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金属冷却中淬火槽的基本结构

提示:

淬火槽是盛装淬火介质(包括水、盐水、油、有机溶液等)的容器。根据被处理工件的材料、形状、尺寸、批量及操作特点的不同,淬火槽的形状、尺寸、结构、功能、机械化程度及操作方法都有很大差别。 淬火槽按机械化程度分为非机械化淬火槽和机械化淬火槽,而机械化淬火槽又分为周期作业式和连续作业式两种。淬火槽主要由槽体

    淬火槽是盛装淬火介质(包括水、盐水、油、有机溶液等)的容器。根据被处理工件的材料、形状、尺寸、批量及操作特点的不同,淬火槽的形状、尺寸、结构、功能、机械化程度及操作方法都有很大差别。
    淬火槽按机械化程度分为非机械化淬火槽和机械化淬火槽,而机械化淬火槽又分为周期作业式和连续作业式两种。
   淬火槽主要由槽体、搅动装置、控温装置(包括加热装置和冷却装置)组成。大型淬火槽还设有排风、灭火等装置。
    1)槽体。槽体通常用35mm(小型槽)或812mm(大型槽)的钢板焊成,周围附以型钢为加强肋,以提高其强度和刚性;底座由型钢制成,便于安装和运输。其外形为长方形、正方形或圆形等。一般箱式炉、盐浴炉用的淬火槽多为长方形,井式炉所用的淬火槽则多为圆形。小型淬火槽大多做成水、油双联式或移动式。
    为保证工件淬入槽中时,或淬火介质膨胀时,淬火介质不致溢出槽外,以及便于介质循环冷却,一般在槽口边缘外侧设有溢流槽,见图5-21。溢流槽设在两侧或四周的效果比设在一侧好,这样设置可使新淬火介质的补充和热淬火介质的溢出适当配合,可防止局部温度不均。淬火槽的介质入口一般设在槽壁的下部,离槽底部有适当距离。底部处有排放孔。
淬火槽的溢流槽
    5-21    淬火槽的溢流槽
    2)搅动装置。为淬火介质温度的均匀性,保证淬火冷却的均匀性,有利于减小工件变形和防止开裂,应使淬火介质循环流动。使淬火介质循环流动的方法有螺旋桨搅动和喷射式搅动,见图5-22
    螺旋桨搅动是利用螺旋桨搅动淬火介质,可获得良好的絮流效果,且排量大,为同功率离心泵的10倍。搅动器的转速不可太高,一般为100~450r/min之间,超过450r/min,就可能混入空气。螺旋桨搅动无需管道,安装容易,维修方便。这种搅动器的缺点是占用淬火槽的有效容积较多。
常见冷却介质的搅动装置
    5-22    常见冷却介质的搅动装置
    a)b)c)螺旋桨搅动d)喷射式搅动
    喷射式搅动是利用泵将淬火介质从淬火槽上部抽出,再从淬火槽底部输入,进行喷射搅动。泵的压力一般为0.2~0.3MPa,搅动速度为4~30m/s
    搅动装置可以是一个或数个,根据淬火槽的大小而定。
    3)加热装置。每一种淬火介质都有一定的使用温度范围,超过使用范围,冷却能力就会改变。为了使淬火介质保持一定的温度,必须对淬火介质的温度进行控制。如采用热油或其他有机水溶液等淬火介质进行冷却的淬火槽,开始时温度较低,需要提高温度,就需要设置加热装置对其加热。常用的加热方法如下:
    ①将管状电热器或燃气辐射管置于淬火槽内将淬火介质加热。
    ②用燃料或电阻螺旋线在淬火槽外将淬火介质加热,类似于外热式电阻浴炉。
    ③用蒸汽管或热水管加热淬火介质。
    ④将加热后的金属块直接放人淬火介质中加热。
    4)冷却装置。凡是淬火槽,必定是热工件淬进去,冷工件取出来,淬火介质的温度必然随产量的增加而升高,尤其是在连续生产的情况下,这种现象更为突出。当淬火介质的温度超过其正常使用范围后,工件的淬火质量就无法得到保证,生产就无法进行。因此,必须对热的淬火介质进行冷却,使其在工件淬火时能保持正常的温度。淬火介质的冷却方法可分为两大类:一类是不更换淬火介质的冷却方法,另一类是更换淬火介质的冷却方法。
    不更换淬火介质的冷却方法有自然冷却、搅动冷却、水套冷却、蛇形管冷却、螺旋管冷却等,见图5-23
    5-23a所示为自然冷却。淬火介质靠液面和四壁散热来冷却,冷却速度很慢。淬火槽置于地面上时为35/h,置于地坑中时仅为12/h,不能连续使用,只用于小批量间断生产。
    5-23b所示为搅动冷却。在淬火槽内增加搅动装置,通过搅动使淬火介质加强循环,加快散热速度。这种方法比自然冷却效果好,介质温度较均匀,适合小批量生产。
    5-23c所示为水套冷却。可调节冷却水流量控制介质温度,结构简单,冷却较快,介质温度不均匀。适于周期作业、小批量生产及批量虽较大、但淬火间隔时间较长的生产方式,宜于小型淬火槽。
    5-23d所示为蛇形管冷却,图5-23e所示为螺旋管冷却。这两种方法均可通过调节冷却水流量控制介质温度,冷却速度较大,但介质温度不均匀。适于周期作业、小批量生产或批量虽较大,但淬火间隔时间较长的生产方式。宜于中小型淬火槽。
    5-23f所示为螺旋桨搅拌与可调节水冷却器相结合、且设有导向通道方式的冷却方法,冷却速度很快,介质温度均匀,但结构复杂。适于较大批量的周期作业或中型淬火槽。
    5-24所示为更换淬火介质的冷却方法。冷介质不断流人,热介质不断流出,可以快速降低热淬火介质的温度,可控制淬火介质温度,冷却速度大,且介质温度均匀。它适合于大、中型热处理车间周期作业或连续作业的淬火槽冷却时使用。
    5)排风装置。以油或其他水溶液为淬火介质的淬火槽,在生产时由于炽热工件淬入冷却介质中,必然产生大量的油烟或溶液的蒸汽。这将会造成环境污染,使劳动条件变坏,且对工人的健康不利。为此,在这类淬火槽上应安装排风装置,以便将有害气体排出车间外。
常用的不更换淬火介质的冷却方法
    5-23    常用的不更换淬火介质的冷却方法
    a)自然冷却b)搅拌冷却c)水套冷却d)蛇形管冷却
    e)螺旋管冷却f)搅拌与水冷复合式
更换淬火介质的冷却方法
    5-24    更换淬火介质的冷却方法
    6)灭火装置。当淬火油的温度超过其闪点时,就会起火。因此,大型淬火油槽安装有灭火装置。采用的灭火装置一般为氮气自动灭火装置。


(责任编辑: 佚名 )

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