热处理工业炉(热处理工业炉安全操作流程)

海潮机械 2023-01-23 19:31 编辑:admin 226阅读

1. 热处理工业炉安全操作流程

热处理时,工件可以先预热到一定的温度,再进另一个高温炉加热。热处理炉分加热段和均热段,这两个段温度应该一样高吗 .加热段就称升温段 均热段称保温段 有时升温段洚温段中也有保温段。热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,近而应用液体和气体燃料。

电的应用使加热易于控制,且无环境污染。

利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。

因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。

加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。

另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。

采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。

一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。

但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

2. 热处理炉操作规程

将金属在固态范围内通过一定方式的加热、保温和冷却处理程序,使金属的性能和显微组织获得改善或改变,这种工艺方法称为热处理。根据热处理的目的不同,有不同的热处理方法,主要可分为下述几种:

(1)退火(代号Th):在退火热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右,其显微组织将发生相变或部分相变,例如钢被加热到此温度时,珠光体将转变为奥氏体。

然后保温一段时间,再缓慢冷却(一般为随炉冷却)至室温出炉,这整个过程称为退火处理。

退火的目的是清除热加工时产生的内应力,使金属的显微组织均匀化(得到近似平衡的组织),改善机械性能(例如降低硬度,提高塑性、韧性和强度等),改善切削加工性能等等。

视退火处理工艺的不同,可分为普通退火、双重退火、扩散退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、光亮退火、完全退火、不完全退火等多种退火工艺方式。

(2)正火(代号Z):在热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上200~600℃左右,使显微组织全部变成均匀的奥氏体(例如钢在此温度时,铁素体完全转变为奥氏体,或者二次渗碳体完全溶解于奥氏体),保温一段时间,然后置于空气中自然冷却(包括吹风冷却和堆放自然冷却,或者单件在无风空气中自然冷却等多种方法),这整个过程称为正火处理。正火是退火的一种特殊形式,由于其冷却速度比退火快,能得到较细的晶粒和均匀的组织,使金属的强度和硬度有所提高,具有较好的综合机械性能。

(3)淬火(代号C):在热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右,使显微组织全部转变成均匀的奥氏体,保温一段时间,然后快速冷却(冷却介质包括水、油、盐水、碱水等等),获得马氏体组织,可显着提高金属的强度、硬度和耐磨性等等。

淬火时的快速冷却导致的急剧组织转变会产生较大的内应力,并使脆性增大,因此必须随后及时进行回火处理或时效处理,以获得高强度与高韧性相配合的性能,一般较少仅仅采用淬火处理的工艺。

视淬火处理的对象和目的不同,淬火处理可分为普通淬火、完全淬火、不完全淬火、等温淬火、分级淬火、光亮淬火、高频淬火等多种淬火工艺方式。

(4)表面淬火:这是淬火处理中的一种特殊方式,它是利用例如火焰加热法、高频感应加热法、工频感应加热法、电接触加热法、电解液加热法等多种加热方式,使金属的表面快速加热到临界温度以上,在热量还未来得及传入金属内部之前就迅速加以冷却(即淬火处理),这样可以达到将金属表面淬硬到一定深度(形成有一定深度的淬硬层),而金属内部仍保持原组织,满足外硬内韧的使用需要。

表面淬火的加热速度快、温度高,金属内外温差大,加上冷却速度快,因此内应力很大,容易产生裂纹,这是必须注意的。

(5)回火(代号H):将已淬火的金属重新加热到临界温度以下的某一温度(视此温度的不同而有高温回火、中温回火和低温回火之分),保温一段时间,然后在空气中或油中冷却,这整个过程称为回火处理。

回火处理的目的是降低淬火处理引起的脆性和消除内应力,稳定金属零件的几何尺寸和获得所需要的机械性能。

金属材料淬火后如果不及时回火,则往往容易造成工件开裂(硬度很高然而脆性很大)和变形较大。

但是,如果回火温度选择不当,在某些温度区域回火时会发生回火脆性(回火处理后韧性反而下降),这是必须注意的。

在实际应用中,常把淬火+高温回火统称为调质处理(代号T)。

(6)化学热处理:把金属放入化学介质中进行加热时,某些化学元素的原子将借助高温发生原子扩散,渗入到金属表面层,改变了金属表面层的化学成分,使金属表面层具备特定的组织和性能,这种方法称为化学热处理。化学热处理的方法主要有: 渗碳-向金属表面层渗入碳原子,用以提高金属表面层的含碳量,从而提高金属表面层的硬度和耐磨性,常用的渗碳介质是木炭。 渗氮(氮化)-利用氨气在加热时分解出来的活性氮原子渗入金属表面层,可提高金属表面层的耐磨性。 碳氮共渗(氰化)-把渗碳与渗氮结合起来,将活性碳原子与氮原子同时渗入金属表面层来提高金属表面层的硬度和耐磨性。 化学热处理的主要目的是提高金属表面的硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性以及抗疲劳性等,除了上述常见的三种化学热处理方法外,还有渗硅、渗硼、渗铝、渗铬等,以适应不同的目的用途。 (7)时效:金属或合金经过淬火处理或加工,特别是经过一定程度的冷、热加工变形后,其性能会随时间而改变,这种现象称为时效现象,经过时效后的金属或合金其强度和硬度能有所增加,塑性、韧性和内应力有所降低,显微组织更加稳定。 在热处理工艺方法中的时效处理,是指把金属或合金有意识地在室温或者较高温度下存放一定时间,以达到改善性能、稳定显微组织目的的工艺过程。 将淬火或者淬火+回火后的金属在时效处理炉中加热到室温以上(一般为100~200℃左右),保温一段时间,然后取出自然冷却,这种方法称为人工时效(若为淬火+人工时效,代号为CS)。如果在淬火后利用室温或自然环境温度达到时效效果时,则称为自然时效(代号CZ)。 时效处理多用于有色金属,例如铝合金、镁合金、钛合金等,也有用于钢,以达到稳定显微组织和几何尺寸,增强机械性能(强化)的效果。 与时效处理相类似的还有: 固溶强化处理:把金属加热到适当温度,充分保温,使金属中的某些组元溶解到固溶体内形成均匀的固溶体,然后急速冷却,得到过饱和固溶体,可以改善金属的塑性和韧性,然后再作沉淀硬化(强化)处理,提高其强度。 沉淀硬化(强化)处理:把经过固溶处理或者又经过冷加工变形的金属加热到一定温度,保温一段时间,则从饱和固溶体中析出另一相,达到硬化的目的。 其他还有低温处理(冷处理)、盐浴处理等等。

3. 热处理炉操作过程

热处理炉有不同 的分类方法,你所谓的按照用途分,我理解就是按照热处理的几把火来分,就是楼上说的按工艺分:退火炉、淬火炉、回火炉、渗碳炉、渗氮炉;按照使用温度分,有高温炉,中温炉,低温炉,按照形状分,有箱式炉,井式炉,钟罩炉,连续炉等,按照加热方式分,有电加热炉,可燃气体加热炉,重油加热炉,等等,很多类,还有盐浴炉,气氛保护炉,真空炉等,太多了

4. 热处理炉使用方法

低于200度可以关水冷机。

水冷装置,真空热处理炉的炉壳、炉盖、电热元件导别处置(水冷电)、中间真空隔热门等部件,均在真空、受热状态下工作。在这种为不利的条件下工作,必须保证各部件的结构不变形、不损坏,真空密封圈不过热、不烧毁。

  因此,各部件应该根据不同的情况设置水冷装置,以保证真空热处理炉能够正常运行并有足够的使用寿命。

5. 热处理炉安全注意事项

一,合理安排班次,特别是如果当天有退火工作时,就应该是安排连续两班作业制。

二,因为热处理炉属于用电设备,所以用电量比较大,为了节约用电,热处理车间应该是采取集中开炉作业,充分利用利余热,以降低用电量。

三,严格热处理作业工艺纪律,以提高产品合格率。

6. 热处理炉操作规范

1.工艺温度仪表系统校准

工艺温度仪表系统由热电偶(或热电阻)、连接导线和温度二次仪表组成。工艺温度仪表系统校准是指工艺温度仪表(含引线、传感器)的读数或值进行现场比较,以便确定已测量的温度偏差是否均在有关要求范围内的一组操作。在AMS2750E也称为“系统精度测试(SAT)或探针检查”,其目的是确保炉子的控制系统及每个控制区的记录仪表系统的准确度符合要求。

国内、国外相关技术标准要求,新购置或大修后的热处理炉,使用前除了对工艺温度传感器和仪表进行校准外,还需要完成两项更重要的工作:一是进行工艺温度仪表系统校准,以确定该系统的偏差是否符合要求;二是进行有效加热区温度均匀性检测,确定热处理炉具有符合工艺要求的工作空间。在温度均匀性检测过程中,若检测结果表明整体温度偏高或偏低,则需要对工艺仪表进行调整。使用中的热处理也需要按规定的时间间隔进行工艺温度仪表系统校准,这是保证热处理满足工艺要求的重要手段之一,不可或缺。

2.变化的工艺温度仪表系统

炉温均匀性是考核炉子能否满足工艺温度要求的关键指标。炉温均匀性检测是一个复杂、使用传感器多、检测时间长,在非生产状态下进行的过程,无法经常性或短周期进行。

炉温均匀性是否可靠,主要取决于热处理炉内加热元件的发热特性和工艺温度仪表系统的测量与控制能力。在稳定的控制条件下,加热元件产生的热量以及形成的温度分布状态具有较好的重复性。假若工艺温度仪表系统是相对稳定的,炉温均匀性也会在上次检测结果的较小范围内变化,有效实现工艺温度的控制。因此,在两次温度均匀性检测之间进行多次工艺温度仪表系统校准是对炉温进行控制的一个好办法,尽管这不是保证炉温均匀性符合工艺要求的唯一方法,却是比较容易操作的方法。

那么,是什么原因导致工艺温度仪表系统变化呢?可从以下几个方面进行分析:

(1)设备现场环境条件的影响,特别是环境温度的变化,使得工艺温度传感器、连接导线和工艺温度仪表的计量特性处在不断变化之中。

(2)热电偶在炉内气氛中被加热和冷却,会导致电偶的电极晶粒长大、氧化、腐蚀或成分挥发等,使得热电偶的热特性发生变化。

(3)工艺温度仪表自身老化导致的计量特性变化。这些变化会导致工艺温度仪表系统的变化,使热处理炉的温度控制点发生偏离,炉子的实际温度偏离工艺温度。在使用现场、使用过程中经常性进行工艺温度仪表系统校准,使其综合偏差控制在一个可