金属热处理工艺的改进

金属热处理工艺的改进种热处理设备都有它的适应性。在品种繁多、材质、形状、大小不一的小批量，单件产品零件的热处理过程中，都需要单独工艺控制。在产品信息化下的机械制造业中，热处理行业“技艺型”特征仍然最为明显。要更好地选择工艺炉型，必须从环境属性、能源属性、资源属性、质量属性、成本属性分析评估。在世界能源危机中，随着人们对盐浴炉的高能耗以及高公害和存在的质量问题的认识，热处理界根据“流态化技术”在化学、石油、原子能、煤气、动力和冶金等工业中广泛应用，并已取得成功的启示，于上世纪50年代萌生将“流态化技术”引入金属热处理工艺过程中，以改善和发展热处理技术和装备。1978年在英国的工业炉展览会上开始有流化床热处理炉（流态炉）商品展出，随之苏、日、美、德、法、加拿大、澳大利亚、波兰、芬兰，印度、瑞典等国都有大量的研发和商品推出。国际上对能源、质量、环境和劳动条件改变的迫切心愿，使人们对流态化热处理技术的发展寄予厚望，流态炉曾被预测为今后发展最快的热处理工艺之一（美国在1980年代，流态炉的生产厂商每年按25~40%速度递增，其中Procedyne公司至1990年就在国外销售了4000多台流态炉。日本流态炉生产在1980年代初期也以80%速度增长）。国际材料热处理联合会（IFHT）曾指出：“流态化床的加热是最佳的”，可“作为热处理节能的三种措施之一”，并且需要热处理的工件“经过此工艺提高了开裂抗力”。会议并对今后工作要求把促进经济的（生产周期短，节能，工艺简便，成本低）流动粒子介质加热方法的应用，作为五个方面之一。我国代表团也提出“要使流态炉在我国成为一种成熟的炉型”。世界性地为弥补克服盐浴炉（和真空炉）的不足而开发流态电炉（作为多功能柔性热处理炉），已经占据了重要位置，并正在成为金属热处理行业的“流化床热处理”分支（或流态化技术在金属热处理工艺中的应用），具有潜在的发展与开发前景和实际应用价值，在现有各类热处理工艺中流态化热处理是富有挑战性的技术。但是，国内流态炉和流态化热处理技术的发展曾经历多年的徘徊，由于对设备的核心技术缺乏认知等原因，研发工作一直处于“自生自灭”状态，实际应用也一直伴随着许许多多的纠纷和是非褒贬。国内600多家工厂、科研院校最终以失败、停顿而告终，否定、怀疑等“负面”影响使得优良性能的热处理炉型和技术处在濒危边缘，全国只剩二家专业公司。然而，在经受了二、三十年残酷的技术淘汰与洗礼后，流化床热处理的优异性能再一次被确认与深化，它确有其他热处理炉难以媲美的魅力。利用其独特性能的热处理工艺亦被逐渐开拓（在国外标准中已纳入航空材料热处理允许采用设备之一；对重要模具与材料的热处理设备与工艺，推荐真空炉或流化床炉任选其一；有的用户就要求用流态化炉进行热处理而不希望用真空炉），流态化热处理炉正逐步地成为新型热处理设备之一。“十五”纲要中指出，“我国的流态粒子炉某些性能优于引进设备”（注：恰恰是核心技术），并受到国外的青睐；而真正应用流态炉进行流态化热处理的工厂实例，也已表明流态化热处理以其独特优势赢得了人们的浓厚兴趣和有效应用，它有其它热处理无可比拟的优良功效。可以说流态炉是置换绝大部分盐浴炉的优选炉种，也是取代昂贵的真空炉的适宜炉种。流态炉具有快速均匀接触传热传质，能耗低（250KW•h/t左右），运行成本低，炉床温度均匀（床内温差1～6℃），使用温度范围宽（-80～1250℃），微（无）氧化脱碳，表面光洁，不需清洗，难以锈蚀（具有防锈性），热处理后零件性能均匀并有很好的重现性；而且可以根据工艺任意设定气氛，炉床内气氛换气净化只需2~3分钟，对易变形，易开裂及杆（轴）、片和异型疑难零件有着良好的工艺效果；操作灵活简便、维修少且方便，无毒害且安全。流态炉还是柔性生产方式和批量生产作业相结合的经济炉型，是多类型工艺的热处理车间（院校）减少各类单一功能设备投资，减少能源负荷配置的良好途径，可以随零件种类质量和性能要求，灵活调整组织生产，可改变目前存在装备（炉）单一的现状，预计可开发的6类别24个型号品种系列近400多个规格流态炉。这意味着流态炉不仅是取代置换盐浴炉（和工艺局限的昂贵真空炉）的炉型，而且也能解决热处理工艺面临的某些重大课题。本文摘自