热处理工艺及设备简介(新ppt课件).ppt

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1、热 处 理工艺及设备简介,热处理车间简介,一汽车桥热处理车间下设渗碳班、调质班、喷校班三个班组。主要设备有单、双排渗碳线、推杆式大型调质、震底式调质线、井式回火炉、中频退火机以及140M3吸热式保护性气氛发生炉、10-63吨校直压床、强化喷丸机、清理喷丸机等辅助设备。车间还拥有渗碳淬火、调质、校直、喷丸等热处理工艺。可采用吸热式保护气氛对汽车后桥、变速箱等零件进行渗碳淬火；也可为其他如汽车半轴、半轴套管及拖曳钩等大型毛坯零件进行调质。还可采用加入保护性气氛等方法控制零件脱碳，确保产品质量。,一、可控气氛渗碳工艺,采用吸热式保护气氛（由空气与天然气反应）与渗碳气氛（天然气）混合，在900-950

2、下进行渗碳的工艺，碳势可实现自动控制，一般为1.15%左右，控制精度可达0.05%。其特点是：渗碳速度快，零件渗碳后层深、硬度、组织均匀，同批次零件硬度散差可达1.5HRC；采用密封淬火表面无脱碳、无氧化皮。典型零件：汽车后桥齿轮、汽车变速箱齿轮、汽车转向器齿轮等。,可控气氛热处理：在炉气成分可控制的炉内进行的热处理。在防止工件表面发生化学反应的可控气氛或单一惰性气体的炉内进行的热处理也可称为保护气氛热处理。,吸热性可控气体发生炉,用途： 制备热处理生产所需要的吸热性保护气体。其作用是防止零件在高温状态下发生氧化、脱碳。,原理：,主要成分： CO：23% H2：31% CO2：0.34%. C

3、H40.4% N2：余量 将以上气体成分俗称保护气 （RX气体）,吸热性可控气体发生炉,可控气氛渗碳工艺的主要设备,单、双排连续式渗碳自动线,用途：适用于汽车、农用车、拖拉机、轴承、石油钻机等机械产品中的齿轮、轴承、钻头等机械零件的渗碳和碳氮共渗，是大批量生产的理想设备。,连续炉流量系统,连续炉操作屏,物料行进方向,物料行进方向,物料行进方向,组成：由预处理炉、渗碳炉、淬火系统、清洗机、回火炉及料盘传送机构、温度控制系统、程序控制系统、气氛控制系统、工业计算机系统等组成 。（部分设备还有缓冷室、压床）,设备特点：预处理炉采用离心式风扇，辐射管加热器，热风循环加热方式炉温均匀性可达 5 零件经预

4、处理后，可提高渗碳速度和渗层均匀性。渗碳炉用电热辐射管加热采用可控硅调功器装置，智能仪表连续调节控温，炉温均匀性可达 7 ，零件渗碳后层深偏差可控制在 0.1毫米以内。渗碳气氛可采用吸热性气氛，氮甲醇式气氛或其它滴注式气氛。由进口碳势控制仪，氧碳头,调节阀组成碳势控制系统，对渗碳炉进行炉气碳势控制，控制精度 0.05% C 。渗碳后零件可直接淬火、压床淬火或缓冷。,单、双排连续式渗碳自动线,设备特点：多功能清洗机，单室结构，具有浸洗、喷淋功能，工艺时间可调，水温，液面自动控制，并配有油水分离器，清洗效果好，废油可回收。低温回火炉采用集中加热的热风循环方式，炉温均匀性可达 3 。炉前设有大屏操作

5、程序幕，可以手动、自动操作和监视设备动作，并能提示故障和声光报警。采用工业计算机集散式控制系统，可对温度系统、碳势系统、动作程序系统进行监控，系统还配置了渗碳工艺数学模型，实现了渗碳全过程的仿真与监控，实现了对自动线生产报表管理与质量管理。连续式渗碳自动线能耗与井式炉比较可节能 40-50% 同时节省人力、辅助材料，并减轻环境污染。,单、双排连续式渗碳自动线,典型工艺零件名称：2402036-A0E 主动锥齿轮材料：22CrMoH技术要求：渗碳层深度： 1.5-1.9mm 表面硬度：58-63HRC 心部硬度：320-450HV 金相组织：马氏体及残余奥氏体小于3级 碳化物小于5级,单、双排连

6、续式渗碳自动线,典型工艺区 域一 二 三 四 五保温室作 用 加热透烧强渗扩散预冷压淬保温 温度（）900920930920850850Rx （m3/h） 8 10 14 14 19 19CH4（m3/h） 1.4碳势（C%） 1.0 1.15 0.85 0.8装载量：5-7件/盘周期时间：55min （周期的概念）清洗：高效清洗剂 温度 大于 70回火：190,单、双排连续式渗碳自动线,密封箱式多用炉生产线,生产线组成：密封箱式多用炉生产线由密封箱式多用炉（主体炉）、清洗机、回火炉、脱脂炉、行走料车、升降备料台及控制系统等组成。,密封箱式多用炉生产线平面布置图,密封箱式多用炉主体炉结构图,组

7、成：工作室（风扇、中间炉门）、前室（前炉门、内推料机构）、淬火槽（淬火台、冷却系统）,密封箱式多用炉主体炉结构图,贯通式多用炉,前进前出式多用炉,设备特点： 电热辐射管结构先进，更换方便，寿命长。 采取了前后两套推拉料机构，推拉料时动作可靠 加热炉采用圆形炉衬，炉温炉气均匀性好。 前炉门采用柔性材料压紧结构密封，炉子整体密封性好，零件在渗碳气氛下进行淬火，无氧化脱碳 渗碳采用吸热性气氛，亦可用滴注式气氛。 可控硅调功器供电，智能仪表控温，节电显著。 计算机监控系统功能：1、具有工艺仿真、优选工艺。2、故障提示和报警3、零件生产记录、工艺储存、质量统计分析。4、温控系统、碳控系统和动作程序控制系

8、统相互进行联网通讯。,密封箱式多用炉生产线,密封箱式多用炉典型工艺零件名称：1004018-29D 活塞销 材料：20Cr技术要求：外圆层深：1.2-2.0mm 内圆层深：0.4mm 外圆层深：58-64HRC 心部硬度：24-45HRC,预氧化：温度：50020；保温时间：60分。回 火：温度：19010；保温时间：90分；冷却方式：空冷,渗 碳,催渗技术,向渗碳气氛滴注有机催渗剂,既促进富化成分分解,又活化相界面,缩短渗碳周期。 特点是：较传统渗碳温度低、周期短，延长设备寿命，零件变形量小,零件表面渗层均匀，且易获得弥散分布的微碳化物，增强零件耐磨性。 典型零件：汽车后桥齿轮、汽车变速箱齿

9、轮、汽车转向器齿轮等渗碳零件。,防渗工艺,通过一些物理方法或化学方法，在钢的渗C或渗N过程中，使钢的局部不进行渗C或渗N的热处理工艺。如底盘齿轮螺纹部位用螺栓嵌入的方法，防止螺纹渗C，转向臂轴螺纹部位涂防渗剂防止螺纹渗C，防渗工艺常应用在不需渗C或渗N的部位。防渗碳涂料方法是采用特定成分、粘度的防渗碳涂料均匀涂抹于零件防渗部位。其特点是：防渗效果好，成本低廉，操作简便，能完全替代传统镀铜防渗，且可溶性好、淬火后易清除、无污染。典型零件：变速箱二轴、转向螺杆等需要防渗零件。,深孔渗碳技术,特点：可提高零件的硬度、耐磨性和接触疲劳极限。一般在84-880进行，因此减少零件内部晶粒长大趋势，便于直接

10、淬火，零件的畸变小。 碳氮共渗新介质的研制是金属热处理研究的一个重要领域。 早期使用的NaCN等氰盐均有剧毒，现已禁用。新一代碳氮共渗介质往往同时考虑工艺性能和环保两方面的因素。常用的介质是RX气、天然气和氨气的混合物。,碳氮共渗是同时向钢件表面渗入碳和氮原子的化学热处理工艺，也俗称为氰化。碳氮共渗零件的性能介于渗碳与渗氮零件之间。它是渗碳和渗氮工艺的综合，兼有两者的长处。,二、碳氮共渗工艺,碳氮共渗工艺的主要设备,采用吸热式保护气氛（由空气与天然气反应）与天然气、氨气混合。 其特点是：渗速快，零件层深、硬度、组织均匀。 典型零件：汽车用分离叉。,密封箱式多用炉生产线,密封箱式多用炉典型工艺零

11、件名称：1602416-Q7 分离叉 材料：08Al 技术要求：CN层深：0.3-0.5 硬度：58-63HRC,回 火：温度：19010；保温时间：90分；冷却方式：空冷,碳氮共渗：,渗氮俗称氮化，是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面，在钢件表面获得一定深度的富氮硬化层的热处理工艺。其目的是提高零件表面硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐蚀性等。,特点：高硬度高耐磨性；较高的疲劳强度；较高的抗蚀性；热硬性和抗粘着性。 常用的渗氮方法有气体渗氮、离子渗氮、氮碳共渗（软氮化）等。生产中应用较多的是气体渗氮。,三、气体软氮化工艺,气体软氮化工艺主要设备,采用吸热式保护气氛（由空气与天然气反应）与

12、氨气混合，在500-600下 进行。 特点是：渗层均匀；化合物层均匀连续，可达0.006mm以上；热后变形小。 典型零件：轿车齿毂、减震器杆、发动机齿轮等。,密封箱式炉典型工艺零件名称：1701242-JA 同步器齿毂 材料：53MnS 技术要求：白亮层0.008-0.025,氮化：,四、调质工艺,我公司可对零件进行有氧化淬火和无氧化淬火。无氧化淬火，是在保护气氛中进行，可保证零件表面不氧化、不脱碳。 调质工艺的特点是：硬度均匀，组织均匀。 典型零件：汽车用半轴、拖钩、扭杆、各种垫片等,调质工艺主要设备,TZL系列调质生产线,用途： TZL系列调质自动线主要用于各种发动机的曲轴、连杆、各种车辆

13、的半轴、半轴套管、履带支重轮和其他机械零件的调质热处理，更适合大批量自动化生产。根据需要淬火加热炉可送保护气，零件实现无氧化加热。,组成：由淬火加热炉、淬火机构、清洗机、回火炉、冷却槽、传动机构、电器控制系统、温度控制系统组成。,设备特点：淬火炉采用可控硅调功器供电，智能仪表控温，有报警功能。各加热炉采用双偶双表控制温度，炉温均匀性淬火加热炉8、回火加热炉5.淬火槽设有介质循环搅拌及温度控制装置，可保证硬度均匀。程序控制采用进口可编程序控制器，性能可靠。,TZL系列调质生产线,T-240调质线典型工艺零件名称：2403081D1HB1半轴 材料：40Cr 技术要求：淬火硬度：360HB 回火硬

14、度：229-269HB 淬火（T-240） 区 段： 加热温度：（820820820）10 冷却介质：水，水温35 冷却方式：开泵循环水。回火（T-165） 区 段： 加热温度：（620620620620）20 冷却介质：水。,震 底 炉,用途：震底炉由加热炉、底板机械震动装置、淬火槽出料机构、淬火介质冷却系统等部分组成。主要用于弹簧、油泵油嘴、齿轮、销轴、螺栓等单件重2公斤以下的机械零件的加热淬火。,技术参数：额定功率：75kw最高温度：950 震底板尺寸：2900*500mm装料高度：60mm生产能力：150kg/h外形尺寸：7135*1712*1203,设备特点：机械震动送料，调速电机调

15、节震频。可采用Rx气氛或滴注式气氛保护加热，零件无氧化每区设有两套电偶，有控温和超温报警功能。可有两种淬火出料方式，淬油和淬水均可。可加风冷系统，改装成正火设备。,典型工艺零件名称：2806016-01 拖钩 材料：35 技术要求：淬火硬度：415HB 回火硬度：341-415HB 加热温度：82010，淬火介质：碱水，水温35 回火温度：40020，冷却介质：防锈液,震 底 炉,五、压淬工艺,将钢加热到适当温度，通过淬火压床的作用下的一种淬火热处理工艺，常应用于中、重型车的底盘齿轮，通常应用在对要求载荷大、变形量小零件的防止变形或校正变形上。典型零件：底盘齿轮。,压淬典型工艺零件名称：240

16、2037 被动锥齿轮 材料：22CrMo 技术要求：底平面度:0.10mm 内孔圆度:0.08mm 温度：850 压淬工艺： 外环压力：500 100 磅/英寸2 内环压力：200100 磅/英寸2 中 心 缸：150100 磅/英寸2 脉动方式：脉动 喷 油 量： A - B - C 第一阶段喷油： ON ON ON （300加仑/分） 第二阶段喷油： ON OFF OFF （50加仑/分） 第三阶段喷油： ON ON ON （300加仑/分）喷油时间： 18105120秒 (457),转 底 炉,技术参数： 额定功率：135KW/148kw 最高温度：950 转台直径：2090mm/273

17、0mm工位数：6-18个 外形尺寸：3087*3087*2608mm,用途： 适用于汽车齿轮、齿套、轴承等机械零件的二次加热、表面复碳等，可和压床配套进行淬火。,六、等温退火（正火）工艺,用途： 等温退火(正火)自动线是一种毛坯热处理设备。适应大批量连续化生产。与传统的正火炉相比，自动线增加了控温风冷室及等温均热炉。正火后组织与硬度均匀， 改善了毛坯工件的切削性能。,等温退火（正火）自动线,组成： 由正火加热炉、风冷系统、等温均热炉、料盘传送装置、气动系统、程控系统和温控系统等组成。该自动线还可利用锻造余热正火，节能可达75。,设备特点：加热炉采用电热辐射管，等温均热炉采用开式电热辐射管加热。

18、采用可控硅调功器供电，智能仪表控温，节电显著。各加热区设双偶双表，分别用于控温和超温报警。风冷室采用大风量高风速风机，风速、风量和风温可调。工件冷却均匀，正火后工件硬度散差小。采用进口可编程序控制器控制设备动作，运行可靠耐用。,等温退火（正火）自动线,等温退火（正火）自动线,等温正火典型工艺材料：22CrMo、20CrMnTi 技术要求：金相组织中的珠光体和铁素体分布均匀；晶粒度要求为57级；带状组织2级；无贝氏体组织；魏氏体组织1级；硬度要求为159201HB，且同一件零件的硬度不超过4HB,同一盘零件的硬度不超过15HB加热炉 温度：920-930-930，等温炉 温度：620-620-6

19、20，风冷延时为100S。,七、退火工艺,将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的处理工艺。 常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 典型零件：转向臂轴,退火工艺,退火工艺,八、喷（抛）丸工艺,清理喷（抛）丸,清理喷（抛）丸,转台清理喷丸机,用途： 适用于汽车、拖拉机、摩托车及其它机械传动齿轮热处理后的清理喷丸。技术参数：生产能力：（最大装载量）500kg转台直径：2460mm转台转数：约0.25r/min透平转数：2000r/min外形尺寸：2790*2880*1575mm总功率：14.7kw噪音：85dB,喷丸强化工艺是利用高速运动的弹丸流对金属表面

20、的冲击而使表面产生塑性循环应变层，由此导致该层的显微组织发生有利的变化并使表层引入残余压应力场，表层的显微组织和残余压应力场是提高金属零件的疲劳断裂和应力腐蚀（含氢脆）断裂抗力的两个强化因素，其结果使零件的可靠性和耐久性获得提高。喷丸强化设备大都是非标专用机械，分气压式喷丸强化和机械式喷丸强化两种。一般选择铸钢丸、预钝化钢丝切丸、玻璃珠或陶瓷珠作为喷丸强化的介质。,喷（抛）丸强化工艺,强化抛丸机,技术参数：工位数：五个工位工作周期：3min（可调）工作台标高：1016mm外形尺寸：2810*2100*5299mm总功率：20kw噪音：85dB,用途：适用于汽车、拖拉机、摩托车及其它机械传动齿轮的（齿根、齿面）强化处理，使齿面形成硬化层,提高残余压应力，提高疲劳强度，延长使用寿命。,强化喷丸机,N = 0.79 mm thickArc height 0.6 mmA,九、校 直,