钢棒调质设备,圆钢感应加热调质炉,钢棒淬火热处理炉-远拓机电
产品详情
钢棒圆钢调质生产线

注:远拓机电生产的智能化感应加热调质生产线为非标定制化产品,工程师严格按照客户提供的参数进行设计,客户在咨询时请提供详细工艺参数,如工件规格、加热温度、生产效率以及其他特殊需求等,详情请与远拓机电工程师联系。


       远拓机电专业生产钢棒圆钢调质生产线,可处理规格Φ20~Φ160mm。整条线共有五组线圈,分别由五个完全独立调节的变频模块进行多区控制。每个区的最后一组都是作为一个保温区,以获得更好的奥氏体化效果。钢棒圆钢冷却系统采用水冷,由5个淬火水环及一个直线性切断喷头组成。钢棒淬火、回火全过程由连续式斜面辊道进行单只连续传输,钢材自旋转式前进,可以保证钢材加热、冷却的均匀性,得到更好的平直度。


钢棒生产流程:

人工上料 → 辊道输送 → 淬火加热 → 喷水淬火 → 辊道输送 → 回火加热与保温 → 回火冷却 → 辊道输送 → 链式冷床 → 收料架


以42CrMoS4钢棒为例,远拓机电做出的实验:

1  42CrMoS4化学成分(质量分数)(%

规格/mm

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

Mo

Cu

Al

Ф65

0.41

0.27

0.75

0.011

0.028

1.05

0.07

0.20

0.11

0.043

Ф35

0.41

0.31

0.74

0.011

0.021

1.04

0.12

0.18

0.12

0.027

 

  钢棒调质前状态为热轧态,42CrMoS4为亚共析钢,42CrMoS4Ac3温度约为780℃,常规热处理选取淬火温度一般为850860℃。但在感应加热中加热速度非常快,其临界点Ac3随加热速度的增大而升高,而且我们要考虑奥氏体化的充分性,应适当提高加热温度。根据钢材标准的力学性能要求,既要有一定的强度、硬度,又要有良好的塑性及冲击韧度,确定钢材回火温度应为高温回火,希望得到更多的回火索氏体。所以我们试验设定感应加热调质工艺见表2,我们在已调质的钢材上取样检测纵向力学性能,截取位置为距表面12.5mm处,取样两支,检验结果及标准性能指标要求见表3

2  42CrMoS4感应加热调质工艺


规格/mm
淬火1/
淬火2/
保温区/
水流量l/s
回火1/
回火2/
辊速/mm·s-1
Ф65
720
900 920 65 710 710 37.32
Ф35
725 900 920 55 700 700 147.12

力学性能指标及检验结果


规格/mm

Rm/MPa

ReL/MPa

A%

Z%

KV2/J20℃)

KV2/J-20℃)

Ф65

1 005

865

19

66

117.2/96.3/115.5

35

108.4/117.6/101.5

35

标准要求

9001100

650

12

50

Ф35

标准要求

1 068

922

15

57

86/85.3/90.9

87.1/83.4/88.9

1 0001200

750

11

45

35

35


组织性能分析

从试验结果来看,力学性能符合标准要求,Ф35mm由于规格较小,在淬火过程中全截面都可以达到很快的冷却速度,我们取其调质后半径1/2位置的金相组织(如图1所示),我们可以得到较为均匀的回火索氏体组织,未见贝氏体组织及块状铁素体出现。对于Ф65mm规格我们取样分别观察钢材横截面上不同位置的金相组织,靠近表面位置为比较均匀的回火索氏体(距表面距离≤15mm以内),如图2所示。


随着距表面距离的增加逐渐有贝氏体出现,图3为距表面16mm处组织,回火索氏体+少量贝氏体组织,图4为距表面25mm处组织,回火索氏体+贝氏体+少量铁素体。由于钢材在淬水冷却过程中随着钢材横截面深度的增加,冷却强度逐渐下降,越往心部冷却速度越慢,当小于马氏体转变临界冷却速度就会析出贝氏体。


如图5所示,42CrMo钢奥氏体连续冷却转变曲线可以看出,过冷奥氏体转变同时存在珠光体区和贝氏体区,但贝氏体区超前于珠光体转变区。在设备现有冷却条件下,小直径棒材连续冷却过程中心部不会有先共析铁素体析出,因此图4中的铁素体相是由于加热过程中心部位置加热保温不足造成的,从铁素体分布情况也可以做出明确判断。但总体来说不论从力学性能检测情况及金相组织情况来看,均可以满足性能要求。


                 

                     图1 1/2R区域                              图2 近表层区域    

                     

             

                  图3 据表面16mm区域                         图4  据表面25mm区域



图5  42CrMo CCT曲线

结论

对于感应加热淬火+回火连续热处理线,由于其加热的物理特性均可以达到很快的加热速度,我们需应采用比传统加热方式更高的淬火及回火温度,当采用不同的加热速度时也应做出相应的调整。我们目前制定的感应加热调质工艺完全可以满足产品的力学性能要求


钢棒圆钢调质生产线的组成

1、上料机构、出料机构

2、输送辊道(工件一边旋转,一边均速进给,而且运行平稳,速度可调,加热更均匀)

3、淬火感应加热系统

4、淬火喷淋系统

5、回火感应加热系统

6、PLC总控制台(含变频调速及温控、华研工控机、远程启动等)其作用是对整个调质设备直接在中央控制台上操作,只需要1人便可操作钢管淬火回火生产线,节省人工,节约成本。

7、淬火中频电源范围:KGPS/IGBT 160-1300KW

8、回火中频电源范围:KGPS/IGBT 160-750KW

辊道材质:淬火段采用Cr25Ni20,回火段采用1Cr18Ni9,其余段采用GCr15。

操作台面:采用不锈钢材质。


 

  总控制台采用德国西门子PLC和台湾华研工控系统作为核心控制部分,对整个系统机械运行参数、淬火回火参数、电源功率等进行自动匹配与调整等,并对各参数进行显示、存储及打印等功能。钢管调质生产线的选配装置:整流压力机、红外线测温仪、电力变压器、低压配电柜、闭式冷却塔等,客户自行购买,供方提供相关参数。

PLC总控制台


      

       钢棒圆钢调质生产线适用于直径12-150mm的钢棒、圆钢、棒料、管材、杆类等工件调质处理。远拓机电可制作功率150-2000KW的智能化感应加热热处理生产线,此条感应加热热处理生产线技术人员在丰富的技术经验中为客户选择了最佳的解决方案。能够完成各种各种型号的圆钢钢棒的热处理加工。采用高强度床身设计,具备多种配置,可供客户选择。全自动上下料装置实现了整套生产线的无人化操作,大大降低劳动力成本。




感应调质技术用于管材/棒材调质处理有诸多显著优点,主要如下:

1、用于单线加工管材/棒材,非常快捷和柔性化,在几分钟内就可以将整线清空并调整好用于下一批次材料的加工,停机时间最短;

2、所有尺寸的管/棒材能获得同样的加工效率;

3、极高硬度的一致性和微观结构均匀性;

4、极高的韧性和冲击强度;

5、热处理过程中不产生脱碳现象;

6、非常便捷的设定符合客户需求的加工线状态;

7、采用感应热处理技术后,管/棒材在调质处理后能获得非常好的直线度,这意味着这意味着不需花费巨大成本购买重型矫直设备(能够矫直高强度的调质材料),也不需增加另外的工序来处理材料(矫直工序)。

8、能量损耗和相关费用只存在于有效生产;

9、很低的维护费用,不需要长时间停机保养。


远拓机电做过的感应加热设备案例:



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