热处理专业与行业发展思考ppt课件

1、热处置专业与行业开展思索1.节能环保热处置1、引言2、节能环保热处置技术3、节能配备4、节能资料5、节能环保管理6、热处置专业开展遐瞎想21、引言建立资源节约型、环境友好型社会摆在工业化、现代化开展战略的突出位置。热处置作为机械行业的耗能大户，其节能减排任务意义艰苦。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，总数超越十万台，能耗高、环境污染、产质量量低下等问题非常突出。31、引言我国每年钢材年实践热处置消费量超越1亿吨。5 000吨年淬火油因蒸发或部分熄灭呵斥碳氢化合物、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

2、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；喷砂处置中产生的SiO 等有害粉尘10 000吨年451、引言美国热处置2020年想象目的：能源耗费减少80 ，工艺周期缩短50 ，工艺本钱降低75 ，热处置实现零畸变和最低的质量分散度，加热炉运用寿命提高到原来的10倍，加热炉价钱降低50 ，实现消费零污染 。-启示是：热处置制造领域的节能降耗有宏大潜力；热处置制造本钱的降低依然存在很大的空间；热处置炉用资料以及各种耐热元件和构件的寿命在现有根底上有望大幅度提高；最大限制地减小产品热处置质量分散度，实现真正意义的绿色制造是热处置界应该一直追求的目的。61、引言高质

3、量高效率低能耗清净环保智能化。富有生命力的热处置技术72、节能环保热处置技术2.1降低加热温度普通亚共析碳钢的淬火加热温度在Ac3以上3050，共析及过共析碳钢淬火加热温度为Ac1以上3050。但近年来的研讨证明，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。82、节能环保热处置技术2.1降低加热温度对于某些传动齿轮，以碳氮共渗替代渗碳，耐磨性提高4060，疲劳强度提高5080，共渗

4、时间相当，但共渗温度850较渗碳温度920低70，同时还可减小热处置变形。用低中温回火替代高温回火：中碳或中碳合金构造钢用中、低温回火替代高温回火，可获得更高的多冲抗力。W6Mo5Cr4V2钢制8mm钻头，在淬火后进展3501h5601h二次回火，较5601h三次回火的钻头切削寿命提高40。 92、节能环保热处置技术2.2 缩短加热时间普通要对加热保温时间公式KD中的加热系数进展修正。传统值引荐为1.01.8min/mm，这显然是保守的。假设能将值减小，那么可大大缩短加热时间。加热时间应根据钢种工件尺寸、装炉量等情况经过实验确定。高温化学热处置：就是在设备运用温度允许及所渗钢种奥氏体晶粒不长大

5、条件狭，提高化学热处置温度，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。102、节能环保热处置技术2.2 缩短加热时间真空化学热处置：是在负压的气相介质中进展。由于在真空形状下工件外表净化，以及采用较高的温度，因此大大提高了渗速。如真空渗碳可提高消费率12倍；在133.310-110-2Pa下渗铝、铬，渗速可提高10倍以上。 取消回火或减少回火次数：取消渗碳钢的回火，如20Cr钢装载机用双面渗碳活塞销取消回火的疲劳极限较回火的可提高16；取消低碳马氏体钢的回火，将推土机销轴套简化为20钢淬火态低碳马氏体运用，硬度稳定在45HRC左右，产品强度和耐磨性显著

6、提高，质量稳定；高速钢减少回火次数，如W18Cr4V钢机用锯条采用一次回火5601h替代传统的5601h三次回火，运用寿命提高40。112、节能环保热处置技术2.2 缩短加热时间合理减少渗层深度：化学热处置周期长，耗电大，如能减少渗层深度以缩短时间是节能的重要手段。用应力测定求出必要的硬化层深度，阐明目前的硬化层过深，只需传统硬化层深度的70就足够。研讨阐明，碳氮共渗比渗碳可减少层深3040。同时假设在实践消费中将渗层深度控制在其技术要求的下限，也可节能 20，同时还缩短了时间，减小了变形。离子化学热处置：它是一种在低于一个大气压的含有欲渗元素的气相介质中，利用工件阴极和阳极之间产生辉光放电同

7、时渗入欲渗元素的化学热处置工艺。如离子渗氮、离子渗碳、离子渗硫等，具有渗速快、质量好、节能等优点。 122、节能环保热处置技术2.3 真空热处置1不氧化、不脱碳、不增碳对工件内部和外表有良好的维护作用：2提高整体机械性能、脱气和促进金属外表的净化作用： 3工件变形小4真空炉采用碳毡作为保温隔热资料，其蓄热非常少，热效率高,可实现快速升温暖降温；没有易燃易爆性气体，任务环境好，操作平安，没有污染和公害。132、节能环保热处置技术湖南顶立科技双室真空油淬气冷炉和单室气淬炉142、节能环保热处置技术2.4 感应热处置感应穿透加热高温回火可在延续作业的消费线上完成调质工艺。它适用于中碳钢或低合金钢的锻

8、件进展热处置，具有消费效率高、畸变小、少无氧化脱碳、消费过程易于实现自动化。采用感应自行回火：采用感应自行回火替代炉中回火，由于是利用感应加热将热量传到淬火层以外，淬火冷却时未全部带走残留下来的热量而实现短时间回火，因此具有高效节能，并在许多情况下如对高碳钢及高碳高合金钢可防止淬火开裂，同时一经确定各工艺参数可大批量消费等优点，经济效益显著。 152、节能环保热处置技术2.5 高能束热处置：激光束、电子束、离子束外表技术与外表改性技术(外表淬火、重熔、涂层)是利用高能束对工件的外表快速加热作用实现工件外表热处置，不产生烟尘等污染，属清洁热处置技术。162、节能环保热处置技术2.6 部分加热替代

9、整体加热对一些部分又技术要求的零件如耐磨的齿轴径、轧辊辊径等，可采用浴炉加热、感应加热、脉冲加热、火焰加热等部分加热方式替代如箱式炉等的整体加热，可以实现各零件摩擦咬合部位之间的适当配合，提高零件运用寿命，又由于是部分加热，所以能显著减小淬火变形，降低能耗。 172、节能环保热处置技术2.7 修复热处置对失效、缺点零件采用热处置方法和技术使之修复再生的技术。修复热处置技术开展很快，有资料引见，美国修复技术产业的年产值已达500亿美圆。我国某坦克发动机采用修复热处置等技术使废旧零件起死回生，其服役寿命延伸了40 。自上世纪80年代以来，再制造修复热处置技术已扩展到民用产品上，其开展将促使我国构成

10、制造技术中的一个新兴产业。182、节能环保热处置技术2.8 余热利用锻后余热淬火是常用的热处置工艺之一，不仅可获得较高的综合机械性能，还可以简化工艺，节省能源。开发延续热处置炉低温余热利用关键资料，构成高效热交换成套安装批量消费才干，热处置炉排放较高温度300左右废气，降低到150以下，将余热转换为消费热水、过热水和低压蒸汽，低压蒸汽运用于制冷和除湿。低温余热高效利用技术在钢铁企业构成运用示范。 193、节能配备合理选择能源；合理选择炉型，延续式炉比周期式炉好，圆型炉膛比如型炉膛好；消化吸收国外先进的设计理念，自主创新，优化炉体构造设计，减少热损失，提高热效率；尽能够采用蓄热少、绝热性好的轻质

11、耐火资料炉衬，如用耐火纤维对炉衬进展节能设计；采用密封炉体构造，防止漏气和吸入空气；充分利用余热和废热；熄灭过程的优化，合理选择和控制熄灭系数；采用红外辐射涂料涂层，用于轻质砖和纤维的复合炉衬可节能50左右，用于熄灭炉可节能10 一30，升温时间减少20 一4o；减少热处置工卡具所呵斥的热量损失等。203、节能配备3.1 合理选择能源我国的机械制造业的热处置炉主要用电。电炉加热虽然也能到达高的热效率(70 80)，但思索到30 一40的热力发电效率，热处置电加热的综合效率只需20 30。用天然气、液化石油气、重油和轻油的熄灭炉，采取空气充分预热措施及高效热交换器就可以直接把炉子的加热效率维持到

12、60 70以上。在各种燃料中，用天然气加热还有环境温室效应最低的优越性213、节能配备223、节能配备3.2 合理选择炉型在一样功率条件下，延续炉比周期炉效率高25以上，在消费批量适宜前提下，应尽能够选用延续炉。密封渗碳淬火炉可实现渗碳后直接淬火的节能工艺，故用密封箱式炉比用井式炉渗碳优越。各种炉型按热效率(由高到低)排序为：振底炉、网带炉、井式炉、保送带炉、箱式炉和盐浴炉。233、节能配备3.3 减少热损失(1)减少炉壁散热和蓄热选用轻质耐火绝热资料。密封多用炉轻质耐火砖改陶瓷纤维块可节电13 ，升温时问减少30，洗炉时问缩短75。保送带式炉重质砖改陶瓷纤维块，节约燃料50，空炉升温时问缩短

13、90。尽量防止炉壁开孑L，如30mm30mm矩型孑L，设孑L内负压为10Pa，那么每小时侵入的冷空气达10m3，势必降低炉温，添加燃料耗费。盐浴炉不盖盖，维持炉温会添加46的电能。减少炉子外外表积可减少炉子散热，圆柱形炉外表积比矩形炉约小14。(2)减轻料盘夹具分量加热料盘、夹具耗费的热占18 29。采用高级合金减轻料盘，夹具分量有节电20的记录。减轻料盘、夹具，可多装工件提高效率。真空炉用钼棒替代耐热钢可减少23分量，使加热时间缩短25。用网带替代链板节能效果显著。243、节能配备3.4 废热利用(1)预热空气利用烟道气废热预热熄灭用空气，节能效果显著：把空气预热到400C可节约16 20燃

14、料，预热到600节能25 30燃料。(2)高效热交换器预热空气的热交换器有反向流、平行流和横流三类：高效横流热交换器可将空气预热到800 IO00C的高温。(3)新型热回收熄灭器：用蜂窝状陶瓷块能吸(回)收和储存烟道气热量，回收效率大大提高。254、节能资料4.1 非调质钢与调质钢比较，非调质钢的主要优点： 锻件无须调质处置，是典型的资源节约型构造资料。不存在因淬火产生的变形、开裂等工序质量问题，省去了后续校直、探伤等工序。 在零件的横截面上可得到均匀一致的组织和性能，而调质钢由于受资料淬透性的影响，零件的外表和心部往往存在较大的组织和硬度差别。国内非调质钢主要用于发动机曲轴、连杆、前轴、转向

15、节等零件。非调质钢的运用，可以使消费此类零件的热处置能耗降低70 80 。从节能、环保的角度讲，微合金化非调质钢的运用将是汽车用构造钢的开展方向之一。目前制约非调质钢进一步推行运用的主要妨碍是资料价钱264、节能资料4.2 免退火钢免退火冷镦钢经过化学成分的调整，控轧、控冷，细化晶粒并使珠光体变态，降低轧制态的硬度，提高其塑性变形才干，减小变形抗力 。免退火冷镦钢的运用，省略了冷拔前的退火工艺，降低了消费本钱。目前，免退火冷镦钢可用于消费88级汽车紧固件类零件。随着冶金技术的发，免退火冷镦钢有能够运用于更高强度的紧同件消费中。274、节能资料4.3 细晶粒构造钢为抑制钢件在1000以上高温渗碳

16、时的晶粒过分长大，并可实施渗碳降温的直接淬火，要求开发更多的本质细晶粒的渗碳构造钢。在钢中添加Ti、V、zr和Nb等细化晶粒元素，可满足此要求。4.4 奥贝球墨铸铁(ADI)经贝氏体等温淬火后组织是贝氏体+残留奥氏体，强度高，强韧性好，堪与中碳钢的性能匹敌，且消费过程简单，制造本钱低，节能节材效果明显。消费奥贝球铁件的关键技术是大批量消费的等温淬火工艺和延续式消费线。国内外已在许多汽车零件(齿轮、凸轮轴和曲轴)上推行运用。284、节能资料4.5 贝氏体钢：高强度、高韧度节能型低碳贝氏体钢系列：包括12Mn2VB低碳粒状贝氏体钢、低碳仿晶界型铁素体粒状贝氏体复相钢(如B7I钢、B5钢、JB460

17、钢等)、低碳Cr-M 一SiMo系贝氏体钢和无碳化物贝氏体马氏体复相钢贝氏体钢可将热加工成型与热处置合并成一个工序不仅节能、简化工序(省去淬火工序)提高消费效率，而且防止了淬火处置引起的畸变、开裂和氧化脱碳缺陷及后续处置工序，可谓一举多得用于高强度抽油杆、汽车前桥、高强度耐磨钢板、重型钎杆(三峡电站船闸施工)等重要零部件295、节能环保管理消费管文科学化(1)仔细贯彻有关热处置能源利用的国家及行业规范。(2)加速热处置消费的规模化：规模出效益，要彻底处理资料成形加工企业的污染、能耗问题，就应该转换厂家各自处理的观念，变为区域内集中处置。铸造、热处置、电镀行业都有同类性质问题。建议在有条件地域建

18、立铸造、热处置、电镀工业园区，经过合理规划、合理选址，将厂点(特殊产品的配套加工除外)集中在工业园区消费，集中管理、集中治污，从根本上处理不达标排放、偷排等景象。(3)合理安排和组织消费。根据锻件的类型、批量和时间要求安排热处置设备的合理运用，尽量减少延续消费设备的停机时间 种类多、批量小的企业(模具企业等) 应利用社会资源，锻件热处置可委托专业热处置厂加工。306、热处置专业与行业开展定义：热处置是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温暖冷却，以改动资料整体或外表组织，从而获得所需性能的工艺。时间温度加热保温冷却淬火回火316、热处置专业与行业开展学科专业开展热处置资料科学与工程：构呵斥分、性能、加工、运用资料改性与控制工程：资