化学热处理需要达到怎样的工作目的呢？

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化学热处理需要达到怎样的工作目的呢？
①提高零件的耐磨性 采用钢件渗碳淬火法可获得高碳马氏体硬化表层；合金钢件用渗氮方法可获得合金氮 化物的弥散硬化表层。用这两种方法获得的钢件表面硬度分别可达HRC58～62及HV800～1200。另一途径是在钢件表面形成减磨、抗粘结薄膜以改善摩擦条件，同样可提高耐磨性。例如，蒸汽处理表面产生四氧化三铁薄膜有抗粘结的作用;表面硫化获得硫化亚铁薄膜,可兼有减磨与抗粘结的作用。近年来发展起来的多元共渗工艺,如氧氮渗，硫氮共渗，碳氮硫氧硼五元共渗等,能同时形成高硬度的扩散层与抗粘或减磨薄膜，有效地提高零件的耐磨性，特别是抗粘结磨损性。 　　 ②提高零件的疲劳强度 渗碳、渗氮、软氮化和碳氮共渗等方法，都可使钢零件在表面强化的同时，在零件表面形成残余压应力，有效地提高零件的疲劳强度。 　　
③提高零件的抗蚀性与抗高温氧化性 例如，渗氮可提高零件抗大气腐蚀性能；钢件渗铝、渗铬、渗硅后，与氧或腐蚀介质作用形成致密、稳定的Al2O3、Cr2O3、SiO2保护膜，提高抗蚀性及高温抗氧化性。 　　
通常，钢件硬化的同时会带来脆化。用表面硬化方法提高表面硬度时，仍能保持心部处于较好的韧性状态，因此它比零件整体淬火硬化方法能更好地解决钢件硬化与其韧性的矛盾。化学热处理使钢件表层的化学成分与组织同时改变，因此它比高、中频电感应、火焰淬火等表面淬火硬化方法效果更好。如果渗入元素选择适当，可获得适应零件多种性能要求的表面层。

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作为砂狮三合一热处理技术的发明者，美国CEC公司一直走在铸造技术的最前沿。砂狮三合一热处理工艺结合热除模、除芯、热处理和砂回收工序于一体，该工艺节省劳力、能源和环保费用，目前已成为世界铸件处理的标准。     铝铸件生产的现在和将来
    众所周知，降低汽车的总重量能减少燃料的消耗、降低CO2的排放量，同时能提高燃油的经济效益。因此，汽车制造业需要使用更多的轻金属材料来减少燃油消耗和废气排放，很多铁铸件包括缸体、缸盖、制动器、制动盘和悬架系统等都将被铝铸件所替代。

    据有关部门统计，在2001年生产的新车型中，铝铸件平均占汽车所有铝部件总重量的80％，平均约为118kg。其后几年，这一数字在迅速提升，预计在将来8～10年内将提升更快，同时使用铝制发动机和铝制缸盖的小型汽车的比例将很快达到95％。
    传统铝铸件的生产方法不仅成本昂贵，而且消耗能源巨大。这些铸件的工艺流程由几个独立的步骤组成，每一步都与前面的步骤无关。美国能源部和美国材料协会在一次工业前瞻会议上宣称：“生产操作中热处理工艺步骤的结合能达到节省能源的效果”。
    铸件后续生产热处理工艺的结合
    传统的铸造工艺包括消失模、永久模或精密砂模-组合砂型。传统的铸件后处理工序主要包括快速冷却、去冒口、机械去砂模/砂芯和人工清洁，紧接着加热铸件，再然后进行热处理。
    而这些独立的设备需要更多管理操作，其中运输会对铸件造成损害，额外的设
备和操作需要额外的人力、生产空间和能源。
    现在有一种新专利技术，它适用于使用有机粘结剂的半永久模和精密砂模铸造。当铸件凝固后立刻进入热处理炉，不需要上面提到的分步操作。这个技术叫做砂狮三合一热处理工艺，见图2。它将铸造的去芯和去砂、热砂回收、铸件热处理这三步工艺在一个自动化的炉子里同时进行。
    当芯砂和型砂处于高温富氧的炉内环境时，砂中粘结剂的巨大能量就能释放出来。当粘结剂燃烧掉后，芯砂和型砂就变得松散，此时安装于顶部的高速风扇吹过铸件，将砂粒吹至炉底。高速风扇产生的快速气流吹过不规则形状的铸件时会产生压力差。这个压力差在铸件的里外形成湍流，从而带走松动的砂子。
    高速风扇产生的气流使炉内空气分布均匀，而且使温度的控制非常平稳。铸件在热处理结束后就完全没有砂子。这些干净的、完全回收的砂子可以自动排出，再次成为模子与型芯的材料，而不需要额外处理。
    在传统的热处理工艺中，铸件凝固冷却后还需要再加热到热处理温度；而在砂狮技术中，则是铸件直接进入热处理炉，保留了浇注结束后的余热，并将这些余热用于热处理炉内的三步工艺。图3所示为用于汽车铸件的砂狮系统，图4为砂狮三合一热处理的前后工艺。
    在结束T4或T6的整个热处理过程后，铸件冷却到环境温度，直接被运输到下一个工序，如去浇道、冒口、机加工。将铸造工艺和这种热处理工艺相结合，就意味着这个炉子能用来回收砂子（经过处理的砂子）和回收不合格的芯型。从浇注、凝固和芯型车间收集的气体可用作炉内燃气，在这里，有害的气体可以燃烧干净。

    综上所述，几个主要铝铸件工艺的结合可以大大降低生产成本。上述工艺是无污染、有效的铸件生产工艺。对使用砂狮三合一热处理工艺的铸造企业的调查结果表明：这个工艺可平均降低30％以上的生产成本。

    新兴流化床工艺
    CEC公司的一个类似新兴流化床技术，它可同时实现热处理、去热模以及芯砂、热砂的回收利用，适用于半永久模或精密砂模。工作时，铸件浸入到有流动热砂的流化床中。与前面讨论的工艺一样，铸件也是在富氧的高温环境下处理的。当铸件刚刚凝固时，立刻进行这个工艺流程，这样就节省了能源和时间。

    这项技术有前面描述的砂狮三合一技术所有能源和环保方面的优点，它为某些铸件提供了包括热处理在内的非常有效的后处理操作。
    新的淬火技术
    淬火处理和时效处理利用传统的技术，空气淬冷作为三合一热处理技术的补充。CEC公司有很多处理汽车铸件的设备都利用空气淬冷，尤其是对于缸体和缸盖。铝制缸体常常使用铸铁缸盖，因此为了适应铸铁和铝不同的冷却特性，缓慢的空气淬冷是首选工艺。铸件周围空气流动的均匀性很重要，因为变化的热传递速率会形成相应的温度梯度，从而形成应力和变形。

    与水冷相比较，空冷有很多好处。传统水冷会产生应力，而如果应力足够高，铸件会产生变形。在淬火工业中，铸件表面易形成压应力，而铸件内部由于较慢的冷却速度易形成拉应力。对于大型的铸件，如铝制缸体，常常会由于明显的温度不均匀而导致更高的淬火应力。通过缓慢的冷却铸件，温度在整个铸件的分布将比较均匀。

    空气淬冷的效果取决于淬火气流、淬火气流温度、铸件构造和铸件的排列。铸件的布氏硬度在HB 95～105或更高。典型的淬火速率为32.22℃/min，目标温度为240.56℃。为了达到必要的气流分布，淬火炉膛都经过特殊设计来达到高速气体流动时的均匀性。

    CEC公司同时发展了另一种可行的铝铸件处理工艺——气雾淬火。综合我们所知的各种空气淬冷，将水与空气结合成雾状的方式已经在应用。这个工艺不仅比空冷速度快，而且减少了对空气处理设备的要求。

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中国首创的开合式大型热处理设备通过有关专家鉴定
开合式大型热处理设备近日通过了由中国机械工业联合会组织的专家鉴定。专家组认为：开合式大型热处理设备是解决我家重大能源装备关键大型锻造件国产化的基础装备，为世界首创，拥有自主知识产权，达到国际领先水平。
　　开合式大型热处理设备是国家'高档数控机床与基础制造装备'重大专项课题，由中国一重承担专项研制；被列为国家数控专项的十大标志性设备，主要用于核电常规岛转子的热处理，是解决国家重大能源装备中关键大型锻件国产化的基础装备之一。
　　该设备是大型开合式加热设备和旋转淬火设备的集成系统，包括立式旋转开合式炉体结构；大型开合式淬火结构；顶部扶持与底座支撑结构；集喷风、水、雾于一体的柔性淬火系统；适应于不同直径、长度转子的变径、变高度要求，是标志性的大型、先进的热处理设备。将应用该设备处理出的核电常规岛转子，强度均匀性好，强韧性优，性能和质量超过国外同类产品，它具有结构新、功能全、工艺流程合理的特点，以创造性的结构设计，改变了大型转子锻件的传统热处理工艺方式，改善了产品热处理性能，保证了转子质量，极具实用性，并解决了基建和设备等难题，可节省大量建设资金。
　　此项目研制的成功，提升了我国基础重大装备制造能力和大锻件的国际竞争力，打破了国外长期对我国的相关技术垄断，为结束该类铸锻件完全依赖进口奠定了基础，解决了我国大型、超大型锻件热处理装备的有无问题及制约为我国核电发展的瓶颈问题，提升了我国大型锻件的热处理技术，对降低核电站工程投资，保证核电安全具有重大意义，对国民经济建设具有不可估量的重要作用，经济和社会效益显著。

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球化退火主要的目的，是希望藉由热处理使钢铁材料内部的层状或网状碳化物凝聚成為球状，使改善钢材之切削性能及加工塑性，特别是高碳的工具钢更是需要此种退火处理。常见的球化退火处理包括：（1）在钢材A1温度的上方、下方反覆加热、冷却数次，使A1变态所析出的雪明碳铁，继续附著成长在上述球化的碳化物上；（2）加热至钢材A3或Acm温度上方，始碳化物完全固溶於沃斯田体后急冷，再依上述方法进行球化处理。使碳化物球化，尚可增加钢材的淬火后韧性、防止淬裂，亦可改善钢材的淬火回火后机械性质、提高钢材的使用寿命。

吉祥如意

楼主是否可以举几个实例来说明一下。效果会更好。

苏治光

可拍几张照片　给大家看看？

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热处理过程中表面脱碳问题分析
　热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺.但是在热处理中也会有这样那样的问题,今天我们就来分析下表面脱碳的问题吧!
　　托辊配件轴承零件在热处理过程中,如果是在氧化性介质中加热,表面会发生氧化作用使零件表面碳的质量分数减少,造成表面脱碳.表面脱碳层的深度超过最后加工的留量就会使零件报废.表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显微硬度法.以表面层显微硬度分布曲线测量法为准,可做仲裁判据.
　　我公司将着眼现在,眺望未来,力求满足用户现在需求,努力开拓用户未来需求而奋斗!

吉祥如意

楼主的主题是：表面脱碳问题的分析。建议在分析上能展开一一说明。不然的话，有损企业的形象。

rechuli

你的热处理设备没有数据，看不出怎样？现在的专家真是【砖家】，老的技术早已过时了！

rechuli

【大型开合式热处理炉】 http://www.brimet.ac.cn/producti ... 5&id=16&i=5，对吗？

                               
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rechuli

学习了！

喜欢上岸的鱼

真大的炉子。

吉祥如意

rechuli 发表于 2013-6-9 01:31
【大型开合式热处理炉】 http://www.brimet.ac.cn/productinfo.aspx?cid=325&id=16&i=5，对吗？ ...

能简要告诉一下基本参数吗，如加热方式，最高加热温度，炉温均匀性等等。