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国外热处理技术及热处理设备

发布来源:东莞挣鑫金属表面处理厂  发布日期: 2022-05-14  访问量:296

1.热处理技术现状

(1)高压气冷淬火的推广应用


国外热处理制造商非常重视热处理过程中的冷却。根据产品的技术和工艺要求,可进行慢速冷却、油淬冷却、一次性气淬冷却等。快速大气循环冷却采用向冷却室喷射高压气体,由计算机控制流量和流量的变化,实现特定时间内的冷却速度,实现热处理过程中所需的冷却曲线,确保零件的热处理质量。过去,气淬冷却的淬火气体包括氮、氦等。现在空气喷射强烈,使工件以极快的速度冷却。淬火后,表面只有极薄的氧化色膜,呈灰白色,零件颜色仍然美观,节省了大量的氮气和惰性气体,进一步降低了热处理成本。


真空低压渗碳与高压气淬相结合是当今先进的渗碳淬火工艺。具有渗碳速度快、碳化物组织优良、淬火开裂变形小、节能、渗碳剂原料、渗碳部件表面质量好、环保等特点。


(2)热处理设备采用油冷


所有需要冷却的装置,如风扇冷却、换热器冷却、淬火油箱冷却等,均采用油封式自冷,完全取代水冷循环系统,整个热处理炉需要任何冷却水。例如,热空气循环风扇冷却:将原水冷却套进出水管引出,将直径放在风扇附近102mm的小油箱,油冷却系统全封闭,当风机轴承有热量增加时,被加热的油比重小,自然向上浮起,引起油自然循环。在小油箱存油量和自然散热的情况下,热油被冷却后又加入循环,达到在不耗油又不需要动力的条件下完全取代水冷。淬火油槽板式换热器中的水换成冷却油,冷却油受到热油的热交换而被升温,油比重的变化引起冷却油的自身循环,在炉顶的油箱外加上散热片,配合风扇的作用,达到全油冷的效果,节约大量的冷却水。??


(3)氢探头


德国的Ipsen公司利用氢探头及相应技术测控渗氮炉内的氮势,调节控制渗氮炉的气氛,实现渗氮炉的现代化。


(4)燃气辐射管


目前,欧洲的热处理设备大多采用天然气辐射管加热。天然气加热技术和设备在欧洲已经非常成熟。天然气燃烧器有一个标准系列,由专业的燃烧器工厂制造和供应,用不锈钢代替陶瓷,延长使用寿命,提高功率。天然气加热可以提高能源利用率,降低生产成本。


2. 热处理变形及预防方法


热处理变形有两种类型:一种是尺寸的变化,另一种是零件几何形状的变化。热处理技术不同,零件尺寸和几何形状的变形和防变形方法也不同。


在热处理和加热奥氏体化的过程中,绝缘时间越长,温度越高,溶解在奥氏体中的碳越多,马氏体变化产生的膨胀就越大。冷却时,马氏体膨胀较大,其次是上贝氏体,下贝氏体和屈氏体的体积变化很小。低温回火时,马氏体收缩,收缩与过饱和碳含量成正比。在室温下-200℃当加热时,一些残留的奥氏体会转化为马氏体并膨胀。但膨胀是由于200℃附近的马氏体分解,所以性能变化不大。


在传统的热处理中,零件形状变化的主要原因是热处理加热和淬火过程中的热应力和相变应力。加热速度过快,与加热炉相比,零件过大,零件各部分温度不同,会导致热变形。在绝缘过程中,加工过程中的残余应力会释放和变形,零件的重量也会导致变形。冷却时,由于零件不同部位的冷却速度不同,会形成热应力,使零件变形。即使冷却速度相同,冷却总是表面快,心脏慢。因此,先相变的表面会使未相变的心脏发生塑性变形。如果材料中有合金成分偏析或表面脱碳,相变应力更不均匀,更容易导致零件变形。此外,如果零件厚度不均匀,冷却速度也会有所不同。


在锻件的热处理中,减少变形零件的摆放方式,一是尽可能垂直悬挂,二是垂直放置在炉底,三是两个水平支撑,支撑位置在全长的三分之一和四分之一之间,四是平放在耐热钢工具上。


淬火介质的却过程中,淬火介质的类型、冷却性能和淬火性能与变形有关。通过改变介质的粘度、温度、液压、添加剂和搅拌,可以调节冷却性能的变化。淬火油粘度越高,温度越高,椭圆形变形越小。静态下,变形较小。


以下方法可有效减少变形:①盐浴淬火;②高温油淬火;③QSQ法;④减压淬火;⑤一槽三段淬火。盐浴淬火类似于高温油淬火,都是在马氏体转变温度下淬火,增加了马氏体相变的均匀性。QSQ是双液淬火。减压淬火是通过降低淬火介质的液压来延长蒸汽膜阶段,降低高温区域的冷却速度,使零件各部分的冷却速度均匀。一槽三段淬火结构简单,零件从淬火温度油冷至略高Ms点的温度,然后出炉,在气氛中保持,使零件整体温度均匀,然后油冷,使马氏体相变均匀,变形的不规则性大大提高。
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