热处理节能在生产工艺中的应用

HEATS · 发表于 2010-9-12 14:20:42

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　　双牛(厦门)机械有限公司是生产工程机械的厂家，机械行业很多的零部件都是要经过热处理才能达到所设计的力学条件，充分发挥材料的性能，保证产品质量，提高机械部件的档次水平在市场上的竞争力。我司是在2005年底正式成立热处理事业部，在规划初期，本着节能减排的原则对热处理设备布局，工艺流程，电源设备及淬火冷却系统进行了优化排列组合，并以文件的形式规定下来。

　　在这里所述说热处理节能方面，主要是由几个方面的因素组成的：

　　1)：热处理工艺流程是否有效让被处理的工件达到其设计的技术要求，而又用较低的成本。

　　2)：热处理设备是否在运行中得到了有效的合理的使用，比如连续性生产，设备待工件时间减少。且没有额外的热损失。

　　3)：热处理操作人员，工艺技术员，及生产管理人员是否沟通良好，每个人都能得到有效的管理与组织生产。

　　1、热处理工艺：

　　在传统工艺计算时间：T=K*A*D式中的T为加热时间，K为装炉系数，A为加热系数，D为工件有效厚度，其实我们在实际生产中，一般是根据以往工作经验和工件有效厚度来计算保温时间，大批量时就根据实际经验或是观测工件的火色，这主要反应在碳素钢和低合金钢上，这是由于碳素钢没有合金元素和碳化物，不须长时间保温均匀奥氏体化过程。低合金钢因其传热系数与碳素钢基本类似，所以工件透热时间主要是由其有效尺寸决定的，对于生产中单件的工件，当炉温已达到工艺设定值时，也就是说工件表面已达到工艺温度值时，工件已透烧了，不要再额外增加保温时间了，这就是我们常说的“零”保温加热。对于大批量生产时，我们一般会先加热炉子，到温后再放入工件，等炉温再次达到工艺时间时，再加一定的均匀化时间，这样可以相对的缩短工艺周期，节约能源和降低成本。

　　合金结构钢(40Cr,35CrMo,42CrMo)等，因其材料中添加了一些合金元素，在加热过程中我们要使在碳化物均匀化需要一定的时间，所以相对碳素钢来说就要多一点时间，一般我们也要在传统工艺时间上的60%-80%左右，这样做可以缩短钢件在高温加热时间，变形量也相对减少一点，奥氏化晶粒相对较细小，淬火后可得到细小马氏体组织，其机械性能也就得到一定的提高，这也是我们热处理工作者想要达到的效果。

　　2、零件装炉

　　1)：在实际生产中，当工件数量有限情况下，单独安排炉次是不划算的，在这种情况下，我们可以把不同的工件，不同材料，在其工艺参数大致相同的情况下可以混装一炉，如Cr12MoV与8407或H13，40Cr与42CrMo也是一样的。其淬火温度大致相同，这样就可以得到装炉量的满足，同理在回火温度相同时，不同的零件，不同的材料都可以混合一炉，回火时间可按最长的回火时间来执行。

　　2)：热处理夹具，其实我们公司很多产品是不近相同，而量又不是很多，但为了减少变形量有时候在增加热处理工装，这样我很多时候不用耐热不锈钢，大都有普通的低碳钢代替，主要是材料价格低，还有量不是很多。

　　3、热处理冷却介质

　　因我公司很多的机械部件都是合金结构钢，所以在考虑淬火介质时。我选择用水溶液，水溶液淬火就避免大直径中碳低合金钢在热处理用油淬硬度值可能达不到，用水淬易开裂的情况，水溶性合成淬火液尤适用于低，中碳钢感应及大件淬火，水溶性合成淬火液尤适用于低，中碳钢感应及大件淬火，通过调整浓度等，可以得到不同的冷却速度，淬火工件光亮且有短期防锈作用，可不清洗直接回火，无油烟。无油烟、不燃烧、无火灾危险，改善劳动环境。不易老化、变质，使用寿命长，相对于油品来说。费用也相对的较少。

　　4、回火工艺：回火工艺是要根据零件的回火温度来决定要利用的炉子余热，一般规律是零件回火温度低于炉子余热温度300度左右，这样的话工件入炉后炉子很快达到回火工艺温度设定值，还有多次回火比一次回火要好，所以在大批量生产时这样二次回火得到的组织性能比一次回火要好，成本也相应减少很多。

　　5、设备维护和保养：我们在生产中要定期维修设备，检查炉膛，炉门的密封性。配电箱相关仪器仪表要定期校准与维护，减少因电器故障造成的停炉产生的损失。各相关的操作设备如台车，行车的维护减少进出炉不便而造成的损耗。

　　6、热处理质量的控制：其实工件在进行热处理时，其本身也就是在节能，一个工件若没有经过有效合理的热处理，那该零件使用时限也就不会很长，部件早期失效务必要制造新的部件去更换，这样又必得清耗原材料及机械加工工时，和其它相关费用。有效合理的热处理可使工件的使用寿命成倍的增长。所以热处理质量优良可避免工件早期失效，可避免工件热处理返修(正火，重新淬回火，校正，去应力回火)等一系列程序。所以我们国家20世纪70年代有一个口号：“搞好热处理，零件一顶几”。

　　热处理节能很多时候是与工艺管理有关，合理安排工作，减少停炉时间，把炉子升温时间阶段放在用电便宜的时间阶段进行，很多时候工艺执行到位与管理有关，公司要严格制定工艺规程及设备操作标准，及相关技术标准。在生产安排上，要尽可能的批量满负荷生产，不够装炉量的应拼炉，提前做好各项热处理工作前准备。定期检查热处理各设备的运行情况。

　　结论

　　积极提高热处理人员的业务水平，操作水平及相关的工作意识，提高热处理人员的工作态度。因为很多时候最终决定因素还是“人”。在相关硬件不能改变的情况下，作为人员的工作态度是软件。我们可以制定相关的制度，实行奖惩条例，统计和考核生产中能耗，针对不良进行整改管理。

　　节能减排在我们工作中处于很重要的地位，如何节约能耗，提高生产效率，降低成本，在市场竞争中坚立自已的品牌。生产与技术管理水平提高是贯彻科学技术发展，是企业发展的重要措施。节能意识从我做起，从现在做起，从工作中的一点一滴做起。使热处理技术达到节能，减排，优质，高效的目标。也使产品质量品质，成本控制在市场上处于一定的档次。【MechNet】

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