工艺装备件现场加热操作技术优化

热处理生产操作是零件获得所需性能的实践过程。生产操作首先必须严格按工艺规程进行，还要遵守设备安全操作规程，并填好操作记录，建立完善的热处理质量档案。

1.整体热处理的加热方式和方法

零件整体热处理一般采用炉内加热方式，图1-18所示为炉内加热的几种常用方法，生产中应根据它们的各自特点和实际需要进行选择。

（1）随炉温缓慢加热法 该法零件装炉前炉温不超过300～400℃，装炉后随炉一起升温。这种方法一般以空气为加热介质，通常是大件或装炉量较大的小件加热时采用。

（2）阶梯加热法 炉温与零件的预热温度相同，预热后零件随炉温逐渐加热到淬火温度，也可转移到另一温度为淬火温度的炉中加热和保温。这种方法适用于装炉量较大、合金含量较高及结构形状较复杂的零件加热。

图1-18 零件整体热处理常用的加热方式

a）阶梯加热 b）随炉升温加热 c）高温加热 d）快速加热

（3）高温装炉加热法 在炉温与淬火加热温度相同或接近时，将零件装炉，且炉温下降后可以迅速回升到淬火温度，再开始计算加热时间。这种方法适用于大多数碳素钢和低合金钢零件。一方面可以减轻零件的氧化-脱碳，同时缩短加热时间。

（4）超高温装炉加热法 将炉温加热到比淬火温度高100～200℃，零件装炉后，炉温逐渐降至淬火温度，保温后出炉。这种方法大大提高加热速度而组织不易过热。

（5）快速加热法 将炉温加热到比淬火温度高100～200℃，零件装炉后使炉温保持在原有温度不变，零件实际温度通过加热时间控制。这种加热法日趋被生产实践广泛采用，但不适合高合金钢零件或装炉量较大或结构十分复杂的零件加热。

2.零件装、出炉的基本要求

零件装、出炉操作，应注意以下要点。

1）零件装炉前要认真清除表面的油、水和其他污物，以防加热时对零件表面产生有害影响，保持良好加热气氛。

2）一般将零件装在夹具上再装炉，这一方面可以采取措施防止零件加热过程产生过大的变形，同时可以将零件准确地摆放在炉内有限加热区内，另一方面还有利于零件出炉时迅速转移到冷却介质中冷却。

3）零件装炉时，要保持一定的间隙以保证炉内气氛在零件之间流通，使加热更加均匀。对于涂保护涂料的零件，相互间应保持10mm以上的距离，以保证涂料的挥发物充分烧除。

4）加热温度相同、零件规格不同，在混合装炉时应将小件放在加热区外段，且大、小件分别计时，小件先出炉。

5）不同材料，但加热温度相同的零件，可在同一炉中加热。当加热时间和冷却方法不同时，应按类别摆放，以利于控制保温时间和冷却操作。

6）加热好的零件转移时间应尽量缩短，一般要求小于等于25s

7）操作者应认真填好生产记录卡。温度记录纸应填写准确日期和零件批号，以便对热处理质量进行信息跟踪。

3.整体热处理加热介质的使用要点

（1）可控气氛的使用要点

1）采用露点仪、CO₂红外仪、氧探头等对热处理炉内气氛碳势进行测量、控制或监控应采用自动控制装置。

2）零件进入可控气氛加热炉之前，必须清理表面的氧化皮、油、润滑脂、水分和其他污物，以免表面附着的这些物质与气氛发生作用，降低表面质量。

3）冷却介质产生的烟雾、蒸气等不得进入炉内。

4）导入炉内的可控气氛不得直接冲刷零件和热电偶，以防止局部过热或不足。

5）载气、富化气和添加气的管路上均应设置流量剂和调节阀，并应随时观察和调节其流量，以便控制炉气，确保炉气稳定。

6）溢出炉外的废气必须点燃，以免污染环境等。

（2）真空的使用要点

1）零件入炉前，应彻底清除表面油脂和其他污物，烘干后方能入炉，防止因真空度下降而影响零件表面的光亮度。

2）预防周围空气进入真空炉内，必须控制真空炉内的升压率，一般不大于1.33Pa/h。正常连续使用情况下，每周检查一次炉子的升压率，若升压率高于1.33Pa/h，应清洗炉膛和密封圈，或用检漏仪检漏并密封。(www.xing528.com)

3）零件入炉后，真空度达到6.67Pa时炉子才能升温，否则零件表面会不同程度地发生氧化。在升温过程中炉内材料和零件要放气，使真空度降低，应适当调节升温速度。

4）生产过程应随时观察和调节炉内真空度，使其保持稳定。

（3）盐浴的使用要点

1）氯化盐，特别是氯化钡使用前，需经一定温度下的干燥脱水处理。推荐的脱水规范是：氯化钡为500℃，保温3～4h；氯化钾和氯化钠为400℃，保温2～3h。

2）盐浴中硫酸盐含量过高时，可用木炭粉在搅拌下撒入盐浴内，或将木炭块装入铁丝筐压沉到盐浴中，从而消除其有害影响。

3）新配盐浴，应经10～15h时效后使用，可降低氧化⁃脱碳作用。

4）定时捞渣，要根据实际情况添加新盐或全部更换。

5）不得将水、其他盐类（如硝盐）和污物带入氯化盐浴中。

6）硝盐浴最高使用温度不得超过550℃，以免着火和爆炸。

7）不得将木炭等可燃有机物质带入硝盐浴中，否则会发生强烈燃烧或引起火灾等。

8）不得使带水分或潮湿的零件进入盐浴中加热，以免发生盐液飞溅伤人。

9）往硝盐浴中加水时，最好在室温下进行。如必须在高温下加入时，则最高温度不得超过150℃，并应徐徐加入。

（4）保护涂料的使用要点

1）保护涂料使用方法，包括浸涂、刷涂或喷涂。

2）任何方法均可能造成在零件尖角和棱边处涂层过薄，因此最后需用毛刷补涂。

3）零件涂敷保护层后需干燥后入炉。一般在室温保持2h以上，或在60～100℃保持30min以上，使其彻底干燥。否则，加热时极易脱落。

4）涂敷保护层的零件，可装箱或装盘加热，也可摆放在炉中加热，但不得抛向炉中，以免冲击掉涂层。

（5）固体粉粒掩埋料的使用要点

1）固体粉粒掩埋料保护加热，最好选用中性物质，如氧化铝粉末和新铸铁屑等。

2）固体粉粒掩埋料保护时，最好装箱或装盘加热，以免粉粒散落在炉底不易清理。

3）使用金属及其合金粉末保护时，为防止加热过程粘覆于零件表面，影响淬火冷却速度，可以首先用废报纸等包裹一下或盖上零件关键部位，然后用掩埋料保护。

4）掩埋料使用次数，视加热温度和保温时间而定（一般2～3次）。效果不佳时，应及时更换。

（6）不锈钢箔包装的使用要点

1）用不锈钢箔包装保护加热时，其钢箔不宜过厚（一般0.2～0.3mm），否则操作不方便。

2）钢箔可以反复使用，也可以拼焊后使用。

3）用钢箔包装时尽量密封，不让空气再度进入其中。

4.零件悬挂加热的吊夹方式和装备

小型零件在盐浴炉中或轴类零件在井式炉中加热时，一般需要装筐或竖直悬挂加热。其常用的吊夹方式和工装如图1-19和图1-20所示。

图1-19 零件吊卦方式示例