热处理专业与行业发展思考

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,热处理,专业与行业发展思考,2024/11/28,1,节能环保热处理,1,、引言,2,、节能环保热处理技术,3,、节能装备,4,、节能材料,5,、节能环保管理,6,、热处理专业发展遐（瞎）想,2,1,、引言,建设资源节约型、环境友好型社会摆在工业化、现代化发展战略的突出位置。热处理作为机械行业的耗能大户，其节能减排工作意义重大。,我国传统的老三炉（箱式炉、井式炉和盐浴炉）在现有服役设备的比重非常大，总数超过十万台，能耗高、环境污染、产品质量低下等问题非常突出。,3,1,、引言,我国每年钢材年实际热处理生产量超过,1,亿吨。,5 000,吨年淬火油因蒸发或局部燃烧造成碳氢化合物、,CO,及烟尘；,9 000,吨年的废淬火油因排放不当而污染水质；,盐浴炉生成盐蒸气,7 000,吨年以上；,有害废渣约,10 000,吨年；,燃煤炉窑排放,SO2,约,115,万吨年，灰分约,815,万吨年；,喷砂处理中产生的,SiO,等有害粉尘,10 000,吨年,4,5,1,、引言,美国热处理,2020,年设想目标：能源消耗减少,80,，工艺周期缩短,50,，工艺成本降低,75,，热处理实现零畸变和最低的质量分散度，加热炉使用寿命提高到原来的,10,倍，加热炉价格降低,50,，实现生产零污染。,-,启示是：热处理制造领域的节能降耗有巨大潜力,；,热处理制造成本的降低依然存在很大的空间；热处理炉用材料以及各种耐热元件和构件的寿命在现有基础上有望大幅度提高；最大限度地减小产品热处理质量分散度，实现真正意义的绿色制造是热处理界应该始终追求的目标。,6,1、引言,高品质,高效率,低能耗,清净环保,智能化。,富有生命力的热处理技术,7,2,、节能环保热处理技术,2.1,降低加热温度,一般亚共析碳钢的淬火加热温度在,Ac3,以上,30,50,，共析及过共析碳钢淬火加热温度为,Ac1,以上,30,50,。但近年来的研究证实，亚共析钢在略低于,Ac3,的,两相区内加热淬火（即亚温淬火）可提高钢的强韧性，降低脆性转变温度，并可消除回火脆性。淬火的加热温度可降低,40,。,对高碳钢采用低温快速短时加热淬火，可减少奥氏体碳含量，有利于获得良好强韧配合的板条马氏体，不仅可提高其韧度，而且还缩短了加热时间。,8,2,、节能环保热处理技术,2.1,降低加热温度,对于某些传动齿轮，以碳氮共渗代替渗碳，耐磨性提高,40,60,，疲劳强度提高,50,80,，共渗时间相当，但共渗温度（,850,）较渗碳温度（,920,）低,70,，同时还可减小热处理变形。,用低中温回火代替高温回火：中碳或中碳合金结构钢用中、低温回火代替高温回火，可获得更高的多冲抗力。,W6Mo5Cr4V2,钢制,8mm,钻头，在淬火后进行,3501h,5601h,二次回火，较,5601h,三次回火的钻头切削寿命提高,40,。,9,2,、节能环保热处理技术,2.2,缩短加热时间,一般要对加热保温时间公式,KD,中的加热系数,进行修正。传统,值推荐为,1.0,1.8min/mm,，这显然是保守的。如果能将,值减小，则可大大缩短加热时间。加热时间应根据钢种工件尺寸、装炉量等情况通过实验确定。,高温化学热处理：就是在设备使用温度允许及所渗钢种奥氏体晶粒不长大条件狭，提高化学热处理温度，从而大大加速渗碳的速度。把渗碳温度从,930,提高到,1000,，可使渗碳速度提高,2,倍以上。,10,2,、节能环,保,保热处理,技,技术,2.2,缩短加热,时,时间,真空化学,热,热处理：,是,是在负压,的,的气相介,质,质中进行,。,。由于在,真,真空状态,下,下工件表,面,面净化，,以,以及采用,较,较高的温,度,度，因而,大,大大提高,了,了渗速。,如,如真空渗,碳,碳可提高,生,生产率,1,2,倍；在,133.3,（,10-1,10-2,）,Pa,下渗铝、,铬,铬，渗速,可,可提高,10,倍以上。,取消回火,或,或减少回,火,火次数：,取,取消渗碳,钢,钢的回火,，,，如,20Cr,钢装载机,用,用双面渗,碳,碳活塞销,取,取消回火,的,的疲劳极,限,限较回火,的,的可提高,16,；取消,低,低碳马氏,体,体钢的回,火,火，将推,土,土机销轴,套,套简化为,20,钢淬火态,（,（低碳马,氏,氏体）使,用,用，硬度,稳,稳定在,45HRC,左右，产,品,品强度和,耐,耐磨性显,著,著提高，,质,质量稳定,；,；高速钢,减,减少回火,次,次数，如,W18Cr4V,钢机用锯,条,条采用一,次,次回火（,560,1h,）代替传,统,统的,560,1h,三次回火,，,，使用寿,命,命提高,40,。,11,2,、节能环,保,保热处理,技,技术,2.2,缩短加热,时,时间,合理减少,渗,渗层深度,：,：化学热,处,处理周期,长,长，耗电,大,大，如能,减,减少渗层,深,深度以缩,短,短时间是,节,节能的重,要,要手段。,用,用应力测,定,定求出必,要,要的硬化,层,层深度，,表,表明目前,的,的硬化层,过,过深，只,需,需传统硬,化,化层深度,的,的,70,就足够,。,。研究表,明,明，碳氮,共,共渗比渗,碳,碳可减少,层,层深,30,40,。同时,若,若在实际,生,生产中将,渗,渗层深度,控,控制在其,技,技术要求,的,的下限，,也,也可节能,20,，同时,还,还缩短了,时,时间，减,小,小了变形,。,。,离子化学,热,热处理：,它,它是一种,在,在低于一,个,个大气压,的,的含有欲,渗,渗元素的,气,气相介质,中,中，利用,工,工件（阴,极,极）和阳,极,极之间产,生,生辉光放,电,电同时渗,入,入欲渗元,素,素的化学,热,热处理工,艺,艺。如离,子,子渗氮、,离,离子渗碳,、,、离子渗,硫,硫等，具,有,有渗速快,、,、质量好,、,、节能等,优,优点。,12,2,、节能环,保,保热处理,技,技术,2.3,真空热处,理,理,（,1,）不氧化,、,、不脱碳,、,、不增碳,对,对工件内,部,部和表面,有,有良好的,保,保护作用,：,：,（,2,）提高整,体,体机械性,能,能、脱气,和,和促进金,属,属表面的,净,净化作用,：,：,（,3,）工件变,形,形小,（,4,）真空炉,采,采用碳毡,作,作为保温,隔,隔热材料,，,，其蓄热,非,非常少，,热,热效率高,可,实,实,现,现,快,快,速,速,升,升,温,温,和,和,降,降,温,温,；,；,没,没,有,有,易,易,燃,燃,易,易,爆,爆,性,性,气,气,体,体,，,，,工,工,作,作,环,环,境,境,好,好,，,，,操,操,作,作,安,安,全,全,，,，,没,没,有,有,污,污,染,染,和,和,公,公,害,害,。,。,13,2,、,节,节,能,能,环,环,保,保,热,热,处,处,理,理,技,技,术,术,湖,南,南,顶,顶,立,立,科,科,技,技,有,有,限,限,公,公,司,司,双,双,室,室,真,真,空,空,油,油,淬,淬,气,气,冷,冷,炉,炉,和,和,单,单,室,室,气,气,淬,淬,炉,炉,14,2,、,节,节,能,能,环,环,保,保,热,热,处,处,理,理,技,技,术,术,2.4,感,应,应,热,热,处,处,理,理,感,应,应,穿,穿,透,透,加,加,热,热,高,高,温,温,回,回,火,火,可,可,在,在,连,连,续,续,作,作,业,业,的,的,生,生,产,产,线,线,上,上,完,完,成,成,调,调,质,质,工,工,艺,艺,。,。,它,它,适,适,用,用,于,于,中,中,碳,碳,钢,钢,或,或,低,低,合,合,金,金,钢,钢,的,的,锻,锻,件,件,进,进,行,行,热,热,处,处,理,理,，,，,具,具,有,有,生,生,产,产,效,效,率,率,高,高,、,、,畸,畸,变,变,小,小,、,、,少,少,无,无,氧,氧,化,化,脱,脱,碳,碳,、,、,生,生,产,产,过,过,程,程,易,易,于,于,实,实,现,现,自,自,动,动,化,化,。,。,采,用,用,感,感,应,应,自,自,行,行,回,回,火,火,：,：,采,采,用,用,感,感,应,应,自,自,行,行,回,回,火,火,代,代,替,替,炉,炉,中,中,回,回,火,火,，,，,由,由,于,于,是,是,利,利,用,用,感,感,应,应,加,加,热,热,将,将,热,热,量,量,传,传,到,到,淬,淬,火,火,层,层,以,以,外,外,，,，,淬,淬,火,火,冷,冷,却,却,时,时,未,未,全,全,部,部,带,带,走,走,残,残,留,留,下,下,来,来,的,的,热,热,量,量,而,而,实,实,现,现,短,短,时,时,间,间,回,回,火,火,，,，,因,因,而,而,具,具,有,有,高,高,效,效,节,节,能,能,，,，,并,并,在,在,许,许,多,多,情,情,况,况,下,下,（,（,如,如,对,对,高,高,碳,碳,钢,钢,及,及,高,高,碳,碳,高,高,合,合,金,金,钢,钢,）,）,可,可,避,避,免,免,淬,淬,火,火,开,开,裂,裂,，,，,同,同,时,时,一,一,经,经,确,确,定,定,各,各,工,工,艺,艺,参,参,数,数,可,可,大,大,批,批,量,量,生,生,产,产,等,等,优,优,点,点,，,，,经,经,济,济,效,效,益,益,显,显,著,著,。,。,15,2,、,节,节,能,能,环,环,保,保,热,热,处,处,理,理,技,技,术,术,2.5,高,能,能,束,束,热,热,处,处,理,理,：,：,激,光,光,束,束,、,、,电,电,子,子,束,束,、,、,离,离,子,子,束,束,表,表,面,面,技,技,术,术,与,与,表,表,面,面,改,改,性,性,技,技,术,术,(,表,面,面,淬,淬,火,火,、,、,重,重,熔,熔,、,、,涂,涂,层,层,),是,利,利,用,用,高,高,能,能,束,束,对,对,工,工,件,件,的,的,表,表,面,面,快,快,速,速,加,加,热,热,作,作,用,用,实,实,现,现,工,工,件,件,表,表,面,面,热,热,处,处,理,理,，,，,不,不,产,产,生,生,烟,烟,尘,尘,等,等,污,污,染,染,，,，,属,属,清,清,洁,洁,热,热,处,处,理,理,技,技,术,术,。,。,16,2,、,节,节,能,能,环,环,保,保,热,热,处,处,理,理,技,技,术,术,2.6,局,部,部,加,加,热,热,代,代,替,替,整,整,体,体,加,加,热,热,对,一,一,些,些,局,局,部,部,又,又,技,技,术,术,要,要,求,求,的,的,零,零,件,件,（,（,如,如,耐,耐,磨,磨,的,的,齿,齿,轴,轴,径,径,、,、,轧,轧,辊,辊,辊,辊,径,径,等,等,）,）,，,，,可,可,采,采,用,用,浴,浴,炉,炉,加,加,热,热,、,、,感,感,应,应,加,加,热,热,、,、,脉,脉,冲,冲,加,加,热,热,、,、,火,火,焰,焰,加,加,热,热,等,等,局,局,部,部,加,加,热,热,方,方,式,式,代,代,替,替,如,如,箱,箱,式,式,炉,炉,等,等,的,的,整,整,体,体,加,加,热,热,，,，,可,可,以,以,实,实,现,现,各,各,零,零,件,件,摩,摩,擦,擦,咬,咬,合,合,部,部,位,位,之,之,间,间,的,的,适,适,当,当,配,配,合,合,，,，,提,提,高,高,零,零,件,件,使,使,用,用,寿,寿,命,命,，,，,又,又,因,因,为,为,是,是,局,局,部,部,加,加,热,热,，,，,所,所,以,以,能,能,显,显,著,著,减,减,小,小,淬,淬,火,火,变,变,形,形,，,，,降,降,低,低,能,能,耗,耗,。,。,17,2,、,节,节,能,能,环,环,保,保,热,热,处,处,理,理,技,技,术,术,2.7,修,复,复,热,热,处,处,理,理,对,失,失,效,效,、,、,故,故,障,障,零,零,件,件,采,采,用,用,热,热,处,处,理,理,方,方,法,法,和,和,技,技,术,术,使,使,