第三章 熱處理設(shè)備

1、第三章第三章 熱處理設(shè)備熱處理設(shè)備一一. 熱處理車間設(shè)備的分類熱處理車間設(shè)備的分類（一）主要設(shè)備（一）主要設(shè)備為完成主要工序所使用的設(shè)備。為完成主要工序所使用的設(shè)備。加熱設(shè)備加熱設(shè)備：各種加熱爐、加熱裝置、接觸電熱裝置、電：各種加熱爐、加熱裝置、接觸電熱裝置、電 解液加熱裝置、感應(yīng)加熱裝置、火焰加熱裝解液加熱裝置、感應(yīng)加熱裝置、火焰加熱裝 置等等。置等等。冷卻設(shè)備冷卻設(shè)備：緩冷設(shè)備、淬火冷卻設(shè)備和低溫冰箱等。：緩冷設(shè)備、淬火冷卻設(shè)備和低溫冰箱等。（二）輔助設(shè)備（二）輔助設(shè)備為完成輔助工序所使用的設(shè)備。為完成輔助工序所使用的設(shè)備。清理與清洗設(shè)備：清理與清洗設(shè)備：主要有酸洗設(shè)備、清洗設(shè)備、噴砂和主

2、要有酸洗設(shè)備、清洗設(shè)備、噴砂和 拋丸設(shè)備等。拋丸設(shè)備等。校正設(shè)備：校正設(shè)備：各種校正機床。各種校正機床。（三）附屬設(shè)備（三）附屬設(shè)備服務(wù)于主要設(shè)備和輔助設(shè)備的。服務(wù)于主要設(shè)備和輔助設(shè)備的。 如：如：起重運輸設(shè)備、控制氣氛發(fā)生裝置、油循環(huán)冷卻裝起重運輸設(shè)備、控制氣氛發(fā)生裝置、油循環(huán)冷卻裝置、燃料儲存裝置等。置、燃料儲存裝置等。二二. 常用加熱設(shè)備常用加熱設(shè)備（一）（一） 電阻爐電阻爐 利用電阻發(fā)熱體供熱的一種爐型，常用的有箱式、井式、利用電阻發(fā)熱體供熱的一種爐型，常用的有箱式、井式、臺車式三種。臺車式三種。箱式爐箱式爐臺車式爐臺車式爐井式爐井式爐箱式電阻爐箱式電阻爐 主要靠電熱元件加熱，多用鐵鉻

3、主要靠電熱元件加熱，多用鐵鉻鋁電阻絲，也有用鎳鉻電熱合金材料鋁電阻絲，也有用鎳鉻電熱合金材料的，繞成螺旋體，安置在爐膛側(cè)壁擱的，繞成螺旋體，安置在爐膛側(cè)壁擱磚上和爐底上（大型爐頂也有）。磚上和爐底上（大型爐頂也有）。 1000以下的箱式爐的爐襯，一以下的箱式爐的爐襯，一般耐火層由輕質(zhì)耐火磚構(gòu)成，絕熱層般耐火層由輕質(zhì)耐火磚構(gòu)成，絕熱層由絕熱磚或絕熱填料構(gòu)成；由絕熱磚或絕熱填料構(gòu)成； 10001250 的箱式爐，耐火層和的箱式爐，耐火層和絕熱層之間，還有中間層，由輕質(zhì)磚和泡絕熱層之間，還有中間層，由輕質(zhì)磚和泡沫磚構(gòu)成。沫磚構(gòu)成。 爐底的電熱元件用耐熱鋼爐底板爐底的電熱元件用耐熱鋼爐底板覆蓋，上面放

4、置工件。覆蓋，上面放置工件。箱式電阻爐結(jié)構(gòu)圖箱式電阻爐結(jié)構(gòu)圖（1）轉(zhuǎn)爐時工件離開電熱元件至少）轉(zhuǎn)爐時工件離開電熱元件至少5075mm，且不得遮蓋測溫?zé)犭娕?；，且不得遮蓋測溫?zé)犭娕迹唬?）潮濕工件不許直接裝入熱爐；）潮濕工件不許直接裝入熱爐；（3）爐底板不準(zhǔn)受沖擊和超載，工件轉(zhuǎn)爐時不允許拋扔，轉(zhuǎn)爐量不能超過爐型規(guī)定；）爐底板不準(zhǔn)受沖擊和超載，工件轉(zhuǎn)爐時不允許拋扔，轉(zhuǎn)爐量不能超過爐型規(guī)定；（4）出裝爐前應(yīng)切斷電源，以保安全操作；）出裝爐前應(yīng)切斷電源，以保安全操作；（5）700以上不準(zhǔn)空爐打開爐門降溫；以上不準(zhǔn)空爐打開爐門降溫；（6）爐內(nèi)氧化鐵屑應(yīng)經(jīng)常清除，以免造成電熱元件短路燒斷事故；）爐內(nèi)氧化鐵

5、屑應(yīng)經(jīng)常清除，以免造成電熱元件短路燒斷事故；（7）爐溫不能超過最高使用溫度，也不能在最高使用溫度下長期運行。）爐溫不能超過最高使用溫度，也不能在最高使用溫度下長期運行。注注 意意優(yōu)優(yōu) 缺缺 點點 爐溫均勻性差，難以避免氧化脫碳，但其通用性強，目前仍應(yīng)用廣泛。爐溫均勻性差，難以避免氧化脫碳，但其通用性強，目前仍應(yīng)用廣泛。可用于碳鋼、合金鋼件的退貨、正火、淬火和回火及固體滲碳等工藝?？捎糜谔间?、合金鋼件的退貨、正火、淬火和回火及固體滲碳等工藝。臺車式電阻爐臺車式電阻爐 構(gòu)造與箱式爐相似。活動爐底是一構(gòu)造與箱式爐相似?；顒訝t底是一個臺車，臺車可沿地面上鋪設(shè)的軌道靠機個臺車，臺車可沿地面上鋪設(shè)的軌道靠

6、機械結(jié)構(gòu)拉出路外，便于裝卸，減輕勞動強械結(jié)構(gòu)拉出路外，便于裝卸，減輕勞動強度。度。 可供大型工件的正火、退火、淬火可供大型工件的正火、退火、淬火加熱及固體滲碳等處理加熱。加熱及固體滲碳等處理加熱。 增加了爐底通電裝置、臺車行走驅(qū)增加了爐底通電裝置、臺車行走驅(qū)動裝置。爐殼用鋼板焊成，爐體內(nèi)層爐襯動裝置。爐殼用鋼板焊成，爐體內(nèi)層爐襯為輕質(zhì)磚，外層為超輕質(zhì)磚與蛭石粉混合為輕質(zhì)磚，外層為超輕質(zhì)磚與蛭石粉混合結(jié)構(gòu)，電熱元件布置在除爐頂外的五個面結(jié)構(gòu)，電熱元件布置在除爐頂外的五個面上。上。 為了提高爐溫均勻性，在爐頂上裝為了提高爐溫均勻性，在爐頂上裝有風(fēng)扇。有風(fēng)扇。井式爐井式爐 適用于需垂直懸掛加熱的較長

7、工件，其密封性好、熱效適用于需垂直懸掛加熱的較長工件，其密封性好、熱效率高，熱損失較小，工件進(jìn)出爐方便，應(yīng)用廣泛。率高，熱損失較小，工件進(jìn)出爐方便，應(yīng)用廣泛。 有高溫、中溫、低溫和井式滲碳爐四種，爐膛深度最長有高溫、中溫、低溫和井式滲碳爐四種，爐膛深度最長達(dá)達(dá)30米。米。（1） 低溫井式爐低溫井式爐 又稱井式回火爐，國內(nèi)生產(chǎn)最高工作溫度又稱井式回火爐，國內(nèi)生產(chǎn)最高工作溫度650，主要用于淬火工件的回火，主要用于淬火工件的回火及有色金屬的熱處理加熱。及有色金屬的熱處理加熱。 （2）中溫井式爐）中溫井式爐 截面有圓形和方形兩種，深度不等，國產(chǎn)最高加熱溫度為截面有圓形和方形兩種，深度不等，國產(chǎn)最高加

8、熱溫度為950。有幾個加熱。有幾個加熱區(qū)，分段控溫，在整個高度上保持溫度均勻。主要用于軸類工件的退火、正火和淬區(qū)，分段控溫，在整個高度上保持溫度均勻。主要用于軸類工件的退火、正火和淬火加熱，高速鋼拉刀的淬火預(yù)熱及回火等。火加熱，高速鋼拉刀的淬火預(yù)熱及回火等。 （3）井式氣體滲碳爐）井式氣體滲碳爐 主要用于鋼的氣體滲碳，也可以進(jìn)行氣體滲氮、碳氮共滲及重要零件的淬火、主要用于鋼的氣體滲碳，也可以進(jìn)行氣體滲氮、碳氮共滲及重要零件的淬火、退火加熱。為了保持密封性良好，爐蓋用螺栓密封并有砂封裝置。裝有風(fēng)扇使?fàn)t溫、退火加熱。為了保持密封性良好，爐蓋用螺栓密封并有砂封裝置。裝有風(fēng)扇使?fàn)t溫、爐氣均勻，加速活性

9、介質(zhì)循環(huán)。爐氣均勻，加速活性介質(zhì)循環(huán)。罩式退火爐罩式退火爐退火爐分為兩大類：退火爐分為兩大類：連續(xù)退火爐連續(xù)退火爐 ： a 立式爐立式爐 b 臥式爐臥式爐間歇式退火爐（罩式爐）：間歇式退火爐（罩式爐）： a 單垛式單垛式 b 多垛式多垛式強對流全氫罩式退火爐技術(shù)特點強對流全氫罩式退火爐技術(shù)特點1.強對流強對流 罩式退火爐通過內(nèi)罩對帶鋼罩式退火爐通過內(nèi)罩對帶鋼進(jìn)行間接加熱，帶鋼獲得熱量多進(jìn)行間接加熱，帶鋼獲得熱量多少取決于內(nèi)罩壁的輻射傳熱和氣少取決于內(nèi)罩壁的輻射傳熱和氣體對流傳熱的能力。體對流傳熱的能力。 增強內(nèi)罩壁與保護(hù)氣體之間增強內(nèi)罩壁與保護(hù)氣體之間對流傳熱的主要途徑是加大保護(hù)對流傳熱的主要

10、途徑是加大保護(hù)氣體的流速，采用保護(hù)氣體流速氣體的流速，采用保護(hù)氣體流速高、流量大的循環(huán)系統(tǒng)，把內(nèi)罩高、流量大的循環(huán)系統(tǒng)，把內(nèi)罩上的熱量盡快傳遞給鋼卷。上的熱量盡快傳遞給鋼卷。 保護(hù)氣體循環(huán)示意圖保護(hù)氣體循環(huán)示意圖2. 采用全氫作為保護(hù)氣采用全氫作為保護(hù)氣 罩式爐保護(hù)氣體最先采用的是罩式爐保護(hù)氣體最先采用的是N2，后來發(fā)展為用氮氫型保護(hù)氣（一，后來發(fā)展為用氮氫型保護(hù)氣（一般般5%H2,95%N2），最后發(fā)展成為現(xiàn)在采用的），最后發(fā)展成為現(xiàn)在采用的100%H2作為保護(hù)氣體。作為保護(hù)氣體。a）氫氣的密度僅是氮氣的）氫氣的密度僅是氮氣的1/14，氫氣的導(dǎo)熱系數(shù)是氮氣的，氫氣的導(dǎo)熱系數(shù)是氮氣的7倍。氫氣

11、重倍。氫氣重 量輕，滲透能力強，可以滲入鋼卷層間，充分發(fā)揮導(dǎo)熱系數(shù)大的特量輕，滲透能力強，可以滲入鋼卷層間，充分發(fā)揮導(dǎo)熱系數(shù)大的特 點，顯著提高傳熱效率；并可提高內(nèi)罩內(nèi)保護(hù)氣體的循環(huán)量；點，顯著提高傳熱效率；并可提高內(nèi)罩內(nèi)保護(hù)氣體的循環(huán)量；b）氫氣作為還原性氣體，在高溫下能使）氫氣作為還原性氣體，在高溫下能使FeO還原為鐵，并能大幅度降低還原為鐵，并能大幅度降低 由冷軋機帶來的軋制油（殘?zhí)迹?；由冷軋機帶來的軋制油（殘?zhí)迹?；c）以純氫氣作為保護(hù)氣氛，可以使結(jié)晶更加均勻化，退火產(chǎn)品的機械）以純氫氣作為保護(hù)氣氛，可以使結(jié)晶更加均勻化，退火產(chǎn)品的機械 性能更加均勻。性能更加均勻。選擇全氫作為保護(hù)氣體，

12、主要有以下特點：選擇全氫作為保護(hù)氣體，主要有以下特點：某廠罩式爐退火車間簡介某廠罩式爐退火車間簡介鋼帶厚度：鋼帶厚度： 0.32.0mm鋼帶寬度：鋼帶寬度： 9001665mm鋼卷外徑：鋼卷外徑： 1100mm2000mm鋼卷內(nèi)徑：鋼卷內(nèi)徑： 610mm最大鋼卷重量：最大鋼卷重量：33.3t最大堆垛高度：最大堆垛高度：5500mm1、所用原料及產(chǎn)品、所用原料及產(chǎn)品年產(chǎn)量：年產(chǎn)量：60萬噸萬噸原料原料/產(chǎn)品：產(chǎn)品： 鋼中為低碳軟鋼、高強度低合金鋼鋼中為低碳軟鋼、高強度低合金鋼 鋼等級為：鋼等級為：CQ，DQ，DDQ，HSLA原料規(guī)格原料規(guī)格（二）（二） 鹽浴爐鹽浴爐 是利用熔鹽作為加熱介是利用熔

13、鹽作為加熱介質(zhì)的熱處理設(shè)備，其特點是質(zhì)的熱處理設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，爐溫均勻，加熱結(jié)構(gòu)簡單，爐溫均勻，加熱速度快，爐溫調(diào)整和控制方速度快，爐溫調(diào)整和控制方便，正確操作可避免氧化脫便，正確操作可避免氧化脫碳，多用于淬火加熱。碳，多用于淬火加熱。 鹽浴爐按熱源方式可分鹽浴爐按熱源方式可分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。內(nèi)為內(nèi)熱式和外熱式兩種。內(nèi)熱式以電極鹽浴爐應(yīng)用最普熱式以電極鹽浴爐應(yīng)用最普遍，外熱式按熱源種類不同，遍，外熱式按熱源種類不同，分為電熱式和燃料加熱式兩分為電熱式和燃料加熱式兩種。種。三三. 熱處理輔助設(shè)備熱處理輔助設(shè)備（一）清洗設(shè)備（一）清洗設(shè)備主要作用是清除零件表面的油污、殘渣和其它污物。

14、主要作用是清除零件表面的油污、殘渣和其它污物。（二）清理設(shè)備（二）清理設(shè)備 酸洗槽所用的酸洗液為硫酸或鹽酸的水溶液，前者應(yīng)用較多。酸酸洗槽所用的酸洗液為硫酸或鹽酸的水溶液，前者應(yīng)用較多。酸洗液的濃度一般為洗液的濃度一般為8%12%，溫度為，溫度為4080，可由酸洗槽底部通蒸氣，可由酸洗槽底部通蒸氣加熱。加熱。 酸洗時，將發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：酸洗時，將發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：FeO+H2SO4FeSO4+H2O（1）酸洗槽）酸洗槽 工件經(jīng)酸洗后放入工件經(jīng)酸洗后放入4050的熱水中沖洗，再放入濃度為的熱水中沖洗，再放入濃度為8%10%的的Na2CO3水溶液中中和，最后再以熱水沖洗。水溶液中中和，最后再以熱

15、水沖洗。（2）噴砂機）噴砂機 利用高速運動的砂子利用高速運動的砂子(或鐵砂或鐵砂)撞擊工件表面，使氧化皮脫落。工件表撞擊工件表面，使氧化皮脫落。工件表面經(jīng)噴砂后呈銀灰色。面經(jīng)噴砂后呈銀灰色。 砂子高速運動的動力是壓縮空氣，其壓力可達(dá)砂子高速運動的動力是壓縮空氣，其壓力可達(dá)(4958.8) 104 Pa。所用石英砂直徑為所用石英砂直徑為1 2 mm ;鐵砂為白口鑄鐵，直徑為鐵砂為白口鑄鐵，直徑為0.52 mm，其硬度，其硬度大于大于4HRC； 用石英砂時，其消耗量較大，約為工件質(zhì)量的用石英砂時，其消耗量較大，約為工件質(zhì)量的510%;用鐵砂時，其用鐵砂時，其消耗量為工件質(zhì)量的消耗量為工件質(zhì)量的0.050.1%。 室式手動噴砂機主要適用于少量小型零件，特別是工具、刃具熱處理室式手動噴砂機主要適用于少量小型零件，特別是工具、刃具熱處理后的噴砂清理。批量大且較重的零件則用帶有回轉(zhuǎn)臺的噴砂機或拋丸機，后的噴砂清理。批量大且較重的零件則用帶有回轉(zhuǎn)臺的噴砂機或拋丸機，以減輕勞動強度。以減輕勞動強度。（3）拋丸機）拋丸機 拋拋丸機所用的噴射物為鐵丸。基本原理是將鐵丸裝于一快速轉(zhuǎn)動丸機所用的噴射物為鐵丸。基本原理是將鐵