1、弹簧钢丝热处理生产线2第一章：请在此处输入您的标题第二章：请在此处输入您的标题第三章：请在此处输入您的标题Contents目录第一章：弹簧钢丝热处理生产线简介第二章：弹簧钢丝热处理生产线技术第三章：弹簧钢丝热处理生产线案例3弹簧钢丝热处理生产线简述Click here to add your title4弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件。弹簧 在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，塑性变 形越小越好，因此钢丝应具有高的弹性极限、屈服强度 和抗拉强度。屈强比越高，弹性极限就越接近抗拉强度， 因而越能提高强度利用率，制成的弹簧弹力越强。弹簧 钢丝按生产工艺可分为冷拉弹簧钢丝和油回火弹簧钢
2、丝 两种，以晶闸管中频感应加热和IGBT超音频感应加热电 源为核心，采用淬火回火温度闭环，钢丝的张力闭环方 式，通过PLc集中控制，完成系统的工艺控制，从而达 到系统的高效率、产品的高质量、性能的高一致性。我 们新近开发投产了速率为3045 mmin的油回火弹簧 钢丝生产线。5弹簧钢丝的生产过程是将钢丝冷拉到所需尺寸后，通过加热到淬火温度，获得奥氏体组织，然后淬火为马氏体，再回火获得屈氏体组织。油回火钢丝具有极好的弹性和非常高的力学性能，并且其疲劳强度及较高工作温度下的抗应力、松驰性能也要比冷拉钢丝好得多。在重要用途弹簧钢丝领域 ，合金钢介入油回火生产也占有很大比例，弹簧制造厂可以直接用油回火
3、钢丝制造弹簧省去淬火一回火工序，有较高的经济效益和社会效益。本生产线系统由控制部分、机械传动部分和感应加热部分组成。加热生产线工作原理流程示意图见图l。6全自动弹簧钢丝热处理生产线设备，整套设备由：中频电源、电容柜、感应器、全自动送料架、卸料架和控制柜组成。中频电源采用分体式结构设计，电源柜为GGD标准柜。电容柜和感应器结构设计紧凑，提高了加热效率。合理控制感应器与淬火圈距离，缩短了红热棒料暴露在空气中的时间，减少了棒料的氧化皮，降低了能耗。根据用户设定的工艺参数，自动控制传动机构的速度。感应器中没有工件时，自动控制系统自动降低中频电源的输出功率；工件进入感应器，自动控制系统自动提升中频电源的
4、输出功率。711加热电源本生产线采用了晶闸管(SCR)中频电源和固态模 。 块化(IGBT)超音频感应加热电源的组合来实现效率的 最大化。对于感应加热电源乜】，由于圆棒料加热电源所 需频率与棒料直径、电阻率及导磁率有关，同样直径 的棒料，在居里点(疋=723。)前后导磁率将发生剧 变，因此在居里点前与居里点后，加热电源要采用不同 的频率。此生产线共有4台加热电源组成，淬火加热采 用KGPS一250 kw46 kHz晶闸管中频电源(居里点前 升温)和IPS一160kW30kHz IGBT超音频电源(居里点 后升温)，回火加热采用KGPS一100 kW46 kHz两台 晶闸管中频感应加热电源。电源
5、主回路结构为晶闸管三相工频六脉全控整流，节能高效平波电抗器，scR或IGBT并联逆变，将三相工频转化成单相中频、超音频输出。8电源的控制系统由整流触发、调节控制、逆变控制及保护等组成。整流触发采用数字电路提供整流桥晶闸管的6路触发脉冲。调节控制完成电源的调功、限流、限压、电流负反馈，并设有过电流、过电压、低水压、缺相、过温等保护。逆变控制采用定时锁相功能及为scR、IGBT模块提供可靠的触发驱动脉冲，保证设备具有极强的抗干扰能力及稳定性。电源采用电压，电流双闭环控制，具有恒电压运行功能。电源具有内控、外控功能，内控时手动启停及调功，外控时可由PLC进行操作。912控制部分和机械传动部分整条生产
6、线采用连线方式工作，由PLC中央控制台进行集中统一协调控制。由于弹簧钢丝生产线为连续不问断运行，故电机与电源的自动控制显得尤为重要，并且将直接影响到产品的质量。电机传动部分采用ABB变频调速电源来控制传送线的运行速度。利用集控台，通过PLC及人机界面等控制系统，使生产线启动时，能自动完成传动机构及各电源的启动，并自动实现速度与功率上升的合理匹配，自动调节加热电源的功率。温度闭环调节可保证淬火、回火的温度稳定，确保生产线按最佳工艺参数运行，保证产品质量不受人工及环境因素的影响。同时系统具有20套工艺参数的设定、存储、调节，修改、统计等功能。人机界面中文图形文本(触摸屏)可设定及实时显示电源功率、
7、频率，钢丝速度、长度、直径、质量及有关信息。10放线机构采用立式放线加气动翻转1045。角放线， 2只放线机分时交替工作，保证连续放线不停车。矫直机 由压送机构(配4 kW减速机l台)，前牵引机(配75 kW 减速机1台，压送轮直径就20衄4对，液压压紧装置)， 矫直机构(配有水平矫直7辊，垂直矫直7辊，11 kw 减速机2台，自动压紧)3部分组成。其中压送及牵引通 过变频器进行控制，牵引机配11 kw减速机，压送轮采用 液压压紧装置。带随动的液压剪切机(配30 kw电机油泵)， 保证剪切力及剪切速度，并能手动自动剪切及分料。淬火 冷却为带喷头油箱，外型尺寸为35m05 m13 m。回火 冷却
8、为带喷头水箱，外型尺寸为25 m05 m13 m。收 线采用卧式结构，收线机线盘直径28 m，配55 kw电 机，2只收线机分时交替工作，能实现不问断连续收线， 单盘收线重量可达25 t。清洗机选用行星3轮清洗机构， 配o75 kw电机。涂油机采用浸油，刮油形式，保证油 层均匀度。11系统的主要特点 1)性能高且稳定 (1)采用交流变频调速传动系统，完全满足调节要 求，成本低，结构简单，运行可靠，易于维护。 (2)采用双IGBT超音频感应加热电源，用30 kHz 在居里点附近进行提温，并达到工艺淬火温度，提高系 统的可靠性和稳定性。 (3)所有感应加热系统和传动系统均由PLc控制， 感应加热系
9、统采用输出电压闭环控制，传动系统实行速 度闭环控制，确保机械部分的传动速度和感应加热部分 的输出功率保持恒定。 (4)采用工艺参数分类存储技术，确保每种规格产 品在同种工艺条件下生产。 (5)采用温度补偿技术，消除气温波动对产品质量 的影响。122)系统电效率高合理地选择了感应加热电源，在低温段使用晶闸管 中频感应加热电源，在居里点后选择IGBT超音频感应加 热，可以确保加热效率在80以上。 3)生产高度自动化 (1)实行全电脑控制，所有工艺参数存储在PLc中， 操作者只要调出对应工艺参数，启动系统即可。 (2)友好的人机接口，操作人员基本不需培训，即 可方便操作。 3系统运行参数 以某弹簧厂
10、西77 mm为例，传动速度45 mmin，淬 火温度860，回火温度480。13低压桥起动条件全控半控高压桥低压桥逆变器负载电路IMFUMFTA656VACS300S300S300来自S300来自S300来自S300S300AAL300PROFIBUSP.L.C.CABUETTF300JP24P1P2J22J1J2J3J4J5J6J7J8JP23 用于普通工件的感应加热电源控制系统示意图用于普通工件的感应加热电源控制系统示意图14弹簧钢丝热处理生产线技术Click here to add your title15弹簧的热处理工艺 弹簧的热处理工艺,主要是根据弹簧的品种和加工状态来制定的,概括起
11、来可分为三种类型,第一种,凡是用经过强化处理的钢丝,如碳素弹簧钢丝,琴钢丝, 油淬火回火弹簧钢丝和钢带一冷成形工艺制作的弹簧,形成后只需进行去应力退火处理第二种,凡是用经过固溶处理和冷拉强化的奥氏体不锈钢, 沉淀硬化的不锈钢钢丝, 钢带和铜镍合金材料以冷成形工艺制作的弹簧,成形后需进行时效硬化处理.第三种,凡是用热成型和以退火材料冷卷的弹簧，均需进行淬火回火处理。16工作条件以及材料与热处理要求1.条件: 形状简单,断面较小,受力不大的弹簧要求: 65 785-815油淬,300400、500。600回火，相应的硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800油或水淬,400-42
12、0回火,HRC42-48.2.条件: 中等负荷的大型弹簧要求: 60Si2MnA 65Mn 870油淬,460回火,HRC40-45(农机座位弹簧65Mn 淬火 回火 HB280-370)173.条件: 重负荷、高弹簧、高疲劳极限的大形板簧和螺旋弹簧要求: 50CrVA、60SiMnA 860油淬,475回火,HRC40-454.条件: 在多次交变负荷下工作的直径8-10mm的卷簧要求: 50CrMnA 840-870油淬,450-480回火,HB387-4185.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧要求: 55SiMn、60Si2MnHRC39-45(hb363-432)(解放牌汽车板簧:55
13、Si2Mn HB363-441)186.条件: 车辆及缓冲器螺旋弹簧、汽车张紧弹簧要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47或HB370-4417.条件: 柴油泵柱塞弹簧、喷油嘴弹簧、农用柴油机气阀弹簧及中型、重型汽车的气门弹簧和板弹簧要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-478.条件: 在高温蒸汽下工作的卷簧和扁簧,自来水管道弹簧和耐海水浸蚀的弹簧,10-25mm19要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49HRC37-40 HRC31-35 HRC33-479.条件: 在酸碱介质
14、下工作的弹簧要求: 2Cr18Ni9 1100-1150水淬,绕卷后消除应力,400回火60min,HB160-20010.条件: 弹性挡圈4,85要求: 60Si2 400预热,860油淬,430回火空冷,HRC40-45.201.弹簧热处理一般要求淬透,晶粒细,残余奥氏体少.脱碳层深度每边应符合:6mm的钢丝或钢板,应1.5%直径或厚度;6mm的钢丝钢板,应1.0%直径或厚度.2.大型弹簧在热状态加工成型随即淬火-回火,中型弹簧在冷态加工成型(原材料要求球化组织或大部分球化),再淬火-回火.小型弹簧用冷轧钢带、冷拉钢丝等冷态加工成型后,低温回火3.处理后可经喷丸处理:40-50N/cm2的
15、压缩空气或离心机70m/s的线速度,将0.3-0.5mm(对于小零件、汽门弹簧、齿轮等)、0.6-0.8mm(对板簧、曲轴、半轴等)铸铁丸或淬硬钢丸喷射到弹簧表面,强化表层,疲劳循环次数可提高8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上。21弹簧的淬火和回火1 弹簧的淬火淬火就是把钢加热到临界温度C3或AC1以上保温一定时间，使其奥氏体化，再以大于临界了冷却速度急剧了冷却，从而获得马氏体组织的热处理方法。对于一般热卷螺旋的弹簧，热弯板簧以及热冲压的蝶形弹簧，最好是在热成之后，利用其余热立即淬火。这样可以省去一次加热，减少弹簧的氧化脱碳程度，既经济又改善了弹簧的表面质量。例如60Si2MnA钢板弹簧目
16、前采用的热处理工艺是在900925弯片之后，在850880入油淬火。若受条件限制，也可在成形之后重新加热淬火。22冷成形的弹簧剩余应力较大，在淬火加热时，由于剩余应力的释放，变形较大。为了保证弹簧尺寸精度，可在淬火之前加一次去应力退火处理,这样可以减轻淬火加热变形程度.弹簧的淬火温度可根据弹簧材料的临界温度而定.淬火后弹簧材料的金相组织中,应无自由铁素体和渗碳体,以免导致不均匀变形或疲劳强度的下降.淬火加热时,应尽量防止氧化和脱碳.为了保证弹簧的质量,在弹簧钢材的技术标准和各种金属弹簧的制造与验收技术条件中,对脱碳层的深度都有明确规定.目前,大型弹簧成形加热和淬火加热,多采用火焰炉或电炉.为了
17、防止或减轻表面氧化和脱碳,得到较高的表面质量,最好采用可控制气氛的加热炉,或使炉中气氛略带还原性,并采用高温快速加热的方法,对中小弹簧,可用脱氧良好的盐浴炉进行淬火加热.23弹簧淬火宜在油中冷却,以避免变形和开裂.用尺寸较大的碳钢材料制造的弹簧,当要求不高时,可用水冷.为了减小变形量,除了采用正确的加热和冷却方法外,有时还采用专用淬火夹具进行成形淬火,例如板簧在弯板机上淬火,中,小型螺旋弹簧装在心轴上或专用夹具上进行加热和冷却. 2.弹簧的等温淬火 主要应用在要求热处理变形小和希望获得良好的塑性和韧性的情况.等温淬火就是将弹簧加热到钢种的淬火温度,保温一定时间,以获得均匀的奥氏体组织,然后淬入
18、Ms点以上2050的熔盐中,等温足够的时间,使过冷奥氏体基本上完全转变成贝氏体组织,再将弹簧取出,在空气中冷却.这种处理比普通淬火,24回火处理的材料具有更高的延展性和韧性,而且弹簧极少变形或开裂.如果在等温淬火后再加一次略高于等温淬火温度的回火,则弹性极限和冲击韧性还能有所提高,而强度并没有大的变化. 等温淬火时,盐浴的温度是根据弹簧所要求的力学性能决定的,必须严格控制.通常是稍高于该钢种的Ms点,获得下贝氏体组织.如温度偏高,得上贝氏体 组织,其硬度较前者低;如温度过低,虽能提高弹性极限,但塑性,韧性较差,以致失去等温淬火的优越性.弹簧的等温淬火规范,即等温淬火温度和等温淬火保温时间,必须
19、按照该钢号的等温转变曲线图确定.表4-1为几种常用弹簧钢丝的等温淬火规范.2.弹簧的回火 将淬火后的弹簧重新加热到低于Ac1的某一选定温度,并保温一定时间,然后以适宜的冷却速度冷却的工艺方法,叫做回火.回火的目的是:获得所需要的力学性能,稳定弹簧的组织和尺寸以及消除内应力.2526弹簧钢丝热处理生产线可以改善工作环境、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能。感应加热炉与煤炉相比，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。利用中频感应加热的方法，对碳结钢和低合金结构钢热轧标准件进行，与20世纪71年代已在美，法，饿等多
20、个国家冶金工厂应用，建设了多条中频感应加热生产线，这些钢号大多用于制造汽车，拖拉机，机床用零部件。标准件感应加热，因受到冷却条件的限制，加热的标准件直径限定在60mm，大于60mm直径的标准件后，发现存在芯部硬度不足的现象。中频感应加热不仅能对圆棒，而且还能对方形，多边形条材进行。27自控型可调节加热时间、加热功率、保温时间、保温功率和冷却时间；大大提高了加热产品的质量和加热的重复性，简化工人的操作技术。特别安全，输出电压低于36V，免除高压触电危险。28成熟的弹簧钢丝热处理生产线技术，设计的生产线中分别对淬火和回火工艺配备进口红外线测温装置，实现了加热温度自动控制，(并且可以通过调节功率来实
21、现温度调节)，而机械传动部分则是采用了调速电机带动，可以随意调节运行速度及功率，而这些操作均由中心控制系统来实现，工人只需启动、停止操作系统中的按钮就可实现所有的运行动作。 随着科学技术的发展，弹簧钢丝热处理生产线得到了广泛的应用。表面热处理可以提高产品质量，缩短生产周期和改善劳动条件，提高生产组织水平。目前应用最广泛的表面热处理是感应热处理，它可应用于淬火、回火、正火、调质、透热等，适用于机械化大生产，可通过计算机控制实现无人操作。29弹簧钢丝热处理生产线案例Click here to add your title3031弹簧钢丝热处理生产线技术优势加热效率高(速度快慢可调节控制)加热范围广
22、可加热各式各样的金属工件安装方便连接电源，感应圈和进出水管即可，启动速度快通水通电后即可启动加热，操作简便加热效果好被加热物芯表温差均匀，升温快保护措施布置齐全设有过压、过流、过热等报警指示32选用感应加热设备性能高且稳定 、系统电效率高、生产高度自动化。综合性能打造智能化恒远品牌。自动化强自动电效率高性能稳定性能高效33弹簧钢丝热处理生产线发展是伴随工业技术的发展同步进行的。趋势就是从最初的原始化、简单化，发展到具有先进高新技术加入的高效化、快速化、成套化、数控化和联动化。弹簧钢丝热处理生产线发展趋势弹簧钢丝热处理生产线发展趋势34感应加热的现状国内外技术国内外技术现状现状感应加热技术从诞生
23、至今，经过近百年的发展，取得了令人瞩目的成果，尤其是六十年代以后，固态电力电子器件的出现与发展，使感应加热技术和现代化生产许多方面密切相关，发挥了很大的作用。国内国外国外感应加热装置用于大型工件的透热或数百吨的钢水保温预计短期内，以固态器件构成的低频感应加热电源在功率容量、价格和可靠性方面还难以与简单的工频感应炉竞争，虽然其效率、体积和性能均优于工频炉35恒功率输出零压启动保护全面操作方便节能环保感应加热速度更快，节电效果更明显。零压启动，更能适应频繁启动的要求过流、过压保护，使设备运行可靠。智能操作简单，适用于各种加热工艺。全数字式高效快速谐振，节能环保优势突出弹簧钢丝热处理生产线设备优点突
24、出36弹簧钢丝热处理生产线三大优势钢管调质炉可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司形象。加热速度快，被加热物的表面氧化少。非常容易实现自动控制，省心省力。感应加热时电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100的吨锻件耗电小于360度。加热快效率高智能化自动化环保节能省电37随着社会的显著发展，以及社会生活水平大幅度地提高，人们的生活素质也有了明显地提升，最重要是体现在我们环保意识的逐渐增强，同时，这一改变，对于钢丝加热设备今后的发展，也有着很大的影响。弹簧钢丝热处理生产线应用感应加热技术绿色节能的优势赢得了用户，也赢得了市场，更重要的是电磁加热技术也应用到了越来越多的领域。最大程度地减少
25、热损失和能量损耗，增加生产效率，提升产品质量。弹簧钢丝热处理生产线设备采购前需要跟专业技术员说明加热需求，提供加热工件尺寸，加热工件频率等参数。根据实际需求制定相关设计方案。38弹簧钢丝热处理生产线方案设计要找专业团队方案设计要找专业团队39如何选择、选用感应加热设备呢？主要要从几个方面考虑：1、被加热的工件形状和尺寸 工件大、棒料、实材，应选用相对功率大，频率低的感应加热设备；工件小、管材、板材、齿轮等，则选用相对功率小，频率高的感应加热设备。2、需要加热的深度和面积 加热深度深，面积大，整体加热，应选用功率大，频率低的感应加热设备；加热深度浅，面积小，局部加热，选用相对功率小，频率高的感应
26、加热设备。3、所需的加热速度 需要的加热速度快，应选用功率相对较大，频率相对较高的感应加热设备。404、设备的连继工作时间 连续工作时间长，相对选用功率略大的感应加热设备。5、感应部件与设备的连线距离 连线长，甚至需要使用水冷电缆连接，应相对选用功率较大的感应加热设备。6、工艺要求 一般来说，淬火、焊接等工艺，相对可以功率选小一些，频率选高一些；退火、回火等工艺，相对功率选大一些，频率选低一些；红冲、热煅、熔炼等，需要透热效果好的工艺，则功率应选得更大，频率选得更低。7、工件的材料 金属材料中熔点高的相对选用功率大一些，熔点低的相对选用功率小一些；电阻率小的选用功率大一些，电阻率大的选用功率小
27、一些。图片例案图片例案图片例案4445广泛应用感应加热工艺是感应加热技术水平的主要体现,是技术发展的基础,先进的感应加热工艺技术可以有效地发挥感应加热的特点,实现高效、节能的局部热处理。同时感应加热系统正向智能化控制方向发展，具有计算机智能接口、远程控制和故障自动诊断等控制性能的感应加热电源系统正成为下一代的发展目标。46其中，“顾客导向”的竞争策略，要求企业全面提高质量意识，提供优质服务。企业获得的将是一种长期的效果：永远留住顾客。商品策略技术导向质量导向服务导向顾客导向竞争优势策略47市场分析市场分析协作成就梦想49品牌品牌铸就铸就辉煌辉煌随着市场经济的发展随着市场经济的发展, ,我国已成为制造业我国已成为制造业大国和外贸大国大国和外贸大国, ,但是但是, ,很多国内企业自很多国内企业自主创新、自主品牌建设不足主创新、自主品牌建设不足, ,以致于在激以致于在激烈的市场竞争中不尽如人意。烈的市场竞争中不尽如人意。50
