【2017年整理】金属热处理工艺

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1、热处理设备及其应用专业：材料科学及工程系班级：材 101姓名：于宇新学号：101554金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其性能的一种工艺。金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获

2、得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。然而整体热处理是对整个工件进行热处理，而表面热处理则只是对工件某部分进行热处理，比如有表面淬火（只对表面进行淬火） ，化学热处理一般是指渗碳，渗氮，渗硼等工艺。热 处 理 设 备 是 实 施 热 处 理 工 艺 、 完 成热 处 理 生 产 的 基 础 装 备 。 先 进 的 热 处 理 设 备 是 确 保 热 处 理 质 量 不 可 或 缺 的 保证 ， 其 先 进 性 在 很 大 程 度 上 标 志 着 热 处 理 的 技 术 水 平 。热处理炉分为退火炉、淬火炉、回火炉、正火炉

3、、调质炉，主要用于大型碳钢、合金钢零件的退火；表面淬火件回火；焊件消除应力退火、时效等热处理工艺。加热方式有电加热、燃油、燃气、燃煤、热风循环。热处理设备种类：渗 碳 炉 、 真 空 炉 、 台 车 炉 、 网 带 炉 、 回 火 炉 、 焙 烧 炉 、箱 式 炉 、 燃 油 炉 、 加 热 炉 、 硝 盐 炉 、 时 效 炉 、 感 应 炉 、 盐 浴 炉 、 井 式 炉 、罩 式 炉 、 退 火 炉 、 淬 火 炉 、 燃 气 炉 、 坩 埚 熔 化 炉 、 铝 合 金 热 处 理 炉 、 烧 结炉 、 热 烧 热 压 炉 等 。箱式电阻炉：按工作温度可分为：高温（1000 。 C） 、中

4、温（6501000 。 C）及低温炉三种，可用于碳素钢、合金钢的退火、正火、淬火。1、 电 源 电 压 ： 220V 2、 加 热 功 率 ： 4KW3、 加 热 元 件 ： 电 炉 丝 /硅 碳 棒 /硅 钼 棒4、 控 制 方 式 ： 可 控 硅 控 制 ， PID 参 数 自 整 定 功 能 ， 手 动 /自 动 切 换 无 干 扰功 能 ， 超 温 报 警 功 能 。 5、 显 示 精 度 ： 1 6、 冲 温 值 ： 1-3 7、 显 示 视 窗 ： 温 度 测 量 ， 设 定 温 度 双 显 示 ， 加 热 功 率 光 柱 显 示 。箱式电阻炉用途及 6 大特点：箱式电阻炉适用于学

5、院实验室、研究所、工厂企业等作金相分析、金属热处理以及玻璃烧制等用；箱式电阻炉也应用于供实验室、工矿企业、科研单位作元素分析测定和一般小型钢件淬火、退火、回火等热处理时加热用，箱式电阻炉还可作金属、陶瓷的烧结、溶解、分析等高温加热用。箱式电阻炉 6 大性能特点：1、加热元件为电阻丝，最高使用温度 1050或 1200 2、室温升温至最高使用温度60min 或 80min,控温精度1.5 3、炉膛可用空间的容积 216L 4、优质的陶瓷纤维内衬及合理的炉体结构，使炉体的能耗大幅降低，升温耗电仅是传统炉型的 60%,空耗功率是传统炉型的 50-60%5、更为人性化操作的平移炉门 6、SSR PID

6、 智能仪表,标准配置升温速率可设定的 50 段可编程序仪表，使任何试验或实验的一致性和再现性成为可能，同时可配置 RS485 接口，实现对温度的远程控制和温度数据的记录罩式炉：传 统 罩 式 炉 用 氮 氢 混 合 气 体 作 为 保 护 介 质 ， 氢 气 相 对 于 氮 气 具 有 导热 性 好 ， 密 度 小 、 动 力 粘 度 小 、 还 原 性 强 等 优 点 ， 逐 渐 代 替 了 氮 氢 混 合 气体 作 为 保 护 气 体 。 同 时 ， 它 对 罩 式 炉 安 全 控 制 提 出 了 更 加 严 格 的 要 求 。首 先 ， 保 护 罩 和 炉 台 的 金 属外 壳 全 部

7、经 过 X 射 线 探 伤 ， 严 格 保 证 各 设 备 加 工 质 量 。 其 次 ， 在 退 火 周 期 开始 时 ， 对 所 有 仪 表 、 开 关 位 置 进 行 检 查 ， 使 他 们 置 于 正 确 的 设 定 位 置 。 将 内罩 扣 在 准 备 好 的 炉 台 上 后 ， 进 行 氢 气 入 口 阀 门 的 泄 漏 检 测 ， 然 后 进 行 炉 台 空间 泄 露 测 试 ， 以 确 保 炉 台 、 内 罩 系 统 完 全 密 封 ， 同 时 还 对 煤 气 主 开 闭 器 、 氢气 主 开 闭 器 各 进 行 一 次 严 密 性 实 验 。 泄 露 测 试 合 格 后 ，

8、用 氮 气 对 炉 内 空 间 进行 吹 扫 。 氮 气 吹 扫 必 须 满 足 3 个 条 件 才 能 结 束 ， 一 定 的 氮 气 吹 扫 量 ， 最 小 的氮 气 吹 扫 时 间 ： 氧 化 含 量 小 于 1% 罩式炉分类：罩式光亮退火里的炉、罩式钢带光亮退火炉、移动罩式电阻炉、双炉底移动台车式电阻炉、燃气罩式光亮退火炉、燃气方形罩式炉、炉体移动罩式炉、全氢罩式光亮退火炉 、矩形罩式炉、对开罩式电阻炉、罩式光亮退火炉等罩式炉多用于冶金行业的钢丝、钢管、铜带、铜线以及硅钢片等的退火处理。其中铜带主要适用于黄铜带、青铜带、异型铜带、紫铜带等材料的热处理。它有 圆 形 及 长 方 形 结

9、构 ， 其 结 构 如 图 所 示 。 台 车 炉 由 外 罩 及 底 座 组 成 ， 罩 壳 由钢 板 及 型 钢 焊 接 而 成 ,内 部 为 炉 衬 ， 加 热 装 置 （ 电 热 元 件 或 燃 气 烧 嘴 ） 布 置在 炉 膛 周 围 墙 壁 上 。 炉 台 上 设 有 两 个 导 向 立 柱 ， 便 于 罩 壳 安 装 ， 根 据 热 处 理工 艺 要 求 不 同 可 通 人 不 同 气 氛 进 行 保 护 。 一 般 罩 式 炉 加 热 罩 、 冷 却 罩 、 炉 台 、内 罩 及 相 应 冷 却 、 抽 空 系 统 组 成 。 为 提 高 产 品 质 量 和 缩 短 退 火 周

10、 期 ， 内 罩 与炉 台 数 量 相 同 ， 加 热 罩 一 般 为 炉 台 数 量 的 一 半 多 1 个 ， 冷 却 罩 为 炉 台 数 量一 半 左 右 。 罩 式 炉 装 炉 量 大 ,炉 温 均 匀 性 要 求 高 ， 设 置 强 制 对 流 风 扇 ， 进 行炉 气 循 环 。真空淬火炉：真 空 淬 火 炉 适 用 于 对 大 、 中 型 真 空 产 品 零 部 件 的 固 溶 处 理 及 时 效 处 理 。 真 空 高 压 气 体 淬 火 炉 是 一 种 非 常 先 进 的 真 空 热 处 理 设 备 ， 其 出 色 性 能 和独 特 的 设 计 提 供 了 广 泛 的 适 用

11、 高 速 钢 、 模 具 钢 、 不 锈 钢 、 合 金 钢 、 钛 合 金 等合 金 材 料 高 精 密 零 件 的 真 空 光 亮 气 淬 、 退 火 、 磁 性 材 料 的 烧 结 及 快 速 冷 却 等特 点 。 真 空 淬 火 炉 是 由 加 热 炉 罩 和 移 动 式 底 架 组 成 的 。 方 形 （ 或 圆 形 ） 炉 罩顶 装 有 起 重 机 ， 通 过 链 条 和 挂 钩 可 将 料 筐 吊 至 炉 膛 。 炉 罩 由 型 钢 支 起 ， 底 部有 气 动 （ 或 电 动 ） 操 作 的 炉 门 。 位 于 炉 罩 下 方 的 底 架 可 沿 轨 道 移 动 、 定 位 ，

12、底 架 上 面 载 有 淬 火 水 槽 和 料 筐 。 生 产 时 ， 将 底 架 上 的 料 筐 移 至 炉 罩 正 下 方 ，打 开 炉 门 ， 放 下 链 条 及 挂 钩 将 料 筐 吊 入 炉 膛 ， 关 闭 炉 门 后 进 行 加 热 。 淬 火 是地 ， 先 将 底 架 上 的 水 槽 移 至 炉 罩 正 下 方 ， 然 后 打 开 炉 门 ， 放 下 链 条 ， 将 料 筐（ 工 件 ） 淬 入 水 中 。设 备 结 构 ： 真 空 淬 火 炉 是 由 炉 体 、 炉 体 钢 支 架 、 可 拆 式 炉 顶 、 炉 衬 、 电热 元 件 、 循 环 风 机 、 导 风 板 、 炉

13、 底 对 开 式 炉 门 、 倍 速 升 降 机 构 、 料 架 、 淬 火槽 、 运 料 车 、 控 制 系 统 及 配 电 柜 /控 制 柜 、 液 压 系 统 等 组 成 。 炉 体 外 壳 框 架采 用 型 钢 焊 接 成 型 ， 内 壁 采 用 1Cr18Ni9Ti 耐 热 钢 板 ， 内 衬 采 用 优 质 全 纤 维结 构 ， 炉 壳 内 表 面 贴 附 一 层 橡 胶 石 棉 板 ， 起 到 隔 热 作 用 并 保 护 炉 壳 表 面 不 被腐 蚀 。 加 热 元 件 采 用 加 热 元 件 采 用 0Cr25AL5 合 金 丝 绕 制 成 带 状 ， 套 在 绝 缘瓷 管 上

14、 ， 通 过 不 锈 圆 钢 固 定 于 炉 壳 上 ， 这 种 结 构 电 阻 带 悬 挂 在 炉 膛 四 周 ， 有利 与 热 量 散 发 和 流 通 。 热 风 循 环 装 置 由 通 风 机 装 置 和 导 风 板 组 成 ， 通 风 机 装置 安 放 在 炉 体 顶 部 ， 风 扇 采 用 1Cr18Ni9Ti 耐 热 钢 制 作 成 离 心 式 风 叶 。 导 风板 采 用 1Cr18Ni9Ti 耐 热 钢 制 成 ， 通 过 若 干 个 搁 杆 固 定 于 炉 膛 内 壁 上 ， 将 电阻 带 包 裹 在 里 面 ， 通 过 热 风 循 环 系 统 将 电 阻 带 散 发 的 热

15、 量 进 行 热 循 环 ， 使 炉内 温 度 均 匀 。 通 风 装 置 按 炉 膛 容 积 制 作 ， 确 保 热 风 循 环 次 数 在 40 次 /分 钟以 上 。 底 座 架 是 供 搁 置 炉 件 用 的 ， 采 用 型 钢 焊 接 而 成 。 设 备 特 点 ：（ 1） 温 度 均 匀 度实 现 用 户 要 求 的 温 度 均 匀 度 ， 是 以 循 环 风 机 、 导 风 罩 板 、 炉 膛 结 构 、 电热 功 率 的 分 配 及 电 热 元 件 的 布 置 、 控 制 方 式 与 过 程 、 炉 门 结 构 等 关 联设 计 来 保 证 。（ 2） 先 进 的 机 械 系

16、统 系 统 的 先 进 性 由 设 计 、 元 器 件 选 型 及 质 量 、 加 工 制 造 质 量 来 保 证 的 。 机械 系 统 运 行 平 稳 、 可 靠 ， 设 备 处 于 低 噪 音 、 低 振 动 工 作 状 态 。（ 3） 完 善 的 控 制 系 统体 现 在 100 650 均 可 实 现 精 确 控 温 、 系 统 稳 定 可 靠 、 操 作 简 便 、 避免 人 为 误 操 作 、 功 能 齐 全 等 方 面 。（ 4） 淬 火 转 移 时 间 迅 速 、 可 调炉 底 对 开 式 炉 门 、 倍 速 升 降 机 构 、 先 进 的 机 械 系 统 ， 使 得 淬 火 转 移 迅 速 、可 靠 ， 时 间 可 以 根 据 用 户 工 艺 要 求 调 整 。退 火 炉结 构 ：退 火 炉 骨 架 由 各 种 型 钢 焊 接 而 成 ， 外 框 用 槽 钢 作 主 梁 ， 围 板 采 用 冷 薄 板 ，台 车 用 槽 钢 作 主 梁 ， 底 板 及 前 后