熱處理設(shè)備研究

1、熱處理設(shè)備研究熱處理設(shè)備研究工業(yè)離不開(kāi)機(jī)器，而機(jī)器要保證性能就離不開(kāi)材料的熱處理，可以說(shuō)一個(gè)國(guó)家熱處理技術(shù)的發(fā)展也在一定程度上標(biāo)志著這個(gè)國(guó)家工業(yè)的興衰。熱處理是要靠熱處理設(shè)備來(lái)完成的，下面我就將簡(jiǎn)單研究一下熱處理設(shè)備。1.概述概述金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度冷卻，通過(guò)改變金屬材料表面或內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)來(lái)控制其性能的一種工藝。熱處理設(shè)備是指用于實(shí)施熱處理工藝的裝備。在熱處理

2、車(chē)間內(nèi)還有維持熱處理生產(chǎn)所需的燃料、電力、水、氣等動(dòng)力供應(yīng)設(shè)備，起重運(yùn)輸設(shè)備和生產(chǎn)安全及環(huán)保設(shè)備。2.2.熱處理及設(shè)備發(fā)展歷程熱處理及設(shè)備發(fā)展歷程在遠(yuǎn)古時(shí)期，熱處理就已經(jīng)在中國(guó)出現(xiàn)萌芽。古代熱處理技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是火?；鸬睦檬遣荒懿惶岬摹Ｔ谂f石器時(shí)代，火主要被用于取暖照明烹飪和驅(qū)趕野獸。中國(guó)古人類(lèi)在用火方面素有傳統(tǒng)。最遲在46萬(wàn)年前的北京猿人時(shí)期，我們的祖先已學(xué)會(huì)了用火。已有的考古資料表明，北京周口店山頂洞人居住的洞穴中發(fā)現(xiàn)的灰燼，是世

3、界公認(rèn)的具有典范的人類(lèi)用火的最早遺跡之一。中國(guó)古代先民將火用于材料熱處理是從新石器時(shí)代開(kāi)始的。在新石器時(shí)代早期，古代先民在勞動(dòng)和生活中，經(jīng)常與泥土打交道，發(fā)現(xiàn)泥土與適量的水混合后，就會(huì)有粘性和可塑性，可以用手隨意地塑造成各種形狀。泥坯涼干變硬，可盛東西，但泥器怕水。過(guò)火的泥坯不怕水，這可能是源于一次偶然的發(fā)現(xiàn)。從此開(kāi)始，由于火，由于熱處理，使粘土轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)久、耐火、耐水的陶器。這是人類(lèi)自覺(jué)進(jìn)行熱處理最早事例。根據(jù)現(xiàn)有考古資料表明，我國(guó)陶器

4、出現(xiàn)在距今7千～1萬(wàn)年以前，它是世界上最早出現(xiàn)的陶器。經(jīng)測(cè)定早期的陶器大都經(jīng)歷750～1000℃溫度左右的熱處理，這使得泥坯中的石英、云母、長(zhǎng)石等粘土礦物發(fā)生高溫轉(zhuǎn)變。此后，人們對(duì)陶器的選料和燒成條件不斷實(shí)踐，使我國(guó)早期的陶瓷工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于世界其它地區(qū)。工業(yè)爐的創(chuàng)造和發(fā)展對(duì)人類(lèi)進(jìn)步起著十分重要的作用。中國(guó)在商代出現(xiàn)了較為完善的煉銅爐，爐溫達(dá)到1200℃，爐子內(nèi)徑達(dá)0.8米。在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，人們?cè)谌坫~爐的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握了提高爐溫的技術(shù)，

5、從而生產(chǎn)出了鑄鐵。1794年，世界上出現(xiàn)了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。后到1864年，法國(guó)人馬丁運(yùn)用英國(guó)人西門(mén)子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一臺(tái)煉鋼平爐。他利用蓄熱室對(duì)空氣和煤氣進(jìn)行高溫預(yù)熱，從而保證了煉鋼所需的1600℃以上的溫度。1900年前后，電能供應(yīng)逐漸充足，開(kāi)始使用各種電阻爐、電弧爐和有芯感應(yīng)爐。二十世紀(jì)以來(lái)，金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。一個(gè)顯著的進(jìn)展是1901～1925年，在工

6、業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì)使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)達(dá)到可控，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法；60年代，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場(chǎng)的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法。用于鍛造加熱的爐子最早是手鍛爐，其工作空間是一個(gè)凹形槽，槽內(nèi)填入煤炭，燃燒用的空氣由槽的下部供入，工件埋在煤炭里加熱。這種爐子的熱效精密可控滲碳爐：配合

7、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可對(duì)工件進(jìn)行精密滲碳，氣氛均勻達(dá)到滲碳層偏差=0.050.1mm。7.7.相關(guān)學(xué)科相關(guān)學(xué)科機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、材料科學(xué)與技術(shù)、電氣工程、力學(xué)、物理學(xué)等。8.8.典型設(shè)備典型設(shè)備箱式電阻爐箱式電阻爐箱式爐主要適用于碳鋼、合金鋼等工件淬火、正火、退火、調(diào)質(zhì)、加熱用，適用于各種小型零件、彈簧、模具熱處理。箱式爐可分為高溫箱式爐、中溫箱式爐、低溫箱式爐三種類(lèi)型。結(jié)構(gòu)：主要由爐殼、爐襯、爐門(mén)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電熱元件及電氣控制裝置組成。爐殼：由鋼

8、板及型鋼焊接而成爐襯：一般由輕質(zhì)高鋁磚、輕質(zhì)黏土磚、耐火纖維、保溫磚以及填料組成爐門(mén)機(jī)構(gòu)：箱式爐爐門(mén)通過(guò)多級(jí)鉸鏈固定于電爐面板上，爐門(mén)關(guān)閉是利用爐門(mén)手把的自重通過(guò)杠桿原理將爐門(mén)與爐口緊閉，開(kāi)啟時(shí)只需將手把鎖往上提出，膠鉤往外拉開(kāi)，將爐門(mén)置于左側(cè)即可。另外爐口下端有與爐門(mén)連鎖安全開(kāi)關(guān)，當(dāng)爐門(mén)開(kāi)啟時(shí)，電爐電源自動(dòng)切斷，以保證安全操作。電熱元件：多為鐵鉻鋁、鎳鉻合金絲繞成的螺旋體，分別安裝在爐膛側(cè)壁擱磚和爐底上。大型箱式爐還在爐膛后壁和爐門(mén)上

9、安裝電熱元件，使?fàn)t膛溫度保持均勻。高中溫爐底部電熱元件用耐熱鋼爐底板覆蓋，工件置于爐底板上進(jìn)行加熱。電氣控制裝置:爐內(nèi)裝有熱電偶，與爐外控溫電路相連。控溫電路通過(guò)熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)控制溫度。工作機(jī)理：電阻爐以電為熱源，通過(guò)電熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能，在爐內(nèi)對(duì)金屬進(jìn)行加熱。配有控溫裝置裝置，可確保穩(wěn)定的加熱溫度。電阻爐和火焰比，熱效率高，可達(dá)50－80℅，熱工制度容易控制，勞動(dòng)條件好，爐體壽命長(zhǎng)，適用于要求較嚴(yán)的工件的加熱，但耗電費(fèi)用

10、高。9.9.設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵制造及技術(shù)設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵制造及技術(shù)先進(jìn)熱處理設(shè)備的設(shè)計(jì)要求對(duì)熱處理全過(guò)程進(jìn)行工藝參數(shù)的全面控制，并正在向自動(dòng)化，集成化，柔性化和智能化的方向發(fā)展，努力做到生產(chǎn)過(guò)程少無(wú)污染，少無(wú)畸變，少無(wú)分散，少無(wú)浪費(fèi)，少無(wú)氧化，少無(wú)脫碳，少無(wú)廢品和少無(wú)人工。我國(guó)目前的熱處理設(shè)備制造技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，其中的關(guān)鍵技術(shù)包括大鍛件熱處理設(shè)備制造、精密真空熱處理設(shè)備制造、高溫高壓熱處理設(shè)備制造、精密可控滲碳設(shè)備制造、等離子熱處

11、理設(shè)備制造、智能化熱處理設(shè)備制造以及降低能耗、減少污染、提高效率、精品生產(chǎn)和新材料的研制等。10.熱處理設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)熱處理設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)隨著工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)材料的要求越來(lái)越高，熱處理技術(shù)也就變得尤為重要，這一領(lǐng)域也會(huì)逐漸向尖端科學(xué)發(fā)展。伴隨著能源枯竭和人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，熱處理設(shè)備也正在向低能耗、低損耗、無(wú)污染、高效率、高品質(zhì)和精確化、智能化的方向發(fā)展。作為一個(gè)工業(yè)大國(guó)，我們國(guó)家的熱處理設(shè)備制造還有很多不足，目前的很多先進(jìn)熱處理設(shè)備還都