火焰加热表面淬火

第2章火焰加热表面淬火

2．1 概述

火焰加热表面淬火是利用氧—乙炔气体或其他可燃气体(如天然气、焦炉煤气、石油气等)以一定比例混合进行燃烧，形成强烈的高温火焰，将零件迅速加热至淬火温度，然后急速冷却(冷却介质最常用的是水，也可以用乳化液)，使表面获得要求的硬度和一定的硬化层深度，而中心保持原有组织的一种表面淬火方法。

火焰加热表面淬火的特点如下。

①火焰加热的设备简单，使用方便，设备投资低，特别对于投有高频感应加热设备的中小工厂有很大的实用价值。

②火焰加热表面淬火的设备体积小，可以灵活搬动，使用非常方便。因此，不受被加热的零件体积大小的限制。

③火焰加热表面淬火操作简便，既可以用于小型零件，又可以用于大型零件；既可以用于单一品种的加热处理，又可以用于多品种批量生产的加热处理。特别是局部表面淬火的零件，使用火焰加热表面淬火，操作工艺容易掌握，成本低、生产效率高。

④火焰加热温度高、加热快、所需加热时间短，因而热由表面向内部传播的深度浅，所以最适合于处理硬化层较浅的零件。

⑤火焰加热表面淬火后表面清洁，无氧化、脱碳现象，同时零件的变形也较小。

⑥火焰加热表面淬火属于外热源传导加热，火焰温度极高(可达3200℃)，零件容易过热，故操作时必须加以注意。

⑦火焰加热时，表面温度不易测量，同时表面淬火过程硬化

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层深度不易控制。

⑧火焰加热表面淬火的质量有许多影响因素，难于控制，因此被处理的零件质量不稳定。对于批量生产的零件逐渐用机械化、自动化

控制，这样就可以克服这一不足。

2．2 火焰的组成与调整

火焰加热表面淬火一般采用特制的喷嘴。氧—乙炔气体混合后经喷嘴喷射出而燃烧。燃烧的火焰根据氧气或乙炔气过剩的情况可分为还原性火焰、中性火焰和氧化性火焰。

图2—l所示为氧—乙炔火焰所形成的中性焰的组成及沿火焰长度温度分布情况。火焰由焰心、还原区、全燃区三部分组成。还原区温度最高(一般距焰心顶端2—4mm处温度达到最高值)，火焰加热表面淬火就是利用这部分火焰的高温区加热零件。对氧—乙炔气体而言，还原区温度最高可达3200℃，其他可燃气体的火焰温度见表2—l。

火焰加热表面淬火时，喷嘴和零件之间必须保持一定距离，一般为10～40mm。火焰最佳状态可通过调整氧气和乙炔气的流量，即两者的混合比而获得。氧—乙炔火焰一般有下列三种状态。

(1)中性火焰

当氧气与乙炔的混合比值C(即O2／C2H2的体积比)为1～1．2时，得到中性焰。中性火焰燃烧后的气体中既无过剩的氧，又无过剩的乙炔，火焰颜色呈紫色，稳定有力。中性火焰由焰心、内