清洁能源热处理设备的显著成效

清洁热处理设备是指采用清洁能源、清洁燃料、清洁热处理工艺、清洁工艺材料、无有害物泄漏、无有害物排放的各类热处理生产设备和辅助设备。如前所述，高效、节能、节材、节水设备也在清洁、减排设备范畴之内。这些设备包括：各种可控气氛炉、各类真空热处理炉、渗氮炉、回火炉、固溶时效炉、刚玉浮动粒子炉、喷水喷雾淬火槽、真空清洗剂、淬火油空气冷却器等。

3.4.1 可控气氛炉

1.可控气氛发生炉 一般可控气氛是指CO-CO₂、H₂-HO₂、CO-CO₂-H₂-H2O、NH₃-N₂-H₂等混合气体中各组分间或各组分和钢中的铁、碳之间存在可逆化学反应，改变反应温度和/或组分含量，就可使氧化与还原、脱碳与增碳反应正向或逆向进行的气氛。例如，

可控气氛可分为氮基合成气氛、直生式气氛、滴注式气氛和制备气氛等多种。氮基合成气氛由纯氮和甲醇裂解气以及富碳气体组成。直生式气氛是将甲烷（天然气）或丙烷与空气混合直接通入炉内裂解而成。滴注式气氛是把甲醇和富碳液体直接滴入炉内分解而成。制备气氛是将天然气或丙烷与空气混合，在镍催化剂作用下反应生成，也可用氨在发生炉罐内催化剂作用下热分解为H₂和N₂，或氨中添加空气部分燃烧生产以氮为主要成分的氨燃烧气氛。当前应用最广的是用市售瓶装氮或薄膜空分制备氮和甲醇裂解气混合的合成气氛，以及用发生炉制备气氛。表6-40所列为各种可控气氛发生装置的原理。

表6-40 各种可控气氛发生装置的原理

（续）

图6-27 G-60-GR型吸热式气氛发生炉示意图

2.燃烧加热新式吸热式气氛发生炉 德国Ipsen公司为节约燃料于2002年研发出G-60-GR型吸热式气氛发生炉（见图6-27），用天然气作燃料和反应气原料，使用两根直立式Reccon-Ⅲ再生式开放型燃烧器，功率为25kW，燃烧效率高，直接排放低于环保规定。燃烧一端向炉底开口，其长度能使反应罐上下温度均匀、气体成分稳定、罐内催化剂寿命长。燃烧器火焰管长度能保证当一个燃烧器损坏，单独一根 也能维持发生炉的起码正常工作条件。

两根燃烧器成椭圆形截面，分布在圆形反应罐两侧，炉体外壳就成为扁形多边形状，从而可保证炉罐快速平稳加热，罐内温度均匀，很少沉积炭黑，罐口不易堵塞。用这种燃烧器可使空负荷损耗减少72.5%，依产气量大小，可使燃烧消耗降低40%～45%。如果发生短时停止用气情况，可将混合器风扇关闭，使燃烧室温度保持在850℃，置于周末状态，而无需第二周重新起动，从而明显降低生产成本。表6-41所列为该发生炉的产气量、燃料消耗量和产出的气体成分。

3.闪光法快速渗碳的吸热式气氛发生器 美国Heavy Carbon（Radfold.mich.）公司开发出了一种可砌在渗碳炉墙上的吸热式气氛发生器（见图6-28），供克利夫兰市的Enclid热处理厂使用。如图6-28所示出A处通入碳氢化合物气体、由B处通入空气、C处为空气+燃料混合气燃烧后排出的废气出口，D为二次空气和富化气入口，E是制备的吸热式气通入炉中的出口。

表6-41 G-60-GR型发生炉产气量、燃料消耗量和产生的气体成分

注：气体露点为5℃。

图6-28 Heavy Carbon公司开发的Endocarb气氛发生器

该发生器所发生气氛的化学活性强，高温下碳势达1.5%，不会形成炭黑。该系统工作原理是采用闪光渗碳法（Flash Carburizing）。当燃料、空气混合气体进入气氛发生器时，能充分裂解。气氛中CO₂极低（0.04%～0.05%），其中CO 15%，强渗期的CH₄＜4%，扩散期的CH₄＜1%。采用Triads（Cincinnati）公司生产的程控仪表，可同时对CO、CO₂和CH₄进行监控、分析。

钢件在此富碳气氛中渗碳比常规渗碳缩短了30% 的时间。制备气氛时只要把燃料和空气按需要比例混合通入发生器即可。打开炉门时，可把燃料和空气混合气直接通入炉内，及时反应生成保护气。与常规发生器不同，该发生器的燃料、空气混合气只按所需反应进行加热，并主动通入炉内，所发生气量只要满足当批炉料需求即可，所以非常节约。

发生器在Enclid热处理厂使用了5年多，渗碳时间平均缩短50%，气体消耗减少一半。发生器预期试用期为5年，而辅助设施可用25年，一次投资当年就可收回。

4.氮-甲醇合成气氛混合器 这种发生器是用瓶装或薄膜空气氮和甲醇蒸发气体混合通入炉内裂解，或再添加富碳液体（乙酸乙酯或丙酮、异丙醇）蒸气以提高炉气碳势，达到渗碳气氛要求。图6-29所示为这种发生器的流程。

图6-29 氮-甲醇-乙酸乙酯蒸发气体混合装置

5.密封多用炉和生产线 批量生产中最常用的是带前室和淬火槽的密封多用可控气氛热处理炉。工件在炉中加热奥氏体化或渗碳后可在气氛保护下，直接淬火。用加热淬火炉、清洗机、回火炉、装卸料台组成多用炉热处理生产线，以实现渗碳、缓冷、淬火、清洗、回火全部过程的自动化作业。图6-30所示为75kW密封多用可控气氛热处理炉（以下简称为多用炉）。为减少炉壁散热、节约能耗，多用炉有改为圆筒外形趋势（见图6-31）。为进一步节能，可将制备吸热式气的反应罐置于炉膛顶部。使用高效催化剂，可使反应温度降到900～950℃（一般渗碳温度）。使用MoSi₂发热体或Kanthal APM合金电热体能使多用炉工作温度提高到1000～1050℃，实现高温快速渗碳。

图6-30 75kW密封多用可控气氛热处理炉

图6-31 节能型密封多用可控气氛热处理炉

1—辐射管 2—前室门 3—淬火提升油缸 4—炉门提升油缸 5—气体反应管 6—风扇 7—加热炉 8—淬火槽 9—前室

6.前室抽真空密封多用炉 密封多用炉前室下设淬火槽，工件在加热至奥氏体化或渗碳后在气氛保护下转移到前室淬火，使工件表面保持光洁。前室抽真空密封多用炉避免了为防止空气进入在炉口设火帘的麻烦，同时也节约了燃料，减少了排放，保证了生产安全。江苏丰东热技术公司采用该技术生产了相应设备。

7.密封渗碳高压气淬炉 在普通气体渗碳密封多用炉上施行渗碳后用高压气体淬火冷却的设备，能体现工件均匀冷却、畸变小和避免油烟污染的优越性。图6-32所示为TQG型密封渗碳高压气淬炉。

8.高温气体渗碳电阻炉 常规气体渗碳温度为920～930℃，1000℃以上的高温渗碳比常规渗碳能显著缩短工艺周期，故可以明显节能和减少排放。天津创真金属科技有限公司在密封多用炉中用MoSi₂棒代替合金电热丝将炉子工作温度提高到了1100℃。天龙科技炉业（无锡）有限公司将井式炉的合金电热丝 改用Kanthal APM合金，把炉子渗碳温度提高到了1000℃以上。

图6-32 TQG型密封渗碳高压气淬炉

9.底装料立式密封多用炉 瑞士Solo工业炉公司研发出了底装料立式密封多用炉。由于炉子密封性强、渗碳气氛用量少，装料后炉气恢复快，碳势控制精确，可使用多种淬火冷却介质，工件畸变小，还可实现钢件薄层和超薄层渗碳，是代替盐浴炉和铅浴炉，避免对环境污染，实现清洁热处理的理想选择。广东世创金属科技有限公司在引进、消化、吸收Solo工业炉公司技术的基础上，结合我国生产实践，进一步研发创新，实现了系列化生产。

3.4.2 连续式可控气氛炉

1.推杆式炉 长春第一汽车制造厂于1967年自制并投产国内第一条贯通式无罐推杆式渗碳、淬火、清洗、回火生产线，满足了变速箱齿轮的大批量生产。渗碳气体采用丙烷制备的吸热式气氛。随后又从Holcroft公司引进了一条生产线。钢件渗碳前用燃烧法脱脂，既节能、清洁，又改善了渗层质量。

2.新式网带炉生产线 与链板炉相比，炉内运送工件的网带重量很轻，用于钢件奥氏体化加热、渗碳、碳氮共渗淬火，节能减排效果十分显著。故在相当批量中小件生产条件下应用十分广泛。当前全国有60多家热处理设备制造厂生产网带炉，其中杭州金舟电炉、江苏丰东、广东世创金属科技等公司的产品具有特色和良好的信誉。以广东世创金属科技有限公司生产的改进型网带炉生产线为例，在炉膛结构上采用5区碳势控制，提高炉气纵向流动阻力，以延长炉气停留时间，促使气氛稳定均匀。该炉配置有集散式计算机控制系统，用来控制各区温度、碳势和工件在炉内停留时间，实现了炉子的智能化运行。利用工业PC控制调整变频器输出频率对渗碳工艺参数施行全方位闭环控制，且具备完善的监控报警、远程服务设施，可靠性高。通过这些改进措施能保证产品质量，实现精密、清洁和节能的热处理生产。

3.带涌泉式淬火槽的辊棒式炉 要求淬火畸变小的中等尺寸精密件，如批量生产的轴承套圈的渗碳、奥氏体化加热、油中淬火、清洗、回火在此种生产线上可获得优质、精确、节能减排的理想效果。北京Aichelin公司在1990年把辊棒式炉中的淬火油槽改为可实现涌泉式油淬结构（见图6-33）。奥氏体化加热后的轴承套圈用辊道送到淬火油槽上时，上部盖落下，把工件罩住，靠螺旋桨的强烈搅动使淬火油上下往复循环，势如涌泉。同时，淬火油槽内辊道上的轴承套圈也作左右来回移动，如此可保证均匀冷却，使淬火畸变降至最低程度。例如，φ80～φ100mm的SAE52100（相当于GCr15）钢轴承环，壁厚4mm的淬火畸变能控制在0.05～0.06mm范围内。

4.底装料推杆式渗碳淬火生产线 适合于大批量生产的底装料推杆式渗碳淬火生产线加强了炉体 的密封性，可节省气氛，各炉区相互独立，避免互相干扰，提高了碳势控制精度，也提高了渗速，改善了渗层组织和性能。北京Aichelin公司在这种生产线上采取了一系列的改进措施。

图6-33 涌泉式淬火槽中的工件、辊道 和淬火油的相对运动状态

工件渗碳前施行预氧化脱脂，在预氧化炉的弱氧化气氛中加热到500～550℃。预氧化可提高渗速、提高渗层均匀度，减轻内氧化。

低装料密封性好，炉气损失小，碳势稳定，无需火帘，能耗少，不污染环境，属清洁热处理设备。

5.环形渗碳淬火生产线 为减少占地面积，提高炉子密封性，延长料盘寿命，北京Aichelin公司研发出了一种环形渗碳淬火生产线。该生产线由备料台、预氧化炉、底装料机构、环形炉、淬火槽、清洗机、回火炉、配电控制柜等部分组成。炉内各区用升降门隔开，转动部分用油密封，工件和料盘随炉底一起转动，避免了料盘移动时的相互碰撞，消除了料盘和炉底的摩擦，从而可延长料盘寿命。各炉区的隔离，底装料入炉，从一个炉门进出，密封性好，碳势控制精度高，节能减排效果好。

6.贝氏体等温生产线 铬轴承钢、奥贝球墨铸铁的贝氏体等温淬火能使这些材料的强韧性得到理想配合，从而提高用这些材料制成零件的使用寿命。

Ipsen 公司研发的带集成盐浴等温淬火和贝氏体等温转变的生产线如图6-34所示。由于贝氏体等温转变时间长，在盐浴淬火槽后设置一个在空气中继续等温的炉膛。例如，100GCr6（德国钢号，相当于GCr15）钢的贝氏体等温需要45min，奥氏体化以后，先在盐浴中冷却到230℃，取出后其余时间在230℃的空气对流保温炉中完成贝氏体转变。在汽车工业中，奥贝球墨铸铁（ADI）的应用有逐步推广迹象。其主要热处理工艺是贝氏体等温淬火。由于汽车零件批量大，此类设备对曲轴、凸轮轴等奥贝球墨铸铁很有市场前景。

图6-34 贝氏体等温淬火生产线

等温淬火不可避免地要用到盐浴，而低温（300℃以下）盐浴离不开硝盐和亚硝酸盐。亚硝酸盐虽有毒性，但该炉的空气等温室相对于水平线有一定斜度，工件带出的硝盐会沿斜度自动淌回盐浴，不会带到炉外。

3.4.3 真空热处理

1.真空油淬火炉 自成功研发低饱和蒸气压淬火油后，冷壁式真空油淬火炉于20世纪60年代问世。由此，合金结构钢和工具钢在真空中无氧化加热、淬火的光亮热处理得以实现。但是碳钢不能在油中淬硬，在真空炉中用水基介质淬火，水蒸气会污染发热体和隔热层，直到出现加热室和冷却室隔绝的双室真空炉才使水基介质的应用成为可能。

钢件在真空中加热存在两个问题：一是表层的Mn、Cr等合金元素的蒸发；二是真空中加热主要是靠辐射，而低温下的辐射很弱，故真空加热时间长。因此出现了先抽真空，后通惰性气体的对流加热法，同时也可避免钢件合金元素蒸发。

2.真空高压气淬炉 由于存在真空油淬火生产的工件畸变较大，高碳合金结构钢、高速钢件表面质量差，工件淬火后还需清洗诸问题，随后相继开发出真空中加热、高压气体（0.6～2MPa）淬火技术。成批零件在2MPa的He气中淬火可达到油淬效果。工件不用油淬，无需清洗，因冷却均匀，畸变也较小。可采用的气体有N₂、H₂和H_e。N₂的冷却能力较差，He稍好，H₂最好。H₂易燃易爆，安全性差，且价格昂贵。在生产中使用最多的是N₂，其次是He，He和H₂必须回收使用。用H₂时必须严格遵守各项安全规定。目前高压气淬真空炉在工模具行业、航空和汽车工业中多有应用。(www.xing528.com)

3.低压渗碳炉 往真空炉中通入渗碳气体，在低压下进行钢件渗碳，渗速快、渗层无内氧化，尤其是低压渗碳可在1000℃以上施行，比常规气体渗碳快一倍，节能减排效果显著。20世纪60年代美国C.I.Hayes公司开发出了在50kPa气压下用甲烷渗碳的工艺和设备。为使甲烷充分分解，必须采用较高的压力（较低的真空度）和较高的温度，但渗碳质量不易均匀，重复性差，炉内易生炭黑，污染淬火油，故未获广泛应用。20世纪80年代改用丙烷、乙烯在2kPa压力下的脉冲供气方式，才使情况有所改善。为区别于前者才习惯地把“真空渗碳”改称为“低压渗碳”。

使用乙炔是低压渗碳技术一大突破。乙炔在高温低压下很容易分解，具有强的扩展渗透能力，可实现盲孔内壁均匀渗碳，近几年获得了推广应用。

环己烷（C₆H₁₂）是一种非常稳定的、高纯度、高密度液体。Surface公司将其用作低压渗碳剂，并把此技术称之为Vring Carb。作为一种饱和碳氢化合物，环己烷的使用费用很低。用一种可调节的喷射系统可将其精确通入炉中。在1330Pa压力下不会形成炭黑。据报道，此技术的优点有渗剂用量很少，渗后工件表面十分干净，渗层均匀，渗碳淬火后的齿根硬度为齿面硬度的90%以上，可用于大型电阻式真空炉或燃气式真空炉1000℃以上的高温渗碳，渗碳后既可在油中淬火，也可在2MPa的高压气体中淬火。

SECO/WARWICK公司生产的低压渗碳炉用乙烯+乙炔+氢混合气进行低压渗碳，炉压可在130～4000Pa范围内调节。据说渗剂用量小，渗层均匀。当渗层小于1.0mm时，深度偏差为±0.1mm，渗层小于2.0mm时，深度偏差为±0.15mm。此外，其生产成本很低。

我国本土低压渗碳淬火炉制造企业有北京机电研究所、北京航天神箭工业炉、北京华海中谊、北京华翔等。中外合资企业有江苏丰东，外资企业有Aichelin（北京）、Ipsen（上海）等。

图6-35为单室低压渗碳高压气淬炉，图6-36为双室低压渗碳高压气淬炉，图6-37为三室低压（离子）渗碳油淬/高压气淬炉。

图6-35 单室低压渗碳高压气淬炉

图6-36 双室低压渗碳高压气淬炉

图6-37 三室低压（离子）渗碳油淬/高压气淬炉

4.低压渗碳高压气淬链接式生产线 自从解决了真空渗碳炉内沉积炭黑的难题以后，由于具有消耗气氛少、工件畸变小、渗层内无氧化、对环境友好的优势，低压渗碳和高压气淬技术有迅速推广趋势。但是也有不少人曾认为，低压渗碳设备不能满足汽车工业渗碳淬火件大批量生产要求。欧洲热处理设备制造领域企业ECM.ALD.Ipsen等开发出了一系列各具特色的半连续式、连续式低压渗碳、高压气淬生产线，有望满足大批量生产的需要。最有代表性的是类似于气体渗碳多用炉生产线的链接式生产线（见图6-38）。照片中所示一字排列的是多台无前室的密封低压渗碳炉，炉前轨道上行走的是设有密封保温室、可转移炉料的小车。高压气淬设备固定并列在渗碳炉旁。

5.真空回火炉 钢件在真空中加热淬火后，刚开始仍在空气中回火。这对200℃以下的低温回火似乎没有大的影响，但在500℃以上高温回火，由于表面明显氧化，会使真空淬火的光亮表面毁于一旦，故 引起了人们对光亮回火的重视。随后不久就出现了与真空淬火炉相配套的真空回火炉。在600℃以下的真空炉中，由于加热速度很慢，为加速回火过程，回火炉需先抽真空，然后通入中性气体（N₂）或惰性气体（He），或还原性气体（H₂）。H₂易燃易爆，必须遵守安全规程，回火炉中的气体还需强制循环，以使炉温和工件加热均匀。

图6-38 ALD公司ModuTherm型连续式 多室低压渗碳高压气淬生产线外观

6.真空加热水或水溶性介质淬火炉 碳素结构钢和工具钢、微合金结构钢要在水基介质中淬火才能淬硬。水基介质的蒸发会污染石墨发热体和隔热层，故真空加热水淬设备制造难度较大。这类设备迟迟未见成功研发，但生产需要迫切。北京机电研究所从1992年开始研制真空水淬炉，经数年努力成功研发出WZSC−20真空水淬炉，如图6-39所示。其特点为加热室和预备室间用密封复合热闸阀隔开，预备室和淬火槽之间用插板阀隔开，工件自加热室移至预备室后，关紧热闸阀，预备室通以惰性气体。这样做一是为了避免水汽蒸发对加热室真空度影响，二是在充气压力下水汽不会蒸发。

图6-39 WZSC−20真空水淬炉

3.4.4 感应热处理设备

感应加热技术具有快速、清洁、节能、易于实现自动化生产线、效率高等特点，属于激发工件内部热能的非接触加热方式，功率密度很高，在被加热表面和深度上有高度灵活的可选择性，不会产生任何物理和化学性污染，属于对环境极度友好、绝对清洁的热处理技术。在热处理生产中其与可控气氛热处理、真空热处理并列为少无氧化、清洁热处理的三大主流。

感应热处理设备可分为感应电源和淬火机床两大部分。在自动化生产线上尚有工件传输和自动装卸的机械手或机器人，各种类型的加热感应器是感应设备上的最关键部件。

1.感应电源 能提供各种频率电流的感应加热电源是感应热处理设备最根本的部件。如前所述，感应电源按所提供的电源频率有低（工）频、中频、超音频、高频和超高频之分。表6-42所列为国产感应电源的功率和频率范围。

表6-42 国产感应电源功率和频率范围

注：SIT为静电感应晶体管。

用于大件深层（10～15mm）加热的50～150Hz的低（工）频电源无需变频，设备简单，所需元器件容易买到，一般可由用户自己装配。为提高工频电源的功率因数，要用大量电容施行补偿。由于低（工）频加热慢、效率低，故中小件的表面淬火加热或透烧加热多用中频电源。

用于3～6mm淬硬层加热的中频（0.5～10kHz）电源过去多用中频发电机，现在中频段的感应电源主要用晶闸管（Thyristor）电路。当前国产中频电源大都采用并联谐振式逆变器结构，并在研发更大容量并联逆变中频电源。由于串联逆变电源易于实现频繁起动和全工况下恒功率输出以及一机多负荷功率分配控制，有利于减少电能消耗，也成为当前研发的热门课题。

在10～100kHz的超音频范围，过去主要用电子管电源，由于效率低、不安全、可靠性差，现逐渐被绝缘栅双极型晶体管（IGBT）电源所代替。

100kHz以上高频段，目前国际上正在从传统电子管电源向晶体管化全固态电源过渡。在高频段国际上主要发展金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）电源。

27.12MHz超高频电源在国内已有生产。

钢件施行双频加热淬火电效率高，对不同淬硬层深度要求的适应性广，可实现沿工件轮廓的淬硬层分布。以前的双频电源是将高频和超音频电源组合在一台电子管高频设备上，现在已有国产0.5kHz中频和40kHz超音频组合的晶体管双频电源。

国内晶体管电源生产企业有天津金能电力电子公司、无锡（万利高频）电炉有限公司、十堰高周波科工贸有限公司。

2.淬火机床 淬火机床上装有感应器、喷液器、淬火变压器、固定装卡工件、移动旋转机构，是对工件进行加热和冷却热处理过程的设施。对淬火机床的基本要求是定位精度高，能保证感应器和工件间隙，装卸料方便迅速、操作安全、可靠性高。淬火机床按不同因素的分类见表6-43。

表6-43 按不同因素的淬火机床分类

采取喷水和浸水淬火冷却方式是绝对清洁的，无有害物的排放。喷油或浸油淬火，经过油烟抽取和处理也可实现无害排放。感应加热设备（包括电源和淬火机床）一般都设有电磁辐射屏蔽，但不能保证毫无泄漏，人工操作时要特别注意遵守安全卫生规定，操作人员应定期体检，并享受劳保待遇。

天津市金能电力电子公司、无锡（万利高频）电炉有限公司、十堰高周波科工贸有限公司、上海恒精公司等企业都从事各类感应加热机床的生产。

3.感应器 感应器是把感应电源提供的适当频率和功率的电流，通过降压变压器输出大电流，使工件表层形成感应电流实现加热的关键器械。制造感应器的材料必须用高纯度，特别是低氧的良导体——铜。其形状和尺寸要和淬火工件相适应，并保证适当间隙。加热平面和内孔表层的感应器还必须使用附加的导磁体（铁氧体或硅钢片），以保证使其形成有利的磁力线分布，提高其加热效率。感应器通常根据工件特点由用户自行设计制造，也有专门为用户设计制造感应器的企业。

现在已有确定感应器有效圈结构和计算电热效率的计算模拟技术和商品软件，如根据已知电源电流、电压和功率确定线圈参数、加热温度和动态电磁场分布模拟软件；确定感应加热系统电磁场和温度场关联特性，设计复杂形状感应器，并进行合理修改校正的模拟软件。

3.4.5 智能式大型清洁淬火槽

大连海威热处理技术装备公司新近研发出了一种智能式大型淬火冷却系统，可以对大、中型零件施行喷水、喷雾、浸水、喷油、浸油等不同冷却方式和冷速调节的技术，可以实行对槽内介质温度、搅拌烈度、油烟净化、介质过滤、自动灭火的自动控制，并进行计算机管理，达到了智能化生产效果。该项技术和设备效率高、产品质量好、环境友好、节能、安全卫生有保证。

3.4.6 真空清洗机

金属制件热处理前后的清洗是一项很重要的辅助工序。工件表面清洗好坏程度对热处理的质量、工作场地和周围环境都有很大影响。通常最简单的清洗方法是用碱液（3%～5%Na₂CO₃）或金属清洗剂清洗，随后用热净水漂洗和干燥。在清洗槽中加入超声振荡有助于清理牢固附着在工件上的污垢。用挥发性溶剂清除表面油脂效果好，许多飞机零件、精密仪器仪表零件过去都用氟氯烃（三氯乙烷、三氯乙烯）溶剂清洗，由于发现其对大气臭氧层有破坏作用，在国际上已形成禁用的共识。因此，大家都在找寻氟氯烃溶剂的代用品。江苏丰东热技术公司开发出了一种利用非氟氯烃的碳氢化合物溶剂的真空清洗机（见图6-40和图6-41）。其工作程序是先抽真空，后喷溶剂，再用溶剂蒸发气体溶解表面油脂，最后真空干燥。每次溶剂使用消耗量小于1%，蒸气冷凝经再生处理可重复使用。该技术和设备的清洗效果好，生产成本低，工作条件和环境清洁。

图6-40 VCM系列真空清洗机

图6-41 VCM系列真空清洗机系统结构

3.4.7 淬火介质空气冷却器

炽热工件在淬火油中冷却会使油温升高。过度加热油会使其燃烧失火，过热的油会加速氧化变质，恶化冷却性能，过度蒸发也会加速油的损耗和恶化环境。因此在用油淬火过程中，必须对淬火油采取冷却措施。过去淬火油主要用水冷却。一种是用列管式水冷换热器，另一种是用板式水冷换热器附加水冷却塔的方式。用水冷却首先是水的大量消耗，也会在管路上形成水垢，使其截面缩小或堵塞，恶化换热效果或造成设备事故。而水中溶有的腐蚀性物质更会加速管路损坏。循环用水也要配备足够容积的水池，增加循环泵、冷却塔等辅助设施造成附加电能消耗。

保定金能换热设备公司在20世纪末研发出了空气冷却换热器，首次用于淬火油的冷却（见图6-42），还可用于感应加热设备的电子器件的冷却，现已在热处理行业推广使用。空气冷却换热器节水节电效果显著，且无需清除水垢，不会堵塞管路，运行安全，易维修，可避免形成油烟，本身实现了无害排放。

图6-42 空气冷却器外观和热管换热器内部结构

1—轴流风机 2—风机接口 3—空气冷却器外壳 4—进油口 5—出油口 6—热管 7—隔板 8—进油管 9—套管 10—出油管 11—螺旋翅片