热处理炉的基本类型2023年

11/17南京工程学院教案【教学单元首页】第 13-14 次课 授课学时 4 教案完成时间：2023.2第六章热处理炉的根本类型；§6.1周期作业热处理炉；§6.2连续作业章、节

热处理炉；§6.3§6.4§6.5子炉；§6.6周期作业热处理炉；连续作业热处理炉；主可控气氛热处理炉；真空热处理炉；要流淌粒子炉；离子轰击外表处理装置；内容目目的：了解工程中常用的各种热处理炉的构造和适用范围，为今后工作合理选择设备的 奠定必要根底。与要求：了解各种热处炉的构造特点和适用范围。要求重重点：台车式炉、推送式炉、网带炉、密封箱式炉、真空热处理炉构造特点及使用范围。点难点：连续作业炉和真空热处理炉与难点教学板书与多媒体教学结合。方法与手段§6.1子。周期式炉是我国应用最广泛的炉子。一.通用周期作业热处理炉有关这方面的炉性在前面已作过介绍，主要包括以下几种：二.处理大尺寸工件的周期作业炉在箱式电阻炉根底上改进而来，主要有以下几种：滚动底式炉VV放在滚球上运动。这种炉子主要用于大型和中型锻模加热。台车式炉常用于铸、锻件退火和正火，也用于固体渗碳。侧倾式台车式炉侧倾式台车式炉2/173/17升降底式炉并封闭炉口。炉子密封性好，可通可控气氛，常用于可锻铸铁退火。罩式炉〔炉罩〕和几个炉底座组成，对放在不同炉底上的工件进展轮番加热和冷却。卷型材等热处理。三.处理小尺寸工件的周期作业炉转筒式炉将工件倒入淬火槽内。炉子可通可控气氛，可供小尺寸零件渗碳、淬火和正火用。翻转炉底板式炉下方与淬火槽相连，工件加热后，翻转炉底，将工件快速倒入淬火槽内冷却。四.周期作业化学热处理炉井式气体渗碳炉井式气体氮化炉与井式气体渗碳炉类似。只是炉罐常承受不锈钢制造，不能用一般钢板制造，由于定，甚至失去掌握无法氮化。罩式气体氮化炉这种氮化炉很少见。§6.2的处理条件根本一样。不易转变工艺，适用于品种单一的大批量生产。常见的连续作业炉主要有以下几种：推送式炉或推杆式炉〔某汽车厂连续渗碳炉原理图〕工作流程：工作流程：221升降平台下降淬火，淬火完毕后升降平台上升。清洗区传送带上工件通过传送带将送入清洗区清洗→烘干→进入回火区传送带→在回火区进展回火。装料区装料。推杆式连续热处理炉主要用于工件化学热处理、淬火和回火等。震底式炉炉子。型、大批量工件如螺钉、螺母、垫圈、轴承套圈等淬火、回火和正炽热处理。震底炉。3.网带炉(P444-1)最高工作温度可900℃左右。66/177/17工作台网带炉

淬火槽

传送带

回火炉传送带式炉最终落入淬火槽淬火处理。步进式炉步一步地在炉内向前移动。步进式炉常用于型材、钢管、板簧等较大型工件的热处理。§6.3可控气氛热处理炉〔P133〕80－90式炉和密封箱式炉〔又称多用炉共渗等。一.可控气氛炉特点炉膛密封良好炉膛密封主要有炉体密封和炉罐密封两种形式。伸出炉外的孔洞等部位的密封。〔金属或陶瓷罐〕隔离密封效果比较好，但存在降低传热效果，增加炉罐材料消耗和炉子工作温度受限等缺乏。炉内保持正压炉内应保持正压，防止空气侵入引起爆炸和保证炉内气氛稳定。3〕炉门设置装料前室及火帘装置，以隔绝空气侵入和防止炉气外溢。炉内气氛均匀：通过安装风扇，强制炉气循环运动，确保炉内气氛和炉温均匀。装设安全装置：全装置，如管路上设单向伐、截止伐、火焰逆止伐、压力测定器、安全报警器等。炉内构件抗气氛侵蚀吸热型可控气氛炉炉衬应使用抗渗碳砖，热电偶热结点不能暴露于可控气氛中等。二.密封箱式炉构造及特点RM－75－9〔P13510-11。装料台装工件→翻开前室门，将工件送入前室→前室门关→翻开后室门，将工件送预冷后淬火或直接淬火→翻开前室门，将工件送回装料台。1〕工件在可控气氛中加热、渗品质量，又改善劳动条件和削减环境污染；2〕炉子可实现机械化和自动化操作。§6.4〔P105〕1975碳、渗氮、渗金属等领域。真空热处理炉特点：真空热处理炉特点：优点：1〕不氧化、不脱碳，处理后可保持外表光亮和原有光泽；2〕热处理后外表通常可以不加工；3〕热处理变形小；4〕对工件有脱脂、脱气作用。缺点：1〕2〕加热均匀性较差；3〕设备一次性投资大。一.真空系统根本概念真空：指低于一个大气压的空间。真空度：指真空状态下气体的淡薄程度。105-102Pa10-1－10-5Pa真空系统构成真空系统：包括真空容器、真空泵、真空伐、连接件及真空测量仪表等。式机械泵〔简称旋片泵、滑伐油封式机械泵〔简称滑伐泵、罗茨泵、油增压泵、油集中度，必需将油集中泵与上述低真空泵组成真空机组才行。二.真空热处理炉分类真空热处理炉格外热式和内热式真空热处理炉两类。9/1710/17外热式真空热处理炉工件放在罐内，同时将罐抽成真空。应用：外热式真空热处理炉应用最早，仅适用于合金退火、真空除气和真空渗金属等。特点：3〕由于电热元件在罐外，不存在真空放电问题；4〕工件加热质量高，生产安全牢靠。1〕由于热源在罐外，热惰性大，热效率低，加热速度慢，生产周期长；2〕1100℃；3〕合金钢或耐热钢炉罐价格昂贵，不易加工。内热式真空热处理炉〕及欲处理的工件均放在真空容器内，而不用炉罐的炉子。特点：炉罐限制3〕加热和冷却速度快，生产效率高。3〕考虑真空放电和电器绝缘性，需配备低压大电流供电系统。三.内热式真空热处理炉构造现代真空电阻热处理炉均是内热式的。按其外形和构造分为立式、卧式、单室、双室和三室等。工件冷却方式分自冷、负压气冷、负压油冷和加压气冷2×105Pa、高压立式双室真空气淬炉工作流程：翻开炉门装工件→进入冷却室，关炉门→送入加热室→抽真空→到达要求真空度→通入少量保护气体→加热→到达工艺温度后，通过升降机构，工件进入冷却1atm〔假设是回火，则先抽真空，然后翻开闸板伐，接着送入加热室进展保温回火。卧式双室负压油冷真空热处理炉加热室→后同。四.真空热处理炉所用材料电热元件镍铬及铁铬铝合金真空度较低的高真空炉。钼、钨、钽纯金属使用温度受合金挥发限制，长期加热会使晶粒粗化而变脆。石墨电热元件点。炉衬外热式内热式真空炉的炉衬承受隔热屏或保温炉1100℃1100℃以上承受钼等高熔点金属、5-60.3-1mm，5-10mm。§6.5(P103)流淌粒子炉床。：可供淬火、正火、淬火、回火和化学热处理〔渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、氧氮化、蒸汽处理等。主要优点：启动升温速度快、耗能少、温度均匀〔在800-1300℃炉内温差不超过3-7℃、热惰性小、热效率高、可实现无氧化加热和化学处理等。80〔空心氧化铝球〕气体由压缩空气进展为可燃气和其它化学热处理气氛为主。炉型有周期作业炉和连续作业炉等。按加热方式不同，流淌粒子炉分为内燃式、外燃式、间接加热式和内热电极式四种内燃式流淌粒子炉先在炉膛上部将可燃气点燃，火焰向炉底方向传播，最终在风板以上稳定燃烧。790－1200℃范围内。这种炉子要留意防止火焰回火到混合室内燃烧，也应防止混合室温度过高而自燃。外燃式流淌粒子炉炉外燃烧的燃烧产物，其温度借助转变过剩空气量来调整，通150－760℃范围内，可作回火等用。间接加热式流淌粒子炉加热装置布置在固体粒子容器外，通过容器壁加热粒子，通入炉膛内气体通常是一内热电极式流淌粒子炉石墨粒子，除作为加热介质外，还起导，以压缩空气作为粒子流淌气源，由于局部石墨粒子会局部燃烧，故和脱碳，在高温下还有较猛烈的渗碳作用。§6.6离子渗氮炉(P113)包括炉体、真空系统、供气系统、测温系统和掌握系统等。二.工作原理13.3－1.33Pa然后在两极间施加肯定电压使氮电离，氮电离后即以高速冲击工件〔离子轰击度，轰击外表的一局部氮夺取电子后直接渗入工件外表，在工件外表上形成含氮很高的FeN，并不断向工件内部集中，从而到达渗氮的目的。三.辉光放电的伏安曲线〔补充〕OD微安级。在阴极的一局部外表上消灭辉光，这种现象叫起辉，D〔观看窗可看到局部辉光。起辉后，极间电压和电流不听从欧姆定律，而呈非线性关系，一旦起辉，极间电压正常辉光放电区电流增大〔正常辉光区，电流密度与气体压力有关F光放电区，离子氮化在该区进展。当极间电压超过G点后，电流急剧增大，电压急速降到几十伏，辉光放电产生质变——即过渡到猛烈的弧光放电区，弧光放电会损坏工件，应马上灭弧。本章小结本章小结台车式炉属于周期式炉还是连续式炉？常用于完成哪些热处理？周期式炉 常用于铸、锻件退火和正火，也用于固体渗碳。说明网带炉和震底炉分别适用于完成哪些类型零件的什么热处理工艺？电磁式震底炉适用于小零件热处理；气动和凸轮式震底炉适用于中小型、大批量工件如螺钉、螺母、垫圈、轴承套圈等淬火、回火和正炽热处理。网带炉广泛用于中小轴承、纺织针件、标准件、锯条锯片、丝攻等零件光亮淬火、回火、渗碳、碳氮共渗等热处理工艺可控气氛炉有哪些特点？炉膛密封良好2.炉内保持正压3.炉内气氛均匀4.装设安全装置5.炉内构件抗气氛侵蚀真空热处理炉有何特点或优缺点？优点：1〕不氧化、不脱碳，处理后可保持外表光亮和原有光泽；2〕热处理后外表通常可以不加工；3〕热处理变形小；4〕对工件有脱脂、脱气作用。缺点：1〕工件加热速度慢，由于仅靠辐射传热；2〕加热均匀性较差；3〕设备一次性投资大。外热式真空热处理炉有何特点或优缺点？主要用于进展哪些热处理？应用：外热式真空热处理炉应用最早，仅适用于合金退火、真空除气和真空渗金属等。优点：1〕构造简洁，制造简洁，炉子造价低，操作维护便利；2〕密封简洁，抽气量小，易于到达所要求真空度，不受耐火、绝缘材料及电阻气体释放的影响；3〕由于电热元件在罐外，不存在真空放电问题；4〕工件加热质量高，生产安全牢靠。缺点：1〕由于热源在罐外，热惰性大，热效率低，加热速度慢，生产周期长；2〕由于受炉罐高温强度限制，炉子尺寸小，最高使用温度≤1100℃；3〕合金钢或耐热钢炉罐价格昂贵，不易加工。内热式真空热处理炉有何特点或优缺点？优点：1〕没有炉罐，加热元件和工件均在容器内；2〕可制造大型高温炉〔因没有炉罐限制；3〕加热和冷却速度快，生产效率高。缺点：1〕炉内构造简单，电器绝缘性要求高；2〕炉内容积大，各种构件外表均吸附大量气体，需配备大功率抽气系统；3〕考虑真空放电和电器绝缘性，需配备低压大电流供电系统。什么是外热式真空热处理炉？什么是内热式真空热处理炉？外热式真空热处理炉：指有真空罐的炉子，加热元件和耐火材料等在罐外，被处理工件放在罐内，同时将罐抽成真空。内热式真空热处理炉：指将整个加热装置〔加热元件、耐火材料等〕及欲处理的工件均放在真空容器内，而不用炉罐的炉子。真空炉用石墨电热元件有哪些优点？具有热膨胀系数小，耐热冲击性能好，高温机械性能好，易于加工，价格廉价等优点。名词解释：流淌粒子炉；流态化；固定床；流化床。流淌粒子炉：承受流态化固体粒子作为加热介质的炉子。流态化：当炉膛内到达一定风压和气压时，固体粒子具有流体性质。流化过程前称固定床，流化后称流化床。说明流淌粒子炉的主要优点及其应用。流淌粒子炉应用：可供淬火、正火、退火、回火和化学热处理〔渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、氧氮化、蒸汽处理等。主要优点：启动升温速度快、耗能少、温度均匀〔在800-1300℃炉内温差不超过3-7℃、热惰性小、热