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1、I CS 2 5 . 2 0 0 J 3 6 i 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 J B / T 1 0 4 5 7 -2 0 0 4 液态淬火冷却设备技术条件 T e c h n o l o g i c a l r e q u i r e me n t s o f l i q u i d q u e n c h i n g a p p a r a t u s 2 0 0 4 - 0 6 - 1 7发布 2 0 0 4 - 1 1 - 0 1 实施 中 华 人 民 共 和 国 国 家 发 展 和 改革 委 员 会 发 布 J B/ T 1 0 4 5 7 -2 0 0 4
2、目次 前言. . 价. , . . . - 二,二“ 价一一. . .一. . . 一一. 一一, 一一. 一. . . 一一 ,. . 一m 1 范围二 . . . ,” . . . , 一, . . , . , . , ,. . 一I 2 规范性引用文件. . . . . . . . , , ., 一 价 . . . 1 3 术语和定义. ,. . . . . . . .- . . . . . . , . . 价 , . 价 . . . I 4 基本要求. - , . 价一 , .- .价, . ., , 二 , . , , 一 I 5 一般液态 淬火冷却设备技术条件二 卜 、 ,. .
3、. .价 . . -. . . . . . , . , . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 . 1 淬火冷却系统的组成 卜 . . 价二 , . . . . . .卜 , . . . . . - -.一2 5 . 2 淬火槽. , . , . ,.-价价 . ”. 价一 ,一.一. 一. 一一. 一 一一一. 2 5 . 3 移动淬火工件的装置,.一 几 . . . 一, 一 , . - . , ,二 价 . . . 2 5 4 淬火介质. . . . . . . . . . . -. . . -. - -. - 二, . . . . . . 价. . .
4、. . . . 2 5 . 5 搅动系统., 一 , 二, 二 . , . , ., 价 . . . . 一价 . .一 . 一一 , 一.一一 3 5 .6 冷却器. .二 . . . . .一 . -. . , ., 二 ,. . . . . . . . . .- . . -. - . - .- - . . . . . . 一 3 5 . 7 加热器二 , . . - .- . . . -. 一 , , . . . . . - . . . . . . . .- . . . . . -. . . . . .一 3 5 . 8 泵、排水器和过滤器 . . . . . . . . . . ,.
5、. . , , - . . . . . . . . . . . 一一一一 一. . . . 3 5 .9 供给淬火液的集液槽. . . . . . -. - . . 价 . 二 . 价 . . . . - . . . . . . . . . . .- . . . . . . . . . . . 4 5 . 1 0 抽风装置 , 二 , 价 , . , - . . . . . . . 一 , 一, - . . . - . . . . , ., . . t. 一 t . . . - - . - . . . . . . . . . . . - . . . 4 5 . 1 1 安全防火设施 . .,
6、价 . - -. - . - . . . . . . . . . .一 , 一 ,- . . . . . . . . - . . - . . . . . -. . . - . . . 4 5 . 1 2 除去淬火槽氧化 皮的装置 , , . 价 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .二 , , , - 一 , . . . . . . . 4 6 等温分 级淬火设备技术条件二, , 二 , .一 ,. - . . . . . . - . . . . . - . - . . . . . . . . . 5 6 . 1 马氏体分级淬火介质, . . . . . .
7、 . . . . 价, , . 一价 一 5 6 .2 贝氏体等温淬火介质 . . . . . 卜 二,. . - . . . . . . . . . 一, . . . .-二5 6 . 3 等温和 分级淬火冷却设备技术条件. . . . . - . ., . , -. . - . . . . 一价 . , . . . . - . . . . . . 5 附录A( 资料性附录) 液态冷却设备典型结构 价. , . - . . . .一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 A . 1淬火槽常用溢流方式. . . . . , .,二,. 一 , 价, ,.
8、, . . 6 A . 2 淬火介质冷却方法 价 , . , ,二 . ,. . . - . . 价 . , . . . 一 6 A . 3 淬火剂搅动和工件摆动装置 , . . , . 价 , . . . . . . . .- . . . . 价 . 7 A . 4 搅拌器, . . . , . . . -. . . . 一. . . , , . -. . . . . . . . . . . . . 一 , . . . . . . . . . . . . 一 7 A . 5 典型淬火设备举例 . . . . . . . . . . . . 一 , ., , 一 . , - . . . . .
9、 . . . -. . . . . - - . . . . 9 A . 5 . 1 普通间隙作业式淬火槽 . . . 一. . . . . . . . - . . . . 价 . .- . . . . . . . 9 A . 5 .2 密封多用炉和连续推杆炉用淬火油槽 . . . . . . . . . . . - . , . , 二 , t. . . 9 A . 5 .3 网带炉、 震底炉、 链板炉等连续生产线用淬火槽. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一 9 A . 5 . 4 独立的 介质冷却循环系统 , 一一价., , . , . . .
10、- . . 一 二 二 价 . 一一. . . . 一. . .一. 一. 一一 一.二 1 0 A . 5 . 5 设集液槽的油冷却循环系统. . . - 价 . 一 . . . . . . - . 价 . 一. . . . 一. . 一 一1 0 A . 5 . 6 不设集液槽的油冷却循环系 统 二, 二 二 , . . -. - . . ., 一, 一1 0 A . 5 . 7 等温分级淬火槽 , 价 , . . . . - . . . 一 . . , 一 t , , . , ,. . I I 图1 钢件直径、 淬透性和 淬火烈度的G r o s s m a n n 图. . . . -
11、 . .一_ . . . . . . . “ . . . . 2 图A . 1 淬火 槽常用溢流方式. . - .- . . ” . 一, .- . . . . . . . . . . . . 6 图 A . 2 淬火介质冷却方法 . . 价 . 价. , .价 一一一 一一一 价 一一.一.一. . 一一, 一. 一 一6 . f B ( I 1 0 4 5 7 -20 0 4 图 A . 3 淬火槽的搅动装置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .- . . . . . . . . . . . . . . . . 二 图 A . 4
12、淬火槽的摆动装置 . . . . . 一 , . , . . . 一, . - . . . . . . 图A . 5 淬火 槽内液流方向与安置螺旋桨方式的 关系. . . . . . . . 图 A . 6 普通型间隙作业淬火槽 . . . . . . .-. . . . . . . . . .t 图A . 7 密封渗碳炉用淬火油 槽. . . - . . . . . . t . . 一t . . . . . . . . t . 图 A . 8 连续生产线用淬火槽 . . . . .- . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . . . 图A .
13、 9 独立的介质冷却循环系统., .价 二, - 一.- . . . . . . . . . . . 一 , . . 图A . 1 0 设集液槽的 油冷却循环系 统二 . . . . . . . . . . . . . . . . . 图A . 1 1 不设集液槽的 油冷却循环系 统. t . . . .- . . . . . . . . . 二. ,. . . . 图A . 1 2 等温分级淬火槽. 一 , . . . .- . . .- . . . .- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 表工 常用淬火剂淬火烈度H值. . . . . . .
14、. . . . . . . . . . . . 表2 贝氏 体等温淬火用盐 . - . - . . . . ,二, . . .一 表A . 1 淬火介质冷 却方法说明. . . 价二 价 . . . . 一 表A .2 三 叶片 螺 旋桨 的 功 率 . 二 , 一 . 表A. 3 螺旋桨搅拌器尺寸. . . - . . - . - . -. - .一, ., . , . , -. . . . . . - . . . 一, - . . .-. . . . . . . . . . . . . . . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 _ . . . .
15、. . . . . . . . . . . . . 8 . . . . . 二 、 . . . t . 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 . . . . . . . . . . . 1 0 . . 二,. 二 . 一 . 一1 0 . . . - . 1 0 . . . . . 一 . - 11 . . 二 . . . . . . . . . . . . I I . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . . . . . . . . . . . . . 5 . . . . . . 7 . . t
16、. t 一 t . . . . 8 _ _ _8 J B/ I 1 0 4 5 7 -2 0 0 4 前言 本标准是首次制定。 本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国热处理标准化技术委员 会归口。 本标准起草单位: 北京机电研究所、机械科学研究院。 本标准主要起草人: 樊东黎、马兰、 王晓明。 J B f r 1 0 4 5 7 -2 0 0 4 液态淬火冷却设备技术条件 1 范围 本 标准规定了金属合金制件在液态介质中实行淬火冷 却设备的技术条件。 本标准适用于铁和非铁合金淬火和固 溶处理冷却用的水、 油、 无机 盐、 碱水溶液、 有机聚合物 水溶 液等
17、的浸人式冷却设备 。 2 规范性引用文件 下列文件中 的条款通过本标准的引 用而成为本标准的条款。 凡是注日 期的引 用文 件, 其随后所有的 修改单 ( 不包括勘误的内容) 或修订版均不 适用于本标准, 然而, 鼓励根据 本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日 期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 G B / T 7 2 3 2 金属热处理工艺术语( G B / T 7 2 3 2 -1 9 9 9 , n e q D IN E N 1 0 0 5 2 : 1 9 9 4 , J I S B 6 9 0 5 : 1 9 9 5 G B / T 8 1 2 1 热
18、处理工艺材料术语 G B / T 1 3 3 2 4 热处理设备术语 G B 1 5 7 3 5 金属热处理生产过程安全 卫生要求 J B / T 4 3 9 2 有机物水溶性淬火介质性能测定方法 J B / r 4 3 9 3 聚乙 烯醇合成淬火剂 J B / T 6 9 5 5 热处理常用淬火介质技术要求 J B / T 7 9 5 1淬火介质冷却性能试验方法 3 术语和定义 G B / r 7 2 3 2 . G B / T 8 1 2 1 . G B / T 1 3 3 2 4 中确定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3. 1 聚 合物 淬 火 剂 p o l y m e r q u
19、 e n c h a n t s 聚乙烯醇 ( P V A) .聚二醇 ( P A G) .聚丙烯酸钠 ( P S A) .聚乙基嗯哇琳 ( P E O X) 等聚合物不同浓 度水溶液的 冷却性能介于水、 油之间, 用于 铁合金的淬火和非铁合金的固 溶冷却, 具有冷却性能可调、 冷却均匀、不燃烧、不污染环境和工件防 锈的 优点,在一定程度上可代替油作为 淬火剂。 3. 2 集 ( 储) 液摘 l i q u i d c o n t a i n e r 在淬火剂的冷 却、 过滤循环系统中 用来集中 储存液体的大型容器。 3. 3 溢流槽 o v e r f l o w t a n k 工件投人淬
20、火 槽后液面上升, 流人相邻的与淬火槽以 隔板分开的 容器。 取出工件 后, 液面下降, 用 泵把溢流槽内的液体重新打人淬火槽,以 维持原先的液面。 4 基本要求 4 . 1 冷却设备应能容纳足以吸收 加热 工件热量的液态介质。 4 .2 生产过程中淬火液温度应保持在规 定范围。 4 .3 选用的淬火液应满足待处理件的冷 速要求,达到淬硬或完全固 溶效果。 4 .4 淬冷设备中的设施应保证液态介质对工件的均匀冷却,以 达到工件少畸变、不开裂效果。 J B / J 1 0 4 57 - 2 0 0 4 4 .5 在批量生产条件下, 淬冷设备应具有一定的 机械化或自 动化程度,以减轻工人劳动强度和
21、减少人 为失误。 4 .6 用油淬冷时, 设备应有可靠的安全、 防火设施和有效的 排烟、 无害化处理排放系 统。 5 一般液态淬火冷却设备技术条件 5 . 1 淬火冷却系统的组成 一个完整的淬火冷却系统通常应包括下列 设施和组成部分: 淬火冷却槽或淬火机床; 移动淬火工件 的装置: 淬火冷却介质 其相关的技术要求及检测方法应符合J B / r 4 3 9 2 , J B I r 4 3 9 3 , J B l r 6 9 5 5 , J B l r 7 9 5 1 ) : 搅动装置: 冷却器:加热器: 泵、4*器或过滤器; 供给淬火剂的集液槽; 通风设备: 安全防 火设施和除去槽中 氧化皮的
22、装置。 5 .2 淬火梢 5 .2 . 1 淬火槽容积按装炉量 ( 包括工件料盘、 料筐、挂具、 夹具等)和工件加热温度来选择。一般每 千克 装炉量需 I O L -1 5 L介质。 5 .2 .2 普通淬火油工作温度范围一般是 4 0 C -8 0 C . 盐、碱水溶液和聚合物水溶液工作温度范围是 2 0 C -4 0 C ,淬火后温升不得超过上限5 C . 为此淬火槽应设温度测量控制系统。 5 .2 .3 盐、碱等水溶液有腐蚀性,淬火槽应用防腐金属材料制做。铜会加剧淬火油的老化,因此淬火 油槽中尽量避免有铜件。 5 .2 .4 淬火槽通常由两部分组成:淬火槽和溢流槽,中间用低于 槽外缘的隔
23、板隔开。当 工件淬人,液 面升高溢人溢流 槽。 取出工件, 液面下降 再用泵 ( 一般用20I/min的水泵) 把淬火液打回淬火槽, 使 槽内液面保持规定高度。 5 .3 移动淬火工件的装置 5 .3 . 1 在静止液态淬火槽或淬火液流速较低的淬火槽中,为提高玲速和冷 却的均匀度,槽内应设可 使 工件或料筐上下运动的机构。 5 .3 .2 在网带炉、 输送带炉和震底炉等连续式生产线上淬火槽内应设传送和提升散置工件的 输送带。 5 .3 .3 在密封多用炉和推杆式连续炉的淬火槽中,应设可使料盘升降和进出的装置。 5 .4 淬火介质 5 .4 . 1 可根据工件尺寸和心部要求硬度以及工件钢材端淬曲
24、线相同硬度的位置在格罗斯曼 ( G r o s s m a n n ) 图 ( 见图U 上找到所需的 介质淬火烈度H值. 弓一叫扮洲绝困 至水冷端距离 mm 图1 钢件直径、淬透性和淬火烈度的G r o s s m a n n 图 5 .4 .2 根据选出的淬火烈度, 按表 1 查到与此相适应的淬火介质和冷却条件。 WC 1 0 4 5 7 -2 0 0 4 表 1 常用淬火剂淬火烈度H值 搅动情况矿物油水 盐水 静止 弱搅动 中等搅动 良好搅动 强搅动 猛烈搅动或高速喷射 0. 2 5-0 . 3 0 让3 0.0 . 3 5 0. 3 5-0 . 4 0 0 .4 0 -0 .5 0 0.
25、 5 0- - 0. 8 0 0. 8 0-1 . 1 0 0. 9-1 . 0 1 . 0 - 1 . 1 1 . 2- -1 . 3 1 . 4 - 1 . 5 1 . 6 -2. 0 4 . 0 2 . 0 2. 0-2 . 2 5 . 0 5 . 4 . 3 选掸介质举例 a ) 0 2 5 m m钢棒心部要求淬硬到4 5 H R C , 查该钢种的淬透性曲线, 4 5 H R C硬度处在距端面S m m处。 按此在图1 上查到榨5 m m钢捧与8 m m 端淬试棒距离的交点在H = 0 .5 的线上。 由 表 1 可查出0 2 5 m m 钢棒在充分搅拌的油中淬火,心部可达到4 5
26、H R C的硬度要求. b ) 拟5 m m钢棒心部硬度要求为4 8 H R C , 如果从该钢种的 淬透性曲线上查到端淬试棒4 8 H R C 处的 距端面距离是6 m m ,则由图l 可查到淬火烈度H = 0 .7 , 即应在强烈搅拌的油中淬火。 5 . 5 搅动系统 5 .5 . , 单件、 小件小批量连续生产可采取自 槽外容器泵人槽中淬火液的 循环方式, 小件靠重力坠人淬 火槽 稍大的单件以人工或 起重机构在槽内移动方式搅拌。 5 .5 .2 小 批量和大批量以料盘装料方式间隙地施行淬火时, 为加速冷却和使工件冷却均匀应使用螺旋 桨搅拌。根据生产批量和槽液容积可选用单向 ( 单桨)或双
27、向 ( 双桨) 搅拌. 5 .6 冷却器 5 .6 . 1 在小型淬火槽内 设蛇形管或螺旋管,于管中 通冷水冷却使介质温度不超过规定温度. 5 . 6 .2 淬火油槽可使用列管式、 板式、 螺旋板式、 复波伞式或风冷式冷却器。 5 .6 . 3 使用循环水的大型淬火水槽可使用塔式冷却器。 5 .6 . 4 多组或大型淬火冷却油槽可配备设集液槽的油冷却循环系统。 5 .7 加热器 5 . 7 . 1 水在 1 5 一2 5 可保持稳定的 淬火效果, 而盐水在 1 2 0 0 0 0 . 0 01 4 0 . 0 01 注:螺旋桨的 转速为4 2 0 r/ m i n ,船舶螺旋桨螺距直径比为1
28、.0 , 速度为1 5 m / n u n -2 0 m / m i n . 表 A. 3 螺旋桨搅拌器尺寸 电机功率 k W 螺旋桨直径 c】 n 0 . 1 9 0 . 2 5 0. 3 7 0. 5 6 0. 7 5 1 . 4 9 2. 3 4 3. 7 3 5. 5 9 7. 4 6 1 1 . 1 9 1 4 . 9 2 1 8 . 6 5 3 3刀 3 5. 6 3 8. 1 4 0. 6 4 3. 2 5 0. 8 5 5. 9 6 1 . 0 6 6. 0 7 1 . 1 7 6 . 2 8 1 . 3 8 3 . 8 注1 : 按 转 速2 8 0 r / m i n ,
29、介 质 密 度1 .0 . 冀 形 桨N p -0 . 3 3 计 算( 翼 形和 船 舶 桨 功 率 数 相 同) 注2 :轴功率等于电机功率的8 0 % . 注3 :开式螺旋桨在2 8 0 r / n u n 的功率要求。 注 4 :采用导流管时.螺旋桨直径减少 3 %. J B 几 1 0 4 5 7 - 2 0 0 4 A. 5 A. 5 典型淬火设备举例 普通间隙作业式淬火槽 ( 图A.6 ) 二二上 习 1 - 溢流 格; 2 -排出管: 3 - 淬火棺:4 - 事故排出 管: 5 - 一 一供人管. 图A. 6 普通型间隙作业淬火抽 A. 5 .2 密封多用炉和连续推杆炉用淬火油
30、植 ( 图A.7 ) I 炉子出料口进气孔:2 出料槽排气孔:3 进气口:4 一发热体: 5 -螺 旋桨;6 - 抽面高度: 7 -出气孔:8 - 淬火提升机构. 图A . 7 密封渗碳炉用淬火油槽 A. 5 . 3 网带炉、震底炉、链板炉等连续生产线用淬火槽 ( 图A . 8 ) J Bl 1 1 0 4 57 - 2 0 0 4 网带: 2 一加热炉:3 一一搅拌器;4 一一倾渭钥带; 5 -锌火摘。 圈A. 8 连续生产跪用淬火抽 A. 5 . 4 独立的介质冷却循环系统 图A .9 ) 1 -闸阿;2 - - J 球阀:3 -压力表;月 一冷却器:5 -咬制继电器; b 一 一 一压力
31、表:7 -退度控制表:8 -泵:9 过滤器. 图A . 9 独立的介质冷却循环系统 A . 5 .5 设集液摘的油冷却循环系统 ( 图A . 1 0 ) 1 -淬火槽:2 -换热器:3 一一 液压泵;4 一一过滤器:5集液槽。 图A. 1 0 设集液摘的油冷却循环系统 A . 5 .6 不设集液 描的油冷却循环系 统 ( 图A . 1 1 ) J BI r 1 0 4 5 7 -2 o o 4 1 液压泵: . 2 一一过撼器: 3 -过旅器; 4 , 一液压泵; 5 - 阀门: Cr - 一 压力表;, 一一换热器;8 一一水泵; 卜种 , 底阅:1 o- 一 一 冷却水塔. 圈A . 1 1 不设翔液抽的油冷却循环系 统 A .5 .7 等沮分级淬火摘 ( 图 A . 1 2 ) 且 管状电热器:2 一一盐循环管:3 -泵传动系统. a )分级淬火油抽 1 - 泵传动系统:2 -管状电热器:1 - 2作腔;2 - 泵传动系统:3 一一热电偶; 3 -盐循环管:月 一冷却蛇形管。礴 加热器:5 清理室. b )硝 盐等温分级淬火格c ) 带清理室的盐槽 图A . 1 2 等温分级淬火描 l l
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