熱處理設備

金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。

為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織複雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。

熱處理設備是對工件進行退火、回火、淬火、加熱等熱處理工藝操作的設備。

1.正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點Ac3(對於亞共析鋼)或Accm（過共析鋼）以上30℃—50℃,保温適當時間後，在自由流動的空氣中均勻冷卻的熱處理工藝為正火.

正火後的組織:亞共析鋼為F+S,共析鋼為S，過共析鋼為S+Fe3CⅡ正火與完全退火的主要差別在於冷卻速度快些，目的是讓鋼組織正常化，亦稱常化處理。

2.退火：將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20-40度，保温一段時間後，隨爐緩慢冷卻(或埋在砂中或石灰中冷卻)至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝

3.固溶熱處理：將合金加熱至高温單相區恆温保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然後快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝

4.時效：合金經固溶熱處理或冷塑性形變後，在室温放置或稍高於室温保持時，其性能隨時間而變化的現象。

5.固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強化固溶體並提高韌性及抗蝕性能，消除應力與軟化，以便繼續加工成型

6.時效處理：在強化相析出的温度加熱並保温，使強化相沉澱析出，得以硬化，提高強度

7.淬火：將鋼奧氏體化後以適當的冷卻速度冷卻，使工件在橫截面內全部或一定的範圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝

8.回火：將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當温度保持一定時間，隨後用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝

9.鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化，以中温氣體碳氮共滲和低温氣體碳氮共滲(即氣體軟氮化)應用較為廣泛。中温氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低温氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

10.調質處理：一般習慣將淬火加高温回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用於各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理後得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決於高温回火温度並與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關，一般在HB200-350之間。

11.釺焊：用釺料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝

1.滲碳爐

2.真空爐

3.台車爐

4.網帶爐

5.回火爐

6.焙燒爐

7.箱式爐

8.燃油爐

9.加熱爐

10.硝鹽爐

11.時效爐

12.感應爐

13.鹽浴爐

14.井式爐

15.罩式爐

16.退火爐

17.淬火爐

18.燃氣爐

19.坩堝熔化爐

20.鋁合金熱處理爐

21.燒結爐

選用的熱處理設備應在滿足熱處理工藝要求的基礎上，應有較高的生產率，熱效率和低能耗。通常中，當產品有足夠批量時，選用專用設備有最好的節能效果。

熱處理設備的測控技術有長足發展，主要表現在温度測控、氣氛測控和工藝程序控制等，不斷採用新技術，先進的高質量的元器件和儀表陸續開發出來，大量應用於熱處理爐。計算機控制幾乎擴展到所有領域。

當電流流向被繞製成環狀或其它形狀的加熱線圈(通常是用紫銅管制作)。由此在線圈內產生極性瞬間變化的強磁束,將金屬等被加熱物體放置在線圈內,磁束就會貫通整個被加熱物體,在被加熱物體的內部與加熱電流相反的方向,便會產生相對應的很大渦電流。由於被加熱物體內存在着電阻,所以會產生很多的焦耳熱,使物體自身的温度迅速上升。達到對所有金屬材料加熱的目的。

（1）制定和執行電氣設備用電安全規程，包括開啓爐門電氣的聯銷、爐殼的接地、防止觸電的保護、高頻設備的屏蔽、高壓電的漏電防護及控制櫃的保護等，以保證人和設備的安全。生產操作地應採取絕緣的勞動措施和配備防護用品。

（2）燃料爐和可控氣氛爐應防爆，包括防止煤氣和可控氣氛回火和熄火，防止煤氣和可控氣氛泄露，防止可控氣氛爐排氣工藝操作不當引起爆炸，防止可控氣氛爐和煤氣爐停爐後殘存在爐內可燃氣氛意外被點火爆炸。為此應設立相應的控制裝置。

（3）防止在高温作業下被燙傷和燒傷，配備必要的勞動保護用品。

（4）防止有害物料早報管、搬運、使用以及物料的有害反應產物對操作者的直接傷害，建立相應的操作、保管規程。

（5）防止噴砂等工序產生粉塵的直接傷害。設備應密閉和抽風除塵。

（6）減少車間的噪聲，採取消聲和隔聲措施。

（7）防止車間火災，車間的淬火油應有冷卻油循環系統，有緊急放油措施和防火措施。對易燃物品，如氫、乙炔、丙、丁烷等的放置位置、輸送管路及閥門的可靠性等都應符合要求。

（8）車間廠房應符合熱加工車間的要求能防火和良好的通風和取暖條件，保持合適的温度。

（9）車間的照明要有足夠的強度，有利於工人生產操作，以減少操作失誤和造成事故。

熱處理設備在使用過程中存在諸多方面的缺陷與不足，極大的降低了熱處理加工與生產的可靠性。很多熱處理設備在長時間的使用過程中遭受較大程度的磨損，致使熱處理設備還沒有使用到維修期限就已經停止運行，進而導致整個熱處理加工與生產環節受到極大的影響；在熱處理設備維修不足時，設備本身的運行與加工質量就會受到極大干擾；熱處理設備還經常會因為局部的故障問題導致整體故障問題的情況出現，造成熱處理設備的維修費用提升，給施工單位及生產企業帶來極大的經濟損失；很多熱處理設備在使用過程中出現局部的簡單故障情況，部分維修人員在未對設備進行準確查驗時，就會盲目開展維修處理工作，導致熱處理設備在經常性的維修工作中出現維修過剩的情況，造成企業單位人力、財力、物力的浪費，嚴重時更會導致熱處理設備出現嚴重的故障與安全隱患問題 ^[1]  。