在白钢套5的外部，紫铜管3的一端与冷却介质分配器6相连接，紫铜管3的另一端与流量控制阀7相连接。内冷装置102由深冷板调节手柄9、两块深冷板10、深冷管16组成；两块深冷板10左右对称设在白钢套5内，深冷板10内设有深冷管16，深冷板调节手柄9的外端设在外壳4的外侧，深冷板调节手柄9的内端与深冷板10相连接，深冷管16与深冷介质主管路2相连接。快冷装置101由导向套12、氮气喷嘴13、氮气管1组成，导向套12固定在白钢套5的上侧并与白钢套5内相通，氮气管1的中段设在导向套12内，氮气管1中段的外侧设有刻度板11，氮气管1的上端设有连接头17，氮气管1的下端固定有氮气喷嘴13。视镜8的仰角为30°。
具体实施方式二：(参见图5)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，深冷板10由四块组成，两块深冷板10设置在白钢套5内地左侧，两块深冷板10设置在白钢套5内的右侧。这样的设置使四块深冷板10分两组对称置于白钢套5内，深冷板10由紫铜板制成，深冷管16由紫铜管制成，每一侧由两块紫铜板用软管串联，以方便调节各自的距离。紫铜板内开长孔，并放紫铜管以保证足量的介质通过以快速制冷到-60℃以下，深冷板与带锯的间距由深冷板调节手柄9来完成。深冷板10分两段，可根据工艺需要各自单独任意调节冷冻间距，实现控制冷速。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：(参见图3、图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，氮气喷嘴13由两个相对的“U”形管20和三个“一”字形多孔喷气管19组成，两个相对的“U”形管20的上端固定在氮气管1下端的两侧，三个多孔喷气管19相互平行地呈“品”字形设置，一个多孔喷气管19固定在两个相对的“U”形管20之间的氮气管1的下端，另两个多孔喷气管19分别固定在两个相对的“U”形管20的下端。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。氮气喷嘴13由三个多孔喷气管19分三个角度同时对带锯喷射冷却介质。其中一个是从齿尖顶部向下喷射，另外两个在带锯的R处从两侧对称喷射，对带锯进行三维立体快速冷却。冷却量(冷速)和三个方向的冷却距离均可控可调。
工作原理：奥氏体化温度下的带锯首先进入快冷装置101进行快速冷却，冷速由冷却介质的温度和流量控制；冷却部位及能量可调整。之后进入内冷装置102进行第二、三次分级冷却，其冷速由冷冻机输出量控制和深冷板10间距控制。内冷装置分两段可分别单独调节控制，将快冷装置101、内冷装置102和外冷装置103三者合理调整到理想状态，可实现高精度、分级可控三级淬火功能，可保证带锯齿、背寿命和其等寿命匹配的最佳状态，有效提高带锯的综合性能和品质。从加热炉中拉出的锯带，从入口15处进入深冷板10，在工艺给定的带速下通过1400mm长的深冷腔使锯带齿部和背部分别获得理想的硬度和刚度。锯带进入深冷腔中，首先由氮气喷嘴13从三个方向喷射的氮气局部冷却齿部周围。带锯继续前行则由深冷板10均匀整体冷却。氮气喷嘴13的沿垂直方向可调。通过导向套12，在参照刻度板11刻度值并通过视镜8目测确定合适位置后锁住。深冷腔内深冷板为配偶件，两块板间距可调。调整时通过同步转动两对调节手柄9(在调节手柄根部有环形刻度)实现。白钢套5外周缠绕紫铜管3，紫铜管3内流动冷却介质，通过保温层14隔热，使低温通过白钢套5向内传给深冷板10以达到多级制冷目的。