热处理设备概论.pptx
合集下载
机械制造基础-热处理设备部分
精选课件
IEPON多用炉结构
精选课件
多用炉淬火示意图
精选课件
中频电源1
精选课件
中频电源2
精选课件
里氏 硬度计
精选课件
洛氏硬度计
精选课件
布氏硬度计
精选课件
谢谢
精选课件
箱式电阻炉
精选课件
箱式炉简图
精选课件
台车炉
精选课件
装出炉取料机
精选课件
井式渗碳炉
精选课件
井式渗碳炉
精选课件
井式渗碳炉结构
精选课件
井式回火炉
精选课件
ห้องสมุดไป่ตู้
井式回火炉
精选课件
多用炉1
精选课件
多用炉2
精选课件
多用炉 渗碳室
精选课件
多用炉 淬火室
精选课件
多用炉回火炉结构
精选课件
多用炉 清洗机 结构
IEPON多用炉结构
精选课件
多用炉淬火示意图
精选课件
中频电源1
精选课件
中频电源2
精选课件
里氏 硬度计
精选课件
洛氏硬度计
精选课件
布氏硬度计
精选课件
谢谢
精选课件
箱式电阻炉
精选课件
箱式炉简图
精选课件
台车炉
精选课件
装出炉取料机
精选课件
井式渗碳炉
精选课件
井式渗碳炉
精选课件
井式渗碳炉结构
精选课件
井式回火炉
精选课件
ห้องสมุดไป่ตู้
井式回火炉
精选课件
多用炉1
精选课件
多用炉2
精选课件
多用炉 渗碳室
精选课件
多用炉 淬火室
精选课件
多用炉回火炉结构
精选课件
多用炉 清洗机 结构
热处理设备.ppt
清洁、灵活 ➢ 现代热处理设备：大型连续热处理生产线、
密封箱式多用炉生产线、真空热处理设备、 无人化感应加热设备等。
15
§11.1 筑炉材料－概述
筑炉材料：耐火材料、保温材料、炉用金属材料 和一般建筑用材料。 一、对耐火材料的要求（耐火材料的性能） ➢ 耐火材料：用于各种高温设备中，承受高温和在高 温下所产生的物理、化学作用和机械磨损的材料。 ➢ 物理性能：体积密度、真比重、气孔率、透气性、 耐压强度、热膨胀性、导热性、导电性及热容量等。 ➢ 工作性能：耐火度、荷重软化点、高温下的化学稳 定性与体积稳定性、耐急冷急热性等。
17
§11.1 筑炉材料－概述
2、高温结构强度－荷重软化点
荷重软化点：在固定的压力下（196kPa，轻 质材料为98kPa），耐火材料开始变形 （0.6%）及变形到一定程度（4%或40%） 时的温度，是评定耐火材料高温结构强度的 指标，主要取决于化学成分和体积密度。
耐火材料的实际使用最高温度必须低于其 荷重软化点。
➢ 教材：臧尔寿，热处理车间设备与设计，冶 金工业出版社，1995.5
➢ 徐祖耀，相变原理，科学出版社 ➢ 刘云旭，金属热处理原理，机械工业出版社 ➢ 胡光立，钢的热处理，西北工业大学出版社 ➢ 戚正风，金属热处理原理，机械工业出版社 ➢ 材料热处理学报
2
绪论
热处理设备是实现热处理工艺的重要保证， 设计或选用先进又合理的热处理设备，充分 满足热处理工艺参数的要求，这是提高产品 质量的关键，而组建技术先进、设备效益好、 生产组织合理的热处理车间才能有效地提高 劳动生产效率和经济效益。
子冲击炉、流动粒子炉等
➢ 冷却设备(冷却室、淬火槽、淬火机等)
4
绪论
加热炉 5
密封箱式多用炉生产线、真空热处理设备、 无人化感应加热设备等。
15
§11.1 筑炉材料－概述
筑炉材料：耐火材料、保温材料、炉用金属材料 和一般建筑用材料。 一、对耐火材料的要求（耐火材料的性能） ➢ 耐火材料：用于各种高温设备中，承受高温和在高 温下所产生的物理、化学作用和机械磨损的材料。 ➢ 物理性能：体积密度、真比重、气孔率、透气性、 耐压强度、热膨胀性、导热性、导电性及热容量等。 ➢ 工作性能：耐火度、荷重软化点、高温下的化学稳 定性与体积稳定性、耐急冷急热性等。
17
§11.1 筑炉材料－概述
2、高温结构强度－荷重软化点
荷重软化点：在固定的压力下（196kPa，轻 质材料为98kPa），耐火材料开始变形 （0.6%）及变形到一定程度（4%或40%） 时的温度，是评定耐火材料高温结构强度的 指标，主要取决于化学成分和体积密度。
耐火材料的实际使用最高温度必须低于其 荷重软化点。
➢ 教材：臧尔寿，热处理车间设备与设计，冶 金工业出版社，1995.5
➢ 徐祖耀，相变原理，科学出版社 ➢ 刘云旭，金属热处理原理，机械工业出版社 ➢ 胡光立，钢的热处理，西北工业大学出版社 ➢ 戚正风，金属热处理原理，机械工业出版社 ➢ 材料热处理学报
2
绪论
热处理设备是实现热处理工艺的重要保证， 设计或选用先进又合理的热处理设备，充分 满足热处理工艺参数的要求，这是提高产品 质量的关键，而组建技术先进、设备效益好、 生产组织合理的热处理车间才能有效地提高 劳动生产效率和经济效益。
子冲击炉、流动粒子炉等
➢ 冷却设备(冷却室、淬火槽、淬火机等)
4
绪论
加热炉 5
热处理设备(PPT67页)
§14.1 感应加热概述
在感应器的导电管 之间，如多匝感应 器的匝与匝之间存 在邻近效应，感应 器与加热工件之间 也存在邻近效应， 在感应器的设计中 ，巧妙利用邻近效 应可提高感应器的 效率。
§14.1 感应加热概述
3、圆环效应 定义：当高频电流流过环形导体时，电流在导体
横截面上的分布将发生变化，此时电流仅仅集中 在圆环的内侧，这种现象叫圆环效应。 圆环的曲率半径越小，径向宽度越大，圆环效应 也越明显； 电流的频率越大，圆环效应也越显著。 圆环效应有利于感应器对外圆柱 零件的表面感应加热，但不利于 对工件内孔进行加热。
§14.1 感应加热概述
透入式加热较传导式加热有如下特点 电流透入深度大于淬硬层深度后，最大密度的 涡流流向内层，表层加热速度开始变慢，不易 过热，而传导式加热随着加热时间的延长，表 面继续加热容易过热； 加热迅速，热损失小，热效率高； 热量分布较陡，淬火后过渡层较窄，使表面压 应力提高。
一、感应加热的基本原理
感应加热的物理基础
❖将工件放在感应器中，当感应 器中通过交变电流时，在其内 部产生交变磁场，由交变磁场 激发的感应电势将在工件的表 面产生感应电流，这种电流又 称涡流。因为工件材料的电阻 很小，所以不大的感应电势便 造成强度很大的涡流，从而释 放出大量的焦耳热，使工件表 面层温度迅速升高。
§14.2 感应加热设备
§14.2 感应加热设备
四、感应加热设备的选择 电流透入深度δ：根据趋肤效应，工程上规定当Ix
降至I0的1/e（0.368，e = 2.718）处的电流深度称 为电流透入深度。 钢铁材料热态电流的透入深度比冷态电流透入
深度大几十倍，钢铁在800~900℃时 δ = 500/f1/2
§14.1 感应加热概述
热处理设备PPT资料优选版
一、热处理设备分类（续）
（二）冷却设备
冷却设备：根据工艺的不同，冷却设备有缓冷设备、淬火设备和冷处理设备。
缓冷设备： 包括热处理炉极缓冷室（坑），用于退火冷却、正火冷却及渗碳后预冷。
淬火设备 为工件淬火提供足够冷却能力的设备。结构一般比较简单，主要为箱式或
圆形槽体。 冷处理设备
将淬火工件冷却到室温以下，促使钢中残留奥氏体转变为马氏体的一种工 艺。冷处理温度一般为-60～-120℃，最低接近-200°。
特点：这种炉子装炉量多，生产率高，装卸 料方便，炉内气流循环较好，应用广泛。其主要 缺点是工件不能分层布置，堆积过密的小型零件， 阻碍炉气循环，工件加热不均匀。
三、浴炉
定义：利用液体介质加热（或冷却）工件的一种热处理炉。 液体介质：盐浴炉、金属浴炉、碱浴炉、油浴炉。 工作温度：150-1300℃ 应用的工艺：淬火、正火、回火、局部加热、化学热处理、等温或分级淬火。
作液业体规 介程质：：作周盐用期浴作炉与业、用炉金、属途半浴连炉：续、使作碱业浴工炉炉件和、连油自续浴动作炉业。完炉成淬火过程的机械装置，能够使工件在压力下进行淬 冷一却、设 热火备处：理，根设以据备工分减艺类少的不工同件，冷的却变设备形有与缓冷弯设曲备、，淬广火设泛备用和冷于处尺理设寸备比。 较大、厚度比较薄的圆盘类和长轴
缓冷室通常是用钢板制成或用砖砌成的冷却坑。
应用的类工艺等：易淬火变、形正火件、，回火也、用局部于加形热、状化比学热较处复理、杂等的温或零分件级淬。火。
定义：利用液体介质加热（或冷却）工件的一种热处理炉。 专门化程度：通用炉和专用炉 缓冷室（坑），用于退火冷却、正火冷却及渗碳后预冷。 在风扇旋转所产生的离心力的作用下，强迫炉气沿炉罐外侧向下，再从炉罐底板孔进入炉罐，将热量传给工件，并受风扇中心负压的 吸引循环流动。 作用：为工件淬火提供足够冷却能力的设备。 工作温度：150-1300℃ 为防止工件在缓冷过程中发生氧化和脱碳可向缓冷室(坑)通入保护气氛。 特点：这种炉子装炉量多，生产率高，装卸料方便，炉内气流循环较好，应用广泛。 优点：加热速度快，加热均匀，防止氧化与脱碳，提高工件的表面质量，操作方便； 缺点：冷炉升温慢，炉内温差较大，工件容易产生氧化和脱碳，操作不方便， 特别是大型箱式电阻炉，工人在操作时的劳动强度较 大。
热处理知识介绍课堂PPT
43
六、影响钢材氧化、脱碳的几大因素
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或 气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应 生成氧化物膜的现象称为氧化。
钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的 氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低 了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬 度、疲劳强度及耐磨性降低 。
50
脱碳+粗晶案例
51
脱碳+粗晶案例
52
脱碳+粗晶案例
53
影响钢材氧化、脱碳因素
主要因素为：热处理炉中混有氧气、二氧化碳、 水蒸气等气体。
54
对策
所以要使线材在加热时少产生氧化、脱碳， 1.需降低炉内H2O、O2、CO2。 2.减少炉内产生氧化：2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2 FeC＋CO2→Fe＋2CO 还原： FeO＋H2→Fe＋H2O
25
球化退火应用
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳 素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经 轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体 与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切 削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开 裂。
26
球化退火应用
而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中 的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体 上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切 削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易 长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对 于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等） 的亚共析钢有时也可采用球化退火。
10
热处理分类——正火
正火是将钢材或钢件加热到A3（或Acm）以 上适当温度，保温适当时间后再空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。
11
六、影响钢材氧化、脱碳的几大因素
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或 气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应 生成氧化物膜的现象称为氧化。
钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的 氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低 了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬 度、疲劳强度及耐磨性降低 。
50
脱碳+粗晶案例
51
脱碳+粗晶案例
52
脱碳+粗晶案例
53
影响钢材氧化、脱碳因素
主要因素为：热处理炉中混有氧气、二氧化碳、 水蒸气等气体。
54
对策
所以要使线材在加热时少产生氧化、脱碳， 1.需降低炉内H2O、O2、CO2。 2.减少炉内产生氧化：2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2 FeC＋CO2→Fe＋2CO 还原： FeO＋H2→Fe＋H2O
25
球化退火应用
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳 素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经 轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体 与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切 削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开 裂。
26
球化退火应用
而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中 的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体 上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切 削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易 长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对 于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等） 的亚共析钢有时也可采用球化退火。
10
热处理分类——正火
正火是将钢材或钢件加热到A3（或Acm）以 上适当温度，保温适当时间后再空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。
11
第五章热处理设备
1、高温箱式电阻炉
❖ 高温箱式电阻炉主要用于高铬钢模具和高速钢刃具等的热 处理。
❖ 按其最高工作温度可分为1200℃、1300℃和1350℃三种。 由于工件工作温度高，表面极易氧化脱碳，因此必须采用 保护气氛。
❖ 高温箱式电阻炉一般采用碳化硅棒作电热元件。碳化硅棒 一般均垂直布置在炉膛两侧，也可以布置在炉顶和炉底处。
第五章 热处理设备
1
❖ 按热能来源分类：电阻炉、燃料炉； ❖ 按工作温度分类：低温炉（≤650℃）、中温炉（650－
1000℃）、高温炉（＞1000℃）； ❖ 按炉膛介质分类：自然介质炉、浴炉、可控气氛炉、
真空炉； ❖ 按作业规程分类：周期作业炉、连续作业炉。
2
第一节 空气与气氛电阻炉
一、箱式电阻炉
11
图4-6 中温井式电阻炉
1－炉壳；2－炉衬；3－电热元件；4－炉盖；5－炉盖升降机构。
12
4、井式气体渗碳炉 ❖ 井式气体渗碳炉除用作渗碳外，还可进行氮化、氰化、
碳氮共渗等化学热处理。 ❖ 在炉膛内有一耐热钢制的密封罐，上端开口，外缘有一
砂封槽，当炉盖下降时，炉盖将炉罐口盖住，二者之间 用石棉绳衬垫，用螺栓紧固，保证良好密封性。 ❖ 渗碳介质经滴量器自行滴入炉罐内受热裂解形成渗碳气 氛。废气经炉盖上的排气管引出并点燃。 ❖ 为了使渗碳气氛流动和均匀，炉罐的上部设有对流风机。
3、低温箱式电阻炉
❖ 通常用于回火或有色金属的固溶处理。为了提高炉温的均 匀性，常在炉顶或后墙安装风扇及导风装置，以强迫炉气 循环。分为直接加热和分离加热式两种。
❖ 直接加热式是将电热元件直接放在炉膛，分离加热式将电 热元件放在与炉膛相通的另一分离室内加热。用通风机将 热气送入炉膛。
5
❖ 高温箱式电阻炉主要用于高铬钢模具和高速钢刃具等的热 处理。
❖ 按其最高工作温度可分为1200℃、1300℃和1350℃三种。 由于工件工作温度高，表面极易氧化脱碳，因此必须采用 保护气氛。
❖ 高温箱式电阻炉一般采用碳化硅棒作电热元件。碳化硅棒 一般均垂直布置在炉膛两侧，也可以布置在炉顶和炉底处。
第五章 热处理设备
1
❖ 按热能来源分类：电阻炉、燃料炉； ❖ 按工作温度分类：低温炉（≤650℃）、中温炉（650－
1000℃）、高温炉（＞1000℃）； ❖ 按炉膛介质分类：自然介质炉、浴炉、可控气氛炉、
真空炉； ❖ 按作业规程分类：周期作业炉、连续作业炉。
2
第一节 空气与气氛电阻炉
一、箱式电阻炉
11
图4-6 中温井式电阻炉
1－炉壳；2－炉衬；3－电热元件；4－炉盖；5－炉盖升降机构。
12
4、井式气体渗碳炉 ❖ 井式气体渗碳炉除用作渗碳外，还可进行氮化、氰化、
碳氮共渗等化学热处理。 ❖ 在炉膛内有一耐热钢制的密封罐，上端开口，外缘有一
砂封槽，当炉盖下降时，炉盖将炉罐口盖住，二者之间 用石棉绳衬垫，用螺栓紧固，保证良好密封性。 ❖ 渗碳介质经滴量器自行滴入炉罐内受热裂解形成渗碳气 氛。废气经炉盖上的排气管引出并点燃。 ❖ 为了使渗碳气氛流动和均匀，炉罐的上部设有对流风机。
3、低温箱式电阻炉
❖ 通常用于回火或有色金属的固溶处理。为了提高炉温的均 匀性，常在炉顶或后墙安装风扇及导风装置，以强迫炉气 循环。分为直接加热和分离加热式两种。
❖ 直接加热式是将电热元件直接放在炉膛，分离加热式将电 热元件放在与炉膛相通的另一分离室内加热。用通风机将 热气送入炉膛。
5
《热处理机械与设备》PPT课件
（2）所处理食品的热传递特征。对包装 食品来说，还需了解包装材料的传 热特点。
第一节 热交换设备
列管式换热设备 夹套式换热设备
蛇管换热设备 喷淋式换热设备
片式换热设备
（一）列管式换热器
这种管式杀菌器由多种管状组件构成，这些 组件以串联和并联的方式组成一个能换热的 系统。
这是等待出厂的列管换热器产品
(d)杀菌：杀菌锅水温保持所没定的杀菌温度。循环泵、 回转体连续运行。
(e)热水回收：杀菌锅的高温水被压注回贮水锅，转入冷 却工序
(f)冷却：加压冷却（保持杀菌时压力）；降压冷却时，压 力应有规律地递减。
(8)排水：冷却过程完成后，循环泵和冷水泵停止运转，排 水。
(h)启锅：拉出杀菌篮，全过程结束。
特点：
同一种流体的进出口 在设备的同一侧
(2) 对角斜流 ➢ 同一种液体进出口两角孔在对角线的两端点位置上，左右
片的结构不一样，垫圈也不一样。 ➢ 片间流动的总方向是对角线方向。
需要有两种 冲模压制
2．特点
➢ （1）传热效率高。由于换热板间距小，板面上有波纹或凸凹 状花纹，流体高速通过，形成湍流，故传热系数高，一般可达 3500—4000W/(m2℃ )
这样可使刚进预煮机的温度低的物料迅速升高 到预煮温度。
❖ 小孔应以两侧多些，朝上少些。 不使蒸汽直接冲击物料；还可加快槽内水的循 环，使槽内水温比较一致。
三、螺旋式连续预煮机
1—排气口； 2—螺旋轴； 3—铰带； 4—机壳； 5—螺旋叶片； 6—筛网圆筒； 7—进料口； 8—重锤： 9—进水管； 10—蒸汽进管； 11—溢流管； 12—排水口
列管换热器清扫
这是工人正在用高压热水，清洗管束外壁的污垢。可以清楚看到折 流板。
第一节 热交换设备
列管式换热设备 夹套式换热设备
蛇管换热设备 喷淋式换热设备
片式换热设备
（一）列管式换热器
这种管式杀菌器由多种管状组件构成，这些 组件以串联和并联的方式组成一个能换热的 系统。
这是等待出厂的列管换热器产品
(d)杀菌：杀菌锅水温保持所没定的杀菌温度。循环泵、 回转体连续运行。
(e)热水回收：杀菌锅的高温水被压注回贮水锅，转入冷 却工序
(f)冷却：加压冷却（保持杀菌时压力）；降压冷却时，压 力应有规律地递减。
(8)排水：冷却过程完成后，循环泵和冷水泵停止运转，排 水。
(h)启锅：拉出杀菌篮，全过程结束。
特点：
同一种流体的进出口 在设备的同一侧
(2) 对角斜流 ➢ 同一种液体进出口两角孔在对角线的两端点位置上，左右
片的结构不一样，垫圈也不一样。 ➢ 片间流动的总方向是对角线方向。
需要有两种 冲模压制
2．特点
➢ （1）传热效率高。由于换热板间距小，板面上有波纹或凸凹 状花纹，流体高速通过，形成湍流，故传热系数高，一般可达 3500—4000W/(m2℃ )
这样可使刚进预煮机的温度低的物料迅速升高 到预煮温度。
❖ 小孔应以两侧多些，朝上少些。 不使蒸汽直接冲击物料；还可加快槽内水的循 环，使槽内水温比较一致。
三、螺旋式连续预煮机
1—排气口； 2—螺旋轴； 3—铰带； 4—机壳； 5—螺旋叶片； 6—筛网圆筒； 7—进料口； 8—重锤： 9—进水管； 10—蒸汽进管； 11—溢流管； 12—排水口
列管换热器清扫
这是工人正在用高压热水，清洗管束外壁的污垢。可以清楚看到折 流板。
热处理工艺及设备ppt课件
1850～1880年，对于运用各种气体(诸如氢气、煤 气、一氧化碳等)进展维护加热曾有一系列专利。 1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处置的专 利。
1901～1925年，在工业消费中运用转筒炉进展气体 渗碳 ；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势到达 可控，以后又研讨出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一
第二节 淬火槽
1、淬火槽的根本构造 〔1〕淬火槽体 〔2〕循环溢流安装 〔3〕温度控制安装 〔4〕淬火槽的机械搅拌安装 〔5〕排烟安装 〔6〕灭火安装
2、普通淬火槽 3、周期作业机械化淬火槽 〔1〕悬臂式提升机淬火槽 〔2〕料斗式提升机淬火槽 4、延续作业式机械化淬火槽 〔1〕保送带式淬火槽 〔2〕螺旋保送式淬火槽
A1、 A3、 加A热cm临界点：
Ac1、Ac3、 冷A却cc临m界点：
Ar1、Ar3、Arcm
第二章 钢的退火和正火
第一节 退火的定义、目的和分类 第二节 常用的退火工艺 第三节 钢的正火 第四节 退火、正火后钢的组织与性能 第五节 退火、正火缺陷
常用退火工艺方法 分散退火工艺曲线 完全退火工艺曲线 不完全退火 球化退火 再结晶退火和消除应力退火
随着淬火技术的开展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火 质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打 制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这阐明中 国在古代就留意到不同水质的冷却才干了，同时也留意 了油和尿的冷却才干。
中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中 的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而外表含碳量却达 0.6%以上，阐明已运用了渗碳工艺。但当时作为个人 “手艺〞的，不肯外传，因此开展很慢。
步控制炉内气氛碳势的方法； 20世纪60年代以来，热处置技术运用等离子场，发
热处理设备2课件
➢ 缺点：装炉量少，生产效率低。 ➢ 用途：常用于质量要求较高的零件。
19
§12.1 热处理电阻炉－概述
20
§12.1 热处理电阻炉－概述
4、低温井式电阻炉 ➢ 结构特点
❖结构与中温井式炉相似 ❖炉壳、炉衬、加热元件、导风筒、风扇、炉盖
以及起闭机构 ❖主要靠对流散热，加装风扇，增加空气对流
➢ 特点：装炉量较高，炉内温度均匀，装出料 方便。
➢ 砌砖内腔尺寸 B×L×H
36
§12.2 炉型的选择和炉体尺寸的确定
(一) 炉底面积的确定
➢ 根据炉子一次装料量
❖批量不大，工件尺寸较大且形状特殊。 ❖根据炉子一次装料量，将工件实际摆放面积作为
炉底有效面积；工件之间，工件与电热体之间要 有间隙；工件与炉门之间有间隙。 ❖炉膛长度 L＝L1＋0.2~0.3（m） ❖炉膛宽度 B＝B1＋0.2~0.3（m） ❖L1、B1为炉子有效长度和有效宽度（m）， B1 / L1＝2/3~1/2
2、振底式电阻炉
炉底板及其上的工 件加速前进，当速 度达到一定值时， 炉底板突然停止运 动，工件便借惯性 力克服摩擦力而继 续向前移动一定距 离，然后炉底板缓 慢回复原位；
炉底板用耐热钢铸造 加工而成，整个炉底 板为槽形；
利用压缩空气 作动力，推动 气缸中活塞作 往复运动，从 而带动炉底板 作往复运动；
一般适用于950℃以内的热处理；螺栓、垫圈等形状简单、
不怕碰撞的中小型零件；正火、回火处理，也可向炉内通入
保护气氛进行光亮或光洁热处理。
31
§12.1 热处理电阻炉－概述
3、推杆式电阻炉
推杆将料盘 推入炉内；
复杂工件放 入料盘内；
三段式加热，电热体 置于侧墙或炉顶；
19
§12.1 热处理电阻炉－概述
20
§12.1 热处理电阻炉－概述
4、低温井式电阻炉 ➢ 结构特点
❖结构与中温井式炉相似 ❖炉壳、炉衬、加热元件、导风筒、风扇、炉盖
以及起闭机构 ❖主要靠对流散热，加装风扇，增加空气对流
➢ 特点：装炉量较高，炉内温度均匀，装出料 方便。
➢ 砌砖内腔尺寸 B×L×H
36
§12.2 炉型的选择和炉体尺寸的确定
(一) 炉底面积的确定
➢ 根据炉子一次装料量
❖批量不大，工件尺寸较大且形状特殊。 ❖根据炉子一次装料量，将工件实际摆放面积作为
炉底有效面积；工件之间，工件与电热体之间要 有间隙；工件与炉门之间有间隙。 ❖炉膛长度 L＝L1＋0.2~0.3（m） ❖炉膛宽度 B＝B1＋0.2~0.3（m） ❖L1、B1为炉子有效长度和有效宽度（m）， B1 / L1＝2/3~1/2
2、振底式电阻炉
炉底板及其上的工 件加速前进，当速 度达到一定值时， 炉底板突然停止运 动，工件便借惯性 力克服摩擦力而继 续向前移动一定距 离，然后炉底板缓 慢回复原位；
炉底板用耐热钢铸造 加工而成，整个炉底 板为槽形；
利用压缩空气 作动力，推动 气缸中活塞作 往复运动，从 而带动炉底板 作往复运动；
一般适用于950℃以内的热处理；螺栓、垫圈等形状简单、
不怕碰撞的中小型零件；正火、回火处理，也可向炉内通入
保护气氛进行光亮或光洁热处理。
31
§12.1 热处理电阻炉－概述
3、推杆式电阻炉
推杆将料盘 推入炉内；
复杂工件放 入料盘内；
三段式加热，电热体 置于侧墙或炉顶；
热处理设备课件热处理燃料炉部分
燃料燃烧的装置
有焰烧嘴： 特点：有焰烧嘴的特点是煤气与空气全部或大
部在烧嘴外部混合，边混合边燃烧，形成可 见的长火馅。 优点：要求煤气压力较低，不易产生“回火”， 因此煤气和空气均可预热到较高温度，烧嘴 的调节比较大。
燃料燃烧的装置
缺点：有焰烧嘴所需过剩室气量较大（n=1.10～
1.25），燃烧缓慢并不易完全，火焰温应偏低， 但是，有焰烧嘴的燃烧能力很大．
小结
了解燃料炉的特点，以及燃料的特点。 燃料的特性 燃烧的计算 思考题： 已知某天燃气的供用成分：96%CH4、 28%N2、1.2%H2O, 当n=1.1时，求燃烧 此天然气时空气实际需要量Ln和燃烧产物Vn。
燃烧现象（回火与脱火） 回 火 定义：当喷出速度小于火焰传播速度时，火焰
将传播到烧嘴内，造成 “回火”现象。 现象：这时烧嘴被烧红和发生爆音。 原因：大部分是由于煤气压力不足或烧嘴被堵 塞，使混合气体喷出速度下降所造成的
脱火
燃料燃烧的装置
定义：当喷出速度大于火焰传播速度时，火焰 将离开喷头，造成 “脱火”现象。 现象：燃烧不稳定，严重时则熄火。 原因：气体喷出速度过大
燃料燃烧的计算
例：已知发生炉煤气的供用成分为CO-29%,
H2-15%,CH4-3%, C2H4-0.6%, O2-0.2%, N2-42%, CO2-7.5%, H2O-2.7%. 求当n=1.1时的空气需要量Ln，燃烧产物量Vn 燃烧产物成分和燃烧产物重度。 1）单位燃料空气需要量
29.6 2.96 111 .4 11.14 3 Ln 1.55(m ) 100
高炉煤气和焦炉煤气： 发生炉煤气： 城市煤气：焦炉煤气、混合发生煤气、油煤气
第三章。热处理设备课件热处理电阻炉
采用辐射管电热元件的炉子，炉底常用耐火纤维预 制块铺设。炉底设有导轨的炉子，炉底应思索导轨 的支撑和固定。
炉型的选择和炉体尺寸确实定
炉架和炉壳
炉架的作用是接受炉衬和工件载荷 以及支撑炉拱的侧推力。炉架通常 用型钢焊接成框架，型钢的型号随 炉子大小、炉衬资料和结构而异。 轻质耐火砖和耐火纤维炉衬的运用， 大大地减轻了炉架的负荷。
炉型的选择和炉体尺寸确实定
炉墙的砌筑： 炉温低于300℃的电阻炉，用钢板夹层作
炉墙，中间填充保温资料 小于700℃，轻质粘土砖做砌体，外部加
蛭石粉或硅藻土砖等保温资料 700~1000℃，中小型炉子采用耐火资料与
保温资料两种结构。特大型，可思索重 质粘土砖做耐火资料 1000~1300℃高温炉，用三层炉衬，区分 为高铝砖、轻质粘土砖与保温粉料。 在保温层与炉壳之间还有一层厚度为
链板式 炉型表示图：
概述之延续作业式电阻炉
2.振底式电阻炉 振底式炉的特性与用途： 这类炉子设有振动机构， 使装载工件的活动底板 在炉膛内往复运动，借 惯性力使工件延续向前 移动。由于振动炉底板 不时处在炉内，无需工夹具，故炉子热效率高。
依振动机 构的不同，这类炉子分机械式、气动式和电磁
概述之延续作业式电阻炉
炉型的选择和炉体尺寸确实定
炉顶的砌筑
分类：平顶、拱顶和悬挂顶
选用原那么： ＜0.4~0.6m
平顶
炉宽 ＜3.5~4m
பைடு நூலகம்
拱顶
＞3.5~4m
悬挂顶
拱顶：
Rf
2
B
s2in
B(1 s2in
sin
2
1800 2
)
炉型的选择和炉体尺寸确实定
炉底的砌筑
电阻炉炉底结构是在炉底外壳钢板上用保温砖 砌成方格子状，然后在格子中填充松懈的保温资料， 在其下面平铺1-2 层保温砖，之后再铺一层轻质砖， 其上安排支撑炉底板或导轨的重质砖和电热元件搁 砖。
炉型的选择和炉体尺寸确实定
炉架和炉壳
炉架的作用是接受炉衬和工件载荷 以及支撑炉拱的侧推力。炉架通常 用型钢焊接成框架，型钢的型号随 炉子大小、炉衬资料和结构而异。 轻质耐火砖和耐火纤维炉衬的运用， 大大地减轻了炉架的负荷。
炉型的选择和炉体尺寸确实定
炉墙的砌筑： 炉温低于300℃的电阻炉，用钢板夹层作
炉墙，中间填充保温资料 小于700℃，轻质粘土砖做砌体，外部加
蛭石粉或硅藻土砖等保温资料 700~1000℃，中小型炉子采用耐火资料与
保温资料两种结构。特大型，可思索重 质粘土砖做耐火资料 1000~1300℃高温炉，用三层炉衬，区分 为高铝砖、轻质粘土砖与保温粉料。 在保温层与炉壳之间还有一层厚度为
链板式 炉型表示图：
概述之延续作业式电阻炉
2.振底式电阻炉 振底式炉的特性与用途： 这类炉子设有振动机构， 使装载工件的活动底板 在炉膛内往复运动，借 惯性力使工件延续向前 移动。由于振动炉底板 不时处在炉内，无需工夹具，故炉子热效率高。
依振动机 构的不同，这类炉子分机械式、气动式和电磁
概述之延续作业式电阻炉
炉型的选择和炉体尺寸确实定
炉顶的砌筑
分类：平顶、拱顶和悬挂顶
选用原那么： ＜0.4~0.6m
平顶
炉宽 ＜3.5~4m
பைடு நூலகம்
拱顶
＞3.5~4m
悬挂顶
拱顶：
Rf
2
B
s2in
B(1 s2in
sin
2
1800 2
)
炉型的选择和炉体尺寸确实定
炉底的砌筑
电阻炉炉底结构是在炉底外壳钢板上用保温砖 砌成方格子状，然后在格子中填充松懈的保温资料， 在其下面平铺1-2 层保温砖，之后再铺一层轻质砖， 其上安排支撑炉底板或导轨的重质砖和电热元件搁 砖。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
19
20
21
22
1.4 热处理炉的传热原理
传热或换热： 热量从一物体传向另一物体或由同一物体的某一部分传向另
高、中、低温炉
炉膛形式
箱、井、罩、管、贯通、转底式炉
工艺用途 作业方式 使用介质 机械形式
退、淬、回火炉 、渗碳、氮炉、实验炉 间歇、连续、脉动式炉
空气、火焰、可控气氛、盐、油、铅浴炉、真空炉 台车、推杆、输送带、滚、振、升降底、步进式炉
13
14
15
16
17
连 续 式 热 处 理 炉
18
启动电阻 启动电阻
❖ 热处理带来的环境污染问题十分严重，据不完全统计我国热处理 业每年约有 5000吨淬火油因蒸发或局部燃烧造成CH化合物、CO 及烟尘；有约9000吨废淬火油因排放不当而污染水质；每年盐浴 炉生成盐蒸汽7000吨以上；有害废渣约10000吨；燃煤炉窑排放 SO2约1.5万吨，灰分约8.5万吨；喷砂处理中产生的SiO2等有害粉 尘10000吨，严重污染了环境。
❖ 由于生产设备和规模的落后，我国热处理生产耗能巨大而利润并 不高约为美国的1/30，年营业额约为美国的1/25。
8
1.2 热处理设备的发展
优质（设备优良、工艺先进、 管理科学化）、高效（ 设备、 管理）、低耗（设备、 工艺、 管理）、清洁（劳动环境 、自
然环境）、灵活（协作生产）
❖ 1.改进炉膛结构，合理布置加热元件，以改善加热 质量
热处理设备
贵州师范大学
1
本课程的任务：
掌握有关热处理设备的知识，同时也培养设计、选择和应用热处理设备的 能力。
本课程的学习达到的要求：
（一）对热处理常用设备有一个概括的了解，掌握热处理炉传热的基本方式、
炉内综合传热与应用。
（二）掌握常用热处理设备的结构特点、工作原理与用途。
（三）掌握一般结构简单的热处理炉的设计内容与方法。
❖ 2.采用新型炉体材料，提高加热效率
❖ 3.提高自动化程度，采用连续式炉或联合机，以稳 定产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件
❖ 4.拓宽真空技术的应用领域，进行无氧加热，提高 产品质量
9
1.3 热处理设备的分类
主要设备：
主要设备 辅助设备
完成主要热处理工序(加热和冷却)所用的备，包括
各种加热设备(加热炉与加热装置)和冷却没备(冷却室、
2
3
课程特点
基础性
综合性 实践性 发展性
4
第一章 热处理设备概述
1.1 热处理设备在材料工程中的地位与作用
热处理是提高机械零件质量和延长使用寿命的关键工序， 也是 充分发挥金属材料潜力、 节约材料的有效途径。正确地选择材料， 合理地进行热处理， 不仅可以充分减少废品， 而且可以显著提高机 器零件和模具使用寿命。而任何一种热处理工艺，只有通过相应的 设备才能得以实现。
淬火槽、淬火机等)。 辅助设备： 完成各种辅助工序(如酸洗、清洗、清理、校直、检
验)、生产操作、动力供应所用的设备。热处理车间常用 的辅助设备有清洗槽(机)、喷砂机、校直机、泵、鼓风机、 各种动力管道以及起重运输设备等。
10
碳控仪
感应加热表面淬火机床
❖ 1.3.1 主要设备 ❖ 1.热处理炉：有炉膛的加热设备：箱式炉、井式、
热处理炉是实现金属热处理工艺的主要要设备，没有先进的热处 理炉就不能实现先进的热处理工艺，要实现热处理技术的现代化， 需要靠热处理设备的现代化来保证。即热处理设备的先进与否更是 决定热处理工艺的重要因素。
5
1.2 热处理设备的发展概况
❖ 现代热处理设备包括：大型连续生产线，密封箱式多 用炉生产线，真空及无人化感应加热设备
❖ 相对于先进工业国家仍有相当大的差距
6
箱式可控气氛多用炉
箱式可控回火炉
网带式可控气氛多用炉
高温型可控气氛多用炉
可控气氛多用炉生产线
7
1.2 热处理设备的发展概况
❖ 生产设备与世界先进水平有20-30年之差距。专业化热处理工厂数 目与美国相比相差35倍，生产效率比美国低26倍、设备利用率仅 为30%，电耗却高于美国的40%，其电耗平均每吨比日本和欧美 要多2～3倍。
机 ❖ 4.起重运输设备：天车、起重机、运输车、传送链 ❖ 5.动力输送管路及辅助设备：管路、风机泵、储气（液）罐 ❖ 6.防火、除尘等安全设备：防火喷雾器、抽风机、废气反应槽 ❖ 另外，还需校正设备、各种工具、夹具
12
1.4 热处理炉的分类
分类原则
炉型
热源
电阻炉、燃料炉、煤气炉、油炉、煤炉
工作温度
台车、真空炉
❖ 2.加热装置：热源直接对工件加热的装置：高频、 中频、火焰加热
❖ 3.表面改性装置：气相沉积多弧镀膜机、离子注 入机
❖ 4.表面氧化装置；发蓝槽、发黑槽 ❖ 5.表面机械强化装置：抛（喷）丸
机、辊压机 ❖ 6.淬火冷却设备：冷却水、油槽、
缓冷罐、喷淬器、压力淬火机 ❖ 7.冷处理设备：冷冻机、液氮、干
（四）了解热处理炉节能与改造方面的有关知识及炉温仪表、热控制 。
本课程的重要性：
热处理设备指用于实施热处理工艺的装备，随着科技的发展，在冶金、机械
、航空、航天、船舶等工业生产中，需要进行热处理的零件和工具日益增多，热
处理炉是实现热处理工艺的主要设备，没有先进的热处理炉就不能实现先进的热
处理工艺，热处理工艺的现代化，实质是热处理设备的现代化。
❖ 国外: (1)以电能为热源的增多，油和煤气炉比例逐渐减 少 (2)对产品表面质量的要求更为严格，可控气氛热处 理炉和真空炉占重要地位 (3)炉衬趋向轻质材料，在电 阻炉上应用非金属炉用耐热构件和发热元件的比例逐 渐增加
❖ 我国热处理技术比较落后，体现在装备水平的落后上， 大多为50~70年代的仿苏产品，周期式炉多，连续式炉 少，效率低，能耗大，空气炉多，气氛炉少，工件氧 化脱碳严重，质量不易保证，自动化程度低，人为因 素影响大，质量不稳定，盐浴炉比重相当大，劳动条 件差，污染严重，一半以上的设备超过三十年，且年 久失修，热效率低，散热严重，成本高。
冰冷却装置 ❖ 8工艺参数测控仪表：测控温度、碳
氮势、压力、流量
11
❖ 1.3.2 热处理辅助设备
❖ 1.清洗机、清理装置：对热处理前后工件进行清洗的冷热水槽、 喷砂机、超声清洗机、脱脂炉 、酸洗槽、滚筒
❖ 2.炉气氛制备装置：吸、放热式发生器，氨分解器、制氮机 ❖ 3.淬火介质循环装置：储液槽、过滤器、输送泵、冷却器、冷水
20
21
22
1.4 热处理炉的传热原理
传热或换热： 热量从一物体传向另一物体或由同一物体的某一部分传向另
高、中、低温炉
炉膛形式
箱、井、罩、管、贯通、转底式炉
工艺用途 作业方式 使用介质 机械形式
退、淬、回火炉 、渗碳、氮炉、实验炉 间歇、连续、脉动式炉
空气、火焰、可控气氛、盐、油、铅浴炉、真空炉 台车、推杆、输送带、滚、振、升降底、步进式炉
13
14
15
16
17
连 续 式 热 处 理 炉
18
启动电阻 启动电阻
❖ 热处理带来的环境污染问题十分严重，据不完全统计我国热处理 业每年约有 5000吨淬火油因蒸发或局部燃烧造成CH化合物、CO 及烟尘；有约9000吨废淬火油因排放不当而污染水质；每年盐浴 炉生成盐蒸汽7000吨以上；有害废渣约10000吨；燃煤炉窑排放 SO2约1.5万吨，灰分约8.5万吨；喷砂处理中产生的SiO2等有害粉 尘10000吨，严重污染了环境。
❖ 由于生产设备和规模的落后，我国热处理生产耗能巨大而利润并 不高约为美国的1/30，年营业额约为美国的1/25。
8
1.2 热处理设备的发展
优质（设备优良、工艺先进、 管理科学化）、高效（ 设备、 管理）、低耗（设备、 工艺、 管理）、清洁（劳动环境 、自
然环境）、灵活（协作生产）
❖ 1.改进炉膛结构，合理布置加热元件，以改善加热 质量
热处理设备
贵州师范大学
1
本课程的任务：
掌握有关热处理设备的知识，同时也培养设计、选择和应用热处理设备的 能力。
本课程的学习达到的要求：
（一）对热处理常用设备有一个概括的了解，掌握热处理炉传热的基本方式、
炉内综合传热与应用。
（二）掌握常用热处理设备的结构特点、工作原理与用途。
（三）掌握一般结构简单的热处理炉的设计内容与方法。
❖ 2.采用新型炉体材料，提高加热效率
❖ 3.提高自动化程度，采用连续式炉或联合机，以稳 定产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件
❖ 4.拓宽真空技术的应用领域，进行无氧加热，提高 产品质量
9
1.3 热处理设备的分类
主要设备：
主要设备 辅助设备
完成主要热处理工序(加热和冷却)所用的备，包括
各种加热设备(加热炉与加热装置)和冷却没备(冷却室、
2
3
课程特点
基础性
综合性 实践性 发展性
4
第一章 热处理设备概述
1.1 热处理设备在材料工程中的地位与作用
热处理是提高机械零件质量和延长使用寿命的关键工序， 也是 充分发挥金属材料潜力、 节约材料的有效途径。正确地选择材料， 合理地进行热处理， 不仅可以充分减少废品， 而且可以显著提高机 器零件和模具使用寿命。而任何一种热处理工艺，只有通过相应的 设备才能得以实现。
淬火槽、淬火机等)。 辅助设备： 完成各种辅助工序(如酸洗、清洗、清理、校直、检
验)、生产操作、动力供应所用的设备。热处理车间常用 的辅助设备有清洗槽(机)、喷砂机、校直机、泵、鼓风机、 各种动力管道以及起重运输设备等。
10
碳控仪
感应加热表面淬火机床
❖ 1.3.1 主要设备 ❖ 1.热处理炉：有炉膛的加热设备：箱式炉、井式、
热处理炉是实现金属热处理工艺的主要要设备，没有先进的热处 理炉就不能实现先进的热处理工艺，要实现热处理技术的现代化， 需要靠热处理设备的现代化来保证。即热处理设备的先进与否更是 决定热处理工艺的重要因素。
5
1.2 热处理设备的发展概况
❖ 现代热处理设备包括：大型连续生产线，密封箱式多 用炉生产线，真空及无人化感应加热设备
❖ 相对于先进工业国家仍有相当大的差距
6
箱式可控气氛多用炉
箱式可控回火炉
网带式可控气氛多用炉
高温型可控气氛多用炉
可控气氛多用炉生产线
7
1.2 热处理设备的发展概况
❖ 生产设备与世界先进水平有20-30年之差距。专业化热处理工厂数 目与美国相比相差35倍，生产效率比美国低26倍、设备利用率仅 为30%，电耗却高于美国的40%，其电耗平均每吨比日本和欧美 要多2～3倍。
机 ❖ 4.起重运输设备：天车、起重机、运输车、传送链 ❖ 5.动力输送管路及辅助设备：管路、风机泵、储气（液）罐 ❖ 6.防火、除尘等安全设备：防火喷雾器、抽风机、废气反应槽 ❖ 另外，还需校正设备、各种工具、夹具
12
1.4 热处理炉的分类
分类原则
炉型
热源
电阻炉、燃料炉、煤气炉、油炉、煤炉
工作温度
台车、真空炉
❖ 2.加热装置：热源直接对工件加热的装置：高频、 中频、火焰加热
❖ 3.表面改性装置：气相沉积多弧镀膜机、离子注 入机
❖ 4.表面氧化装置；发蓝槽、发黑槽 ❖ 5.表面机械强化装置：抛（喷）丸
机、辊压机 ❖ 6.淬火冷却设备：冷却水、油槽、
缓冷罐、喷淬器、压力淬火机 ❖ 7.冷处理设备：冷冻机、液氮、干
（四）了解热处理炉节能与改造方面的有关知识及炉温仪表、热控制 。
本课程的重要性：
热处理设备指用于实施热处理工艺的装备，随着科技的发展，在冶金、机械
、航空、航天、船舶等工业生产中，需要进行热处理的零件和工具日益增多，热
处理炉是实现热处理工艺的主要设备，没有先进的热处理炉就不能实现先进的热
处理工艺，热处理工艺的现代化，实质是热处理设备的现代化。
❖ 国外: (1)以电能为热源的增多，油和煤气炉比例逐渐减 少 (2)对产品表面质量的要求更为严格，可控气氛热处 理炉和真空炉占重要地位 (3)炉衬趋向轻质材料，在电 阻炉上应用非金属炉用耐热构件和发热元件的比例逐 渐增加
❖ 我国热处理技术比较落后，体现在装备水平的落后上， 大多为50~70年代的仿苏产品，周期式炉多，连续式炉 少，效率低，能耗大，空气炉多，气氛炉少，工件氧 化脱碳严重，质量不易保证，自动化程度低，人为因 素影响大，质量不稳定，盐浴炉比重相当大，劳动条 件差，污染严重，一半以上的设备超过三十年，且年 久失修，热效率低，散热严重，成本高。
冰冷却装置 ❖ 8工艺参数测控仪表：测控温度、碳
氮势、压力、流量
11
❖ 1.3.2 热处理辅助设备
❖ 1.清洗机、清理装置：对热处理前后工件进行清洗的冷热水槽、 喷砂机、超声清洗机、脱脂炉 、酸洗槽、滚筒
❖ 2.炉气氛制备装置：吸、放热式发生器，氨分解器、制氮机 ❖ 3.淬火介质循环装置：储液槽、过滤器、输送泵、冷却器、冷水