汽车零部件行业热处理节能与减排的途径与方法

工作探索

2018年第11期

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汽车零件的热处理节能体现在节约能源和提高能源利用的综合效率两个方面，热处理节能贯穿于其整个生产过程的各个环节，需要各个环节（包括生产组织、工艺技术、材料、设备、管理多方面）加以控制并不断整改。热处理节能是一项全面的系统工程，其主要包括工艺技术节能、设备节能、管理节能等三大板块。从工艺设计的角度讲，在满足零件热处理要求的前提下，来实现节能与环保的目的是热处理工作者的职责所在。1　采用节能与环保的热处理设备是热处理的发展方向

汽车零部件的热处理方式包括常规热处理、化学热处理、感应热处理等，围绕着满足零件的工作条件与技术要求，需要选择最佳的热处理方式与工艺，这离不开完成热处理的关键热处理设备。需要指出的是，在达到性能要求的前提下，应尽可能地选用高效、低耗、少污染、自动化程度高的热处理设备与工艺装备，同时要求对热处理设备定期校对温控仪表、测温电偶和炉温均匀性的检查，并及时修正误差，这是十分重要的热处理基础工作。热处理对于环境的污染主要表现在4个方面，即废水、废气、废渣以及噪声等，通常称为“城市四害”，需要特别关注。另外，要做好设备与工装等检查，确保设备运行正常。

2　采用节能的热处理生产线

可控气氛热处理设备基本炉型包括周期性密封箱式多用炉生产线、连续式可控气氛热处理炉生产线、网带炉热处理生产线等，大多数厂家采用周期性密封箱式多用炉生产线，因该生产线具有设计制造先进、自动化程度高、柔性强、运行灵活可靠，以及结构类型多样化等特点，不仅适应多品种、中小批量生产的要求，也适应单一品种大批量生产的要求。

编制汽车零部件热处理工艺时应合理选用设备，从而实现节能与环保，大炉子比小炉子节能、连续炉比周期炉节能、圆筒炉比矩形炉节能；减轻料盘、料筐以及夹具的重量，可节约10%~20%的电能；优化炉体结构设计，采用密封炉体结构，防止漏气和吸入空气，选用绝缘性能好的轻质耐火材料作炉衬，以减少热损失，提高热利用率；充分利用余热，实现一炉多用。

3　热处理过程节能与降耗经验

（1）淬火油与淬火液的定期补充与清渣更换等。一般每3个月进行一次淬火油的补充（添加），每年进行循环室内与室外大油槽的挖渣清理，对于淬火液应整体更换，目的是保证冷却特性。为满足冷却温度的需要，同时淬火油与淬火液配备有冷却系统，采用风冷散热器或水冷均有较好的效果。对于要求严格的零部件，在低温下影响冷却介质的冷却效果，需要配备加热装置。

（2）网带炉定期清理落料斗积碳，减少零件的弯曲与延长网带的使用寿命，通常每月对落料斗进行清理，铲除内表面粘附的积碳（四角与内表面），每班检查网带的运行与破损情况，一旦发现网带有破损（断裂、撕裂等），应及时将破损的网带

部分更换，以杜绝产品的变形与废品的产生。

（3）不断提高热处理生产效率，通过增加装炉量，降低员工的劳动强度，采用自动化程度高的热处理设备（如网带炉生产线，自动氮化线，燃气炉，推杆炉、振底炉等），确保满足不同汽车零部件的热处理需要（调质处理、固溶、渗碳与氮碳共渗处理等）。加大网带炉或推杆炉的装炉量，提高生产效率，实现热能的有效利用。此类零部件（如气门、料杆、钢制挺杆、标准件、轴承、活塞销等）摆放方式是考虑到网带炉的辐射管布置在上下位置，可实现快速与均匀加热，不存在加热不透的问题。

（4）采用分级淬火或等温淬火，减小零部件的变形。针对零部件的材质与技术要求，采取最佳的热处理冷却工艺，不仅可减少零件的热处理变形，更可实现节能与环保，对于要求零件热处理后表面发黑处理的，采用硝盐浴进行分级或等温处理，即可完成发黑处理，且表面清洁。

（5）减少产品的返工处理（控制成品与过程的硬度、晶粒度、渗层深度等），对于返工产品的分类处理，达到节能降耗的目的，需要注意的是，在制定热处理工艺时，对于技术要求要比图样规定的加严一些，目的是即使工艺过程中质量不符合技术要求，但仍有余地可符合图样要求。另外根据产品的要求，可综合考虑是否重新进行热处理。

（6）挺杆的热处理节能。铸铁挺杆在盐浴炉加热油冷后，需要清洗底窝内的油与残盐后进行低温回火处理，用热水清洗，不用清洗剂，控干底窝内水与盐，防止生锈，效果明显。同时抛丸后底窝内十分干净。

（7）采取减少零件变形的盛料方式与专用装备，实现零部件变形与质量的可控。因料盒的高度小，零部件叠压不会造成弯曲，装出料方便，对于易热处理变形的零部件，要减少加热状态下的大量叠压，同时要防止受到挤压、扭曲等。提高氮化气门返修的合格率，降低生产制造成本，尤其是杆部已经加工到成品的气门，需要采取特殊的工艺装备，可确保满足成品杆部不受到氮化处理，从而挽救部分锥面不再加工的特殊要求。（8）优化工艺与缩短零件的工艺流程。气门电镦压成形后，穿架进行退火或时效；气门氮化前去应力退火的穿架在机加工进行，送入热处理工序后直接在网带炉或箱式炉内进行，省去了二次装夹，减少了人工与气门变形。

（9）加快氮化盐浴与氧化盐浴的溶化速度。将氮化盐或氧化盐倒在捞渣器上，后沉入盐浴的中间位置，比直接将盐沉入炉罐底部化开时间缩短两倍以上，此方法节能效果显著。参考文献：

[1] 朱有利,王燕礼,边飞龙,等.金属材料超声表面强化技术的研究与应用进展[J].机械工程学报,2014(20):35-45.

[2] 王玉玲,惠英龙,姚翠翠.齿轮激光淬火研究进展[J].表面技术,2014, 43(5):109-117.

汽车零部件行业热处理节能与减排的途径与方法

崔国杰

（北京爱协林热处理系统（北京）有限公司，北京　102206）

摘　要：随着汽车工业的快速发展，人们对提高汽车零部件的性能，延长其使用寿命和提高经济性等提出了更高的要求。目前热

处理零部件占钢材总量的50%以上。汽车零部件种类、名称繁多，需要热处理的种类也很多，基于此，文章主要对汽车零部件行业热处理节能与减排的途径与方法进行分析探讨。

关键词：汽车零部件行业；热处理；节能；减排；途径与方法