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發(fā)表于 2010-11-24 19:49:31
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0 }0 S# F: J: |; L8 t8 H國外熱處理技術(shù)及設(shè)備
& l( u7 W7 s4 k; n2 @.熱處理技術(shù)現(xiàn)狀
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（1）推廣應(yīng)用高壓氣冷淬火 " |. c. ?4 f8 }1 }
. c5 J% V0 U$ f# w, E& k 國外的熱處理廠家非常重視熱處理過程中的冷卻,。根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)和工藝要求,，可進行慢速冷卻、油淬冷卻,、一次性氣淬冷卻等,。快速氣氛循環(huán)冷卻采用向冷卻室噴射高壓氣體,，由計算機控制流速和流量的變化,，以達到在特定時間內(nèi)冷卻速度，從而實現(xiàn)熱處理過程中所要求的冷卻曲線,，確保零件的熱處理質(zhì)量,。以前采用氣淬方式冷卻的淬火氣體有氮氣、氦氣等,，現(xiàn)在用空氣強烈噴射,，使工件在極快速度下冷卻，淬火后表面僅有極薄的氧化色膜,，呈灰白色,，零件色彩依然美觀，而節(jié)約大量氮氣和惰性氣體,，使熱處理成本進一步下降,。
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; J8 X5 J! ?, j# s9 w1 V- N3 n 真空低壓滲碳與高壓氣淬相結(jié)合是當(dāng)今一種先進的滲碳淬火工藝，它具有滲碳速度快,、碳化物組織優(yōu)良、淬火開裂和變形小,、節(jié)約能源和滲碳劑原料,、滲碳零件表面質(zhì)量好、并有利于環(huán)保等特點。 ' q: ^& B& ~! ]( m+ C
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8 H7 C2 F0 Q3 a& u# c （2）熱處理設(shè)備采用油冷 , q2 }* f5 F" p2 s) M# w
2 [6 Q. o" c m P# ^% O p6 r! [ 風(fēng)機冷卻,、熱交換器冷卻,、淬火油槽冷卻等所有需冷卻的裝置，全部采用油封式自冷,，全面取代水冷循環(huán)系統(tǒng),，整個熱處理爐不用任何冷卻水。例如,，熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機冷卻：將原水冷套進出水管改用油管引出,，接近風(fēng)機處放一個直徑為102mm的小油箱，油冷卻系統(tǒng)全封閉,，當(dāng)風(fēng)機軸承有熱量增加時,，被加熱的油比重小，自然向上浮起,，引起油自然循環(huán),。在小油箱存油量和自然散熱的情況下，熱油被冷卻后又加入循環(huán),，達到在不耗油又不需要動力的條件下完全取代水冷,。淬火油槽板式換熱器中的水換成冷卻油，冷卻油受到熱油的熱交換而被升溫,，油比重的變化引起冷卻油的自身循環(huán),，在爐頂?shù)挠拖渫饧由仙崞浜巷L(fēng)扇的作用,，達到全油冷的效果,，節(jié)約大量的冷卻水。
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（3）滲氮爐上采用氫探頭
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$ B9 E W: d6 A1 T 德國的Ipsen公司已應(yīng)用氫探頭和相應(yīng)的技術(shù)測控滲氮爐內(nèi)的氮勢,，以對滲氮的爐氣氛進行調(diào)節(jié)和控制,，實現(xiàn)滲氮爐的現(xiàn)代化。
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（4）燃氣輻射管
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; I0 D! g, p+ r, }) q9 \ 目前,，歐洲的熱處理設(shè)備已大部分采用燃氣輻射管,，使用天然氣加熱。燃氣加熱技術(shù)和裝備在歐洲已十分成熟,，天然氣燒嘴已有標準系列,，由專業(yè)燒嘴廠制造供應(yīng)，并將燃氣輻射管的內(nèi)管由不銹鋼換成陶瓷,，延長使用壽命并提高功率,。天然氣加熱提高能源利用率，降低生產(chǎn)成本,。 * |2 i. \3 }4 t; w
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2.熱處理變形與預(yù)防方法 $ V5 b7 B+ W1 `3 s4 [* }% I2 H0 O. R
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3 D* a) G' Q( l( C 熱處理變形有兩種類型：一是尺寸的變化,，二是零件幾何形狀的變化,。熱處理技術(shù)不同，零件尺寸和幾何形狀的變形及防變形方法亦不相同,。
$ p ]* D! K* ]9 Z熱處理加熱奧氏體化過程中,，保溫時間越長，溫度越高,，則溶入奧氏體的碳越多,，馬氏體轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的膨脹越大。冷卻時,，馬氏體膨脹最大,，上貝氏體次之，下貝氏體和屈氏體的體積變化很小,。低溫回火時,，馬氏體發(fā)生收縮，收縮量與過飽和的碳含量成正比,。在室溫-200℃加熱時,，部分殘余奧氏體會轉(zhuǎn)變成馬氏體，出現(xiàn)膨脹,。但該膨脹因200℃附近馬氏體發(fā)生分解,，因此表現(xiàn)上變化不大。 # W$ q7 l% Q5 k Q
# d. _5 [6 R* k2 \3 l. `6 U. C 在常規(guī)熱處理中,，零件形狀變化的主要原因是熱處理加熱和淬火時發(fā)生的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力,。加熱速度過快、相對于加熱爐而言零件太大,、零件各部分的溫度不同,，都會導(dǎo)致熱變形。保溫時,，加工的殘余應(yīng)力會發(fā)生釋放而產(chǎn)生變形,，零件的自重也會導(dǎo)致變形。冷卻時,，由于零件不同部位的冷卻速度不同,，會形成熱應(yīng)力而使零件變形。即使冷卻速度相同,，冷卻總是表面快,，心部慢。因此,，先相變的表面使未相變的心部發(fā)生塑性變形,。如果材料中存在合金成分的偏析，或者表面脫碳,，則相變應(yīng)力更不均勻,，更易導(dǎo)致零件變形,。另外,，如果零件厚薄不均,，也會造成冷卻速度不同。 . [. N2 A- Z( L4 m; g
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在鍛件的熱處理中,，減少變形的零件擺放方式,，一是盡可能垂直吊掛，二是垂直放在爐底部,，三是用兩點水平支撐,，支點位置處于全長的三分之一與四分之一之間，四是平放于耐熱鋼工裝上,。
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- [, n n4 Q* ?( E. N 在零件的冷卻過程中,，淬火介質(zhì)的種類、冷卻性能,、淬硬性等與變形有關(guān),。冷卻性能的變化可通過改變介質(zhì)的黏度、溫度,、液面壓力,、使用添加劑、攪拌等進行調(diào)節(jié),。淬火油的黏度越高,，溫度越高，橢圓形變形越小,。在靜止狀態(tài)下,，變形較小。 ( \- [0 t7 T1 s/ c/ J2 }8 R
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% j1 v8 Q) o- h1 @ 以下幾種方式可有效降低變形：①鹽浴淬火,；②高溫油淬火,；③QSQ法；④減壓淬火,；⑤一槽三段淬火,。鹽浴淬火和高溫油淬火相似，都是在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度處淬火,，使馬氏體相變的均勻性增加,。QSQ是雙液淬火。減壓淬火是通過降低淬火介質(zhì)的液面壓,，從而延長蒸汽膜階段,，高溫區(qū)的冷卻速度下降，使零件各部分的冷卻速度均勻,。一槽三段淬火結(jié)構(gòu)簡單,，首先將零件從淬火溫度油冷至略高于Ms點的溫度,，隨后出爐，在氣氛中保持,，使零件整體溫度均勻,，然后再油冷，使馬氏體相變均勻進行,，變形的不規(guī)則性得到極大的改善,。 ! c# B g& m3 K
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& K6 f% G" Q1 n' a 3.歐洲先進熱處理設(shè)備的特點 ) I3 @. V& _) [: A4 l1 \8 g
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2 N: H: D d# ?3 \4 F （1）全自動控制的熱處理生產(chǎn)線
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; o/ \5 F5 d% K+ L' ] 為了使工件在生產(chǎn)線上自如地完成整個所要求的熱處理工藝過程，被特定設(shè)計的連續(xù)爐相互連接溝通,。爐膛內(nèi)可多方位貫通,，并可使工件料筐90℃角轉(zhuǎn)入下道加熱區(qū)或過渡保溫箱，經(jīng)傳送抵達下一工序或進入冷卻室冷卻,。這種爐體結(jié)構(gòu)和傳送裝置都具有相當(dāng)高的水平,。以可控氣氛箱式爐為例，為滿足滲碳,、碳氮共滲,、氮碳共滲、淬火或光亮淬火,、等溫淬火等熱處理工藝的實施,，料盤和料架上的工件以冷鏈驅(qū)動的方式自動送入、通過和送出爐膛,，在各自的爐子中完成所要求的工藝,。箱式爐與相應(yīng)的計算機輔助測量、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)連用,，形成各個獨立的模塊單元,，易于相互連接，構(gòu)成完善,、靈活,、組合式自動熱處理系統(tǒng)。
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4 y$ L3 r4 I. Q0 b. ^* O* k （2）高壓氣淬密封箱式爐和多室貫通式密封箱式爐- p" w$ s. v/ v/ J$ {
高壓氣淬密封箱式后室為密封箱式爐結(jié)構(gòu),，前室進行高壓氣淬,。工件在后室保護氣氛中無氧化加熱或在滲碳氣氛中滲碳，在前室進行無氧化光亮淬火,。后室爐襯為氧化鋁和保溫陶瓷纖維,，發(fā)熱元件為臥式并聯(lián)電熱輻射管，頂置爐內(nèi)熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機,，保護氣氛可采用甲醇或氮氣,；前室中部為工件氣淬室，下部為進氣管道,，上部為冷卻回風(fēng)熱交換器,。前室外側(cè)安裝變頻調(diào)速大功率風(fēng)機,，通過氮氣或氦氣的快速循環(huán)使工件冷卻淬火，淬火冷卻速度可通過調(diào)節(jié)風(fēng)機速度控制,。經(jīng)高壓氣淬后的工件無氧化,、表面呈銀灰色，變形小,，避免了油淬后所需的清潔等工序,。+ P9 L0 r& ]4 G/ d" S
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$ i* s L( }5 ^ 多室貫通式密封箱式爐由德國的Ipsen公司制造,。在前室完成預(yù)熱和滲碳后,，工件送入后室淬火，然后直接從后面出爐,，減少加熱室的空閑時間,，提高工作效率，降低能源消耗,。 . ?: h$ N9 O( e b. _. s
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# K* K; ?) {3 F （3）高壓氣淬推桿爐生產(chǎn)線 2 K1 E3 t9 V1 L. s
. w( M: J5 p% C8 ?: O 在推桿爐出口端,，密封連接高壓氣淬室。工件運行到氣淬室時,，可采用高壓氦氣或氮氣淬火,。為了降低成本，也可采用空氣高壓氣淬,，由于淬火時間極短,，工件不會出現(xiàn)氧化皮，僅表面呈現(xiàn)淺黑色,。2 b6 z: [! z9 N) \& w
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（4）安裝有外加熱和風(fēng)冷的離子滲氮爐 % Q8 T- L- E% {2 { K9 m# A
# i* O& Q; x$ m$ b 爐體井式鐘罩結(jié)構(gòu),，WDS爐襯保溫，不銹鋼真空罐罩式單層,，外壁安裝三區(qū)三層密閉式發(fā)熱元件,，使爐溫上中下均勻一致。爐體分上中下安裝3臺側(cè)風(fēng)機,，三區(qū)獨立熱風(fēng)循環(huán)送風(fēng),，工作時擋回風(fēng)道封閉，熱風(fēng)只能在爐內(nèi)加熱層內(nèi)循環(huán),，達到爐溫均勻目的,。工藝完成停爐時，回風(fēng)道開啟,，冷風(fēng)在上中下三區(qū)同時送入加熱室夾層,，使爐體快速冷卻，很短時間即可出爐,。爐底座為連體式雙座,，液壓升降立柱在二個底座之間可左右旋轉(zhuǎn),，將爐體提升后旋向另一個已裝好料的底座，這樣一爐雙座,，可提高生產(chǎn)效率,。$ w; t7 a% {9 o0 [0 D
信息來源：51承壓設(shè)備論壇 http://bbs.51cysb.com
( |( W" |$ C, [原文鏈接：http://bbs.51cysb.com/viewthread.php?tid=5396&highlight=%E7%83%AD%E5%A4%84%E7%90%86 |
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