用于金屬部件熱處理，特別是熱硬化的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于金屬部件熱處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，熱處理能改善大部分不同幾何形狀的金屬部件的機械性能。例如底盤穩(wěn)定器必須經(jīng)熱硬化處理來調(diào)節(jié)所需機械性能。該過程通常僅發(fā)生在部件成型之后。為了加熱部件，通常在部件上施加電流，從而相應(yīng)加熱該部件。為此，該部件在端部與電極接觸。DC或AC電源用作電流源。
[0003]然而，由于預成型橫截面減小，因此曲面區(qū)域經(jīng)常會出現(xiàn)過熱，這限制了可調(diào)節(jié)的硬度的分布和可能的加熱時間。
[0004]部件都是大批量生產(chǎn)的，而且生產(chǎn)時間都是預先設(shè)定好的。試圖通過增加補償次數(shù)的方法減小溫度的上升。然而，這延長了生產(chǎn)時間并降低了熱處理工藝的生產(chǎn)率。
[0005]因此，本發(fā)明的目的是提供提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量的所述類型的改進方法。此外，還提供了用來實施該種方法的合適設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是通過具有權(quán)利要求1特征的方法，和具有權(quán)利要求12特征的設(shè)備實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明采用的理念脫離了先前接受的概念，即在加熱過程中溫度較高的較小橫截面的曲面區(qū)域與未成型的較大橫截面的曲面區(qū)域之間的被動溫度平衡，而采用了主動局部影響部件溫度的方法。本發(fā)明還包括執(zhí)行這一理念的方法，采用在熱處理過程中或(如果提供預熱的話)直接在熱處理開始之前，局部冷卻曲面區(qū)域。這可通過連接的電極以導電加熱或電阻加熱的方式實現(xiàn)，也可通過感應(yīng)加熱的方式實現(xiàn)。
[0008]在實施例中，在實踐中很重要的是，提出的方法被配置為鋼部件的熱硬化處理方法，其中所述部件進一步優(yōu)選為成型的管或桿，特別是用作底盤穩(wěn)定器的管或桿。然而，該方法的應(yīng)用并不限于此，相反，其也可應(yīng)用于具有橫截面減小區(qū)域的復雜三維部件，減小的橫截面具有過熱的危險。
[0009]在本發(fā)明的實施方案中，使用帶有可調(diào)及可控噴嘴的空氣噴射系統(tǒng)或帶有可調(diào)噴嘴的可調(diào)噴水系統(tǒng)冷卻曲面區(qū)域，且冷卻能力通過改變空氣或水的量調(diào)節(jié)。這里的術(shù)語“調(diào)節(jié)”不必理解為狹義的反饋，而是更通常的冷卻流體作用隨時間變化的含義。然而，也提供狹義上的調(diào)節(jié)，例如，一個或多個光學高溫計用于調(diào)節(jié)冷卻能力。
[0010]下文在本
【發(fā)明內(nèi)容】
中進一步列出的上述和其它方面對應(yīng)于有利的實施方案中的設(shè)備。
[0011]特別地，除了設(shè)置具有發(fā)電機和電極的實際處理平臺，還設(shè)置了用于執(zhí)行所述方法的獨立平臺，所述電極與發(fā)電機連接并可施加到部件的第一端和第二端部以將發(fā)電機中產(chǎn)生的電流施加到部件或連接到用于感應(yīng)加熱所述部件的感應(yīng)器上。特別地，本發(fā)明中還設(shè)置了用于預熱部件的預熱平臺和/或用于冷卻曲面區(qū)域的獨立冷卻平臺。在獨立設(shè)置冷卻平臺的情況下，處理平臺沒有額外的冷卻設(shè)備。另外，冷卻設(shè)備(空氣或水噴嘴或類似物)也可布置在處理平臺內(nèi)。
[0012]本發(fā)明至少在有利的實施方案中還具有以下方面:
[0013]1.涉及一種用于改善感應(yīng)加熱或?qū)щ娂訜岵考囟确植嫉姆椒?，特別是但不專門用于圖1所示的用于底盤穩(wěn)定器的管或桿，其中，在加熱過程中用空氣或水噴射系統(tǒng)主動冷卻曲面區(qū)域。
[0014]2.冷卻在200°C到300°C之間的平均溫度開始，曲面區(qū)域冷卻到大約室溫，然后繼續(xù)加熱過程而無需進一步冷卻。
[0015]3.在該方法和相應(yīng)設(shè)備中，到達硬化溫度時開始冷卻并不斷調(diào)節(jié)直到需要的溫度。
[0016]4.在整個過程中以溫度調(diào)節(jié)的方式進行冷卻。
[0017]5.帶有可調(diào)和可控噴嘴的空氣噴射系統(tǒng)用于局部區(qū)域的冷卻。
[0018]6.冷卻能力通過改變空氣或水的量調(diào)節(jié)。
[0019]7.一個或多個光學高溫計用于調(diào)節(jié)冷卻能力。
[0020]8.帶有可調(diào)噴嘴的可調(diào)噴水系統(tǒng)用于冷卻。
[0021]9.在導電加熱之前，將部件在上游空氣循環(huán)爐或紅外爐中預熱到約200°C到300。。。
[0022]10.預熱之后，部件的曲面區(qū)域冷卻到室溫，然后將部件導電加熱或感應(yīng)加熱而無需進一步主動冷卻。
[0023]11.在獨立平臺進行預熱，且部件僅轉(zhuǎn)移到實際的加熱平臺并繼續(xù)加熱過程。
【附圖說明】
[0024]根據(jù)示例性實施方式并參考附圖來獲得本發(fā)明的優(yōu)點和益處，其中:
[0025]圖1顯不了用于說明本發(fā)明設(shè)置的不意圖；
[0026]圖2顯示了用于說明本發(fā)明工藝步驟的示意圖。
[0027]兩幅圖都示意性地展現(xiàn)了由鋼管預成型得到的底盤穩(wěn)定器作為根據(jù)本發(fā)明的待處理部件的示例，其具有材料橫截面減小的成型區(qū)域?？赏ㄟ^導電加熱到預定溫度并保持預定的時間的方式來熱硬化處理該部件。
[0028]導電加熱是基于電阻原理。為此，將底盤穩(wěn)定器I的兩端連接到電觸點2，發(fā)電機3中產(chǎn)生的電流通過電觸點2施加。溫度越高，電阻越大。預熱使得電阻增加，因此部件升溫更快。
[0029]然而，曲面區(qū)域的橫截面通常較小，從而電阻較高。在傳統(tǒng)導電加熱的情況下，這導致曲面區(qū)域過熱，從而使得這些區(qū)域處理不理想或在任何情況下都不能明確獲得限定的機械性能。
[0030]如果此區(qū)域現(xiàn)在進行特定冷卻，電阻會減小。
[0031]如果處理得當，使得絕對電阻與平直區(qū)域一致，則可以均勻加熱至硬化溫度，在隨后的冷卻過程中實現(xiàn)最佳硬度分布。該系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計可以不同的方式實現(xiàn)。冷卻可以用空氣或水完成，此文中還可通過市售部件實現(xiàn)。
[0032]根據(jù)圖1，使用帶有可調(diào)噴嘴4的噴嘴系統(tǒng)。冷卻介質(zhì)的計量通過用于冷卻介質(zhì)的致動器5實現(xiàn)，且在精確的溫度控制下完成。在該實施例中，使用高溫計7測定部件溫度，并通過控制系統(tǒng)6控制。
[0033]圖2顯示了基于圖1的改進系統(tǒng)的示例性工藝步驟，且使用的附圖標記與圖1中對應(yīng)。本文中部件I部分或全部升高到約200°C到300°C之間的溫度。這可在市售的傳統(tǒng)空氣循環(huán)爐或紅外爐中實現(xiàn)。
[0034]當冷卻(如上所述)在室溫下發(fā)生且從那時起無需溫度調(diào)節(jié)工藝時，工藝控制特別簡單。根據(jù)圖2這可以在單獨的冷卻平臺9中實現(xiàn)。在此情況下，使用單獨的硬化平臺10，其不需要擁有額外的冷卻設(shè)備。另外，然而冷卻可在該工藝中任何時間進行。使用高溫計7測定部件I的曲面和平直區(qū)域之間的溫度偏差，并相應(yīng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。
[0035]本發(fā)明的執(zhí)行不限于這些實施例，還可能有多種改變，這都在專業(yè)技術(shù)人員的技術(shù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.通過經(jīng)由電極的導電加熱或感應(yīng)加熱熱處理預先成型的金屬部件的方法，所述金屬部件具有第一端和第二端以及材料橫截面較小的曲面區(qū)域，所述電極應(yīng)用在所述第一端和所述第二端，其中，通過空氣噴射系統(tǒng)或水噴射系統(tǒng)于加熱過程中主動冷卻所述金屬部件的曲面區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，用于鋼部件的熱硬化。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述金屬部件成型為管或桿，特別是用作底盤穩(wěn)定器。4.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中冷卻在200°C到300° C之間的平均溫度開始，所述曲面區(qū)域被冷卻到室溫，然后繼續(xù)加熱而無需進一步冷卻。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其中達到材料硬化溫度時開始冷卻并不斷調(diào)節(jié)達到預定所需溫度。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，冷卻以溫度調(diào)節(jié)的方式在整個導電加熱或感應(yīng)加熱過程中進行。7.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中帶有可調(diào)和可控噴嘴的空氣噴射系統(tǒng)或帶有可調(diào)噴嘴的可調(diào)噴水系統(tǒng)用于冷卻曲面區(qū)域，且冷卻能力通過改變空氣或水的量調(diào)-K-T O8.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中一個或多個光學高溫計用于調(diào)節(jié)冷卻能力。9.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在導電加熱或感應(yīng)加熱之前，將部件在上游空氣循環(huán)爐或紅外爐中預熱到約200° C到300° Co10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，預熱之后，所述金屬部件的曲面區(qū)域被冷卻到室溫，所述金屬部件在導電加熱或感應(yīng)加熱過程中無需進一步主動冷卻。11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中預熱在處理裝置的單獨平臺進行，且預熱之后，將所述金屬部件轉(zhuǎn)移到處理平臺，其中熱處理通過導電加熱或感應(yīng)加熱實現(xiàn)。12.用于實施根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述方法的設(shè)備，包括: 具有發(fā)電機和電極的處理平臺，所述電極與發(fā)電機連接并應(yīng)用到所述金屬部件的所述第一端和所述第二端，以將發(fā)電機產(chǎn)生的電流施加到所述金屬部件或用于感應(yīng)加熱所述金屬部件的感應(yīng)器，和 冷卻設(shè)備，特別是帶有可調(diào)噴嘴的噴嘴系統(tǒng)，用于將空氣或水等冷卻介質(zhì)施加到所述金屬部件的曲面區(qū)域上。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，具有用于計量冷卻介質(zhì)的致動器。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中致動器包括至少一個用于測定所述金屬部件溫度的高溫計和用于溫度控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項所述的設(shè)備，其中，設(shè)置預熱平臺用于預熱所述部件和/或單獨的冷卻平臺以冷卻曲面區(qū)域。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中帶有單獨冷卻平臺的設(shè)備，處理平臺，特別是硬化平臺中，沒有額外的冷卻設(shè)備。
【專利摘要】一種通過經(jīng)由電極的導電加熱或通過感應(yīng)加熱熱處理預先成型的金屬部件的方法，所述金屬部件具有第一端和第二端以及材料橫截面較小的曲面區(qū)域，所述電極應(yīng)用在所述第一端和所述第二端，其中，通過空氣噴射系統(tǒng)或水噴射系統(tǒng)于加熱過程中主動冷卻所述金屬部件的曲面區(qū)域。
【IPC分類】C21D9/08, C21D1/42, B21D7/16, C21D9/00, C21D11/00, C21D1/40, C21D1/667
【公開號】CN105008556
【申請?zhí)枴緾N201380073925
【發(fā)明人】賴納·高斯
【申請人】薩姆帕洛特克有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2013年12月20日
【公告號】DE102013001898A1, EP2954075A1, WO2014121778A1