金属热处理的目的是通过工艺实施改善加工件性能,并最终使机器和制造的装备以优良的技术性能服役运行。工艺过程是在科学配置工艺装备,合理选用工艺材料并在严格的技术管理和生产监管下方能达到节能、环保、优质、高效的目标。
1.1箱式电阻炉在置入加热工件后再置入炉底板同宽装有木炭的铁盒,目的是保护加热工件,防止和减轻氧化与脱碳,“师傅做,徒弟学”,效果怎样?没有对比。
1.2更见甚者,某轴承厂热处理在到温箱式炉内置入多盘滚珠,之后关炉门前泼了一杓机油,一团烟火,目的是消耗炉内空气中的氧气以达到少无氧化效果。试想:燃烧的烟气从炉门上的缝隙溢出,新的冷态空气由下隙吸入炉内!防氧化、脱碳适得其反。
天时、地利、将关注保护加热掀起了“群众“运动。四年摸索找到一种技术措施,经过试制和试验逐渐效果稳定。在工模具热处理工段开始第一阶段试验也获得良好效果这时是1967年。
2 实验与应用
2.1实验基本可分成二个阶段
第一阶段:实验经过两年,各种钢铁材料,热处理常规的淬火、正火、退火工艺。各种类型的毛坯件,工艺模具几乎都能适用。
适用钢材品种:
碳素结构钢:A3、15#、35#、45#等钢。
合金结构钢:35CrMo、38CrMoAl、40Cr、42CrMo等。
碳素工具钢:T7、T8、T10、T12类钢。
合金工具钢:60Si2Mn、65Mn、GCr15、5CrNiMo、CrWMn、9CrSi等
还适用渗碳钢二次加热和Cr12Mo、H13等。
试验方法:
由于当年是在热表处理车间:热处理、表面处理、油漆等工艺在一个管理单元为试验和试用提供便利条件,车间配有压缩空气管线,由喷漆调来喷枪,按加热工件工艺要求“到温入炉”关炉门后在炉门窥视孔处喷入保护剂,数分钟工件表面成膜,达到保护加热效果,中间敞开几次炉门对加热工件无碍,只要保护膜不损坏不会再产生氧化与脱碳。淬火工件出炉入介质之前轻拂表面(吹、扫)膜即脱离。带膜进入介质对介质也不构成损坏。淬火工件可获得最佳硬度值。
保护剂注入加热炉多少,用压缩空气将保护剂注入炉内形成气雾态,每当炉门缝隙有气雾溢出即可达到效果。在采用喷射或泼入方法时关闭炉门未见烟雾溢出,可打开炉门二次加注保护剂,当见有烟雾淡淡溢出即可。后经不断摸索找出规律。每立方米空间约100-200ml。(45KW炉均50ml,75KW炉均100ml)。
试验典型实例:
试验设备:RX-45-9箱式电阻炉
试验产品:
2.1.1:热作模具(热锻膜)5CrNiMo钢
外形尺寸:Φ240×360mm
2.1.2:模套(冷冲载模)45#钢
外形尺寸:外方:400×400mm 内方:180mm 厚120mm
2.1.3:销子:40cr
外形尺寸:Φ20×150mm
实验工艺:淬火 工艺温度设定840℃±10℃
实验过程:当到温后,将热作模置入炉后部,将模套置于炉中部,将销子置入炉前部,关闭炉门后将保护剂喷入,当淡淡轻烟溢出即完成保护,数分钟从窥视孔可见工件成膜。
分三次打开炉门取出工件淬火:保温40分钟将销子取出装入吊栏油淬。保温2小时再次开门钩出模套:水淬油冷。关上炉门再次加热保温到4小时将热作模拉出装入料框油淬。
采用钢铁加热保护剂一次在加热炉中加热三种不同工件,不同形状、不同材质、不同加热时间,可选用同一工艺温度。一次完成保护剂注入,工件成膜后分三次打开炉门取出相对应保温时间的工件,均可获得良好工艺质量保障。
在试验两年后因工作调动支援“农机上马”后辗转调回北京热处理研究所。直至1991年才在科研项目中实用。中间搁置20余年。
91年钢铁加热保护剂在北京职工技协热处理专业委员会内试用,2000年开始推广陆续被热处理同行认知。2003年经山西津津化工公司经营已形成用户群。产生较好效益,现将实用典型实例分列于后以供参考。试验的第二阶段是北京热处理研究所完成的,
2.2.1:1991年一个技术项目因保护加热未达标,促使用20年前的办法,一试成功。
2.2.2:在当时盐浴加热和真空加热不能满足小型65Mn钢弹簧片淬火后技术要求时,在试验电炉加热用钢铁加热保护剂获得成功。
2.2.3:对比性试验
试验零件:经渗碳的齿轮截齿后齿样
试验设备:SRX-4-9箱式电阻炉
试验工艺材料:钢铁加热保护剂
钢铁加热保护剂,市场购买到各种防氧化剂(CH-1型和轴承行业的硼砂、硼酸酒精),相关涂料厂制造的防氧化涂料,电子部工艺研究所MG900保护膜。
试验工艺温度:800℃±10℃
工艺时间:保温60min
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