金属热处理工艺

金属热处理工艺

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、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）、中温（650~1000。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：4KW

3、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2—16L

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，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，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