PDF《多用炉 及 其在 轴承 热 处理 中的应用》

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2 轴承

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4 年第

1 期CN41―1

1 48 / TH Be a I i I I g

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0 4, No.

1 1 6―1

7 多用炉及其在轴承热处理中的应用 王喜讯 , 张增歧 , 仇 亚军 ( 洛阳轴承研究所, 河南 洛阳

4 7

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3 9 ) 摘要 : 介绍气体渗碳氮化多用炉生 产线 的组成及主要工作特点 , 通 过热处理应用实例进行质量 分析 , 表明该多 用炉处理轴承零件效果好 , 生产效率高 , 质量稳定 . 关键词 : 热处理炉 ;

生产线 ;

渗碳 ;

氮化 ;

热处理 中图分类号 : T H

1 3

3 .

3 3 ;

T G

1 5

5 .

1 文献标识码 : B 文章编号 :

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2 (

2 .

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4 )

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2 传统 的井式气体渗碳炉炉温均匀性差、 碳势 不可控制且不稳定 、 渗碳后质量难以保证 , 工件淬 火时 , 产生大量油烟 , 严重污染环境 ;

用网带炉进 行光亮淬火时, 仅能处理中小尺寸的套圈.而气 体氮化多用炉克服 了上述设备 的缺陷, 不仅可 以 渗碳 、 光亮淬火 , 而且还可以进行碳氮共渗 、 光亮 退火等工艺的全 自动热处理操作. l 气体渗碳 氮化 多用炉生产 线的组 成及 处理 程序该生产线 由准备 台( 两个 ) 、 气体渗碳氮化淬 火炉 、 清洗机 、 回火炉 、 推拉车( 推拉车在导轨上移 动)以及控制系统、 水冷系统 、 滴注系统 和动力系 统(空气压缩机提供动力) 等组成.其产品处理程 序为: 首先在准备台上面装料 , 然后在气体渗碳氮 化炉内加热 ( 或渗碳 ) 、 淬火 , 接着在清洗机 内清 洗、 烘干, 再在 同炉炉内回火, 最后在准备台上卸 料,由推拉车完成各工序 的联结.整个工艺过程 全部 自动化.

2 气体渗碳 氮化 多用炉的主要特 点(1)无马弗 圆形炉膛结构 , 避免炉 内死角 积碳,与方形炉膛相 比炉体散热减少

2 2 %.炉膛无 易损件 , 正常情况下无需维护 , 使用寿命长.炉顶 强力 风扇搅拌 , 增强炉 内气体和炉温的均匀性. 滴注 口位于风扇叶上方 , 风扇叶可将滴注液体打 碎, 使炉内气氛均匀. (

2 ) 大容积油槽 , 油温可控制( 通过油加热器 加热或热交换器循环冷却 ) , 内置特殊设计的导 向 收稿 日期 :

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0 7 作 者简介 : 王 喜讯 , 男,洛阳轴 研科技 股份有 限公司金 属 材料 开发部工程 . 槽和导流板, 均匀油温.摆在料盘中的套圈端面 与油面平行 , 淬火时随升 降机垂直入 油, 均匀冷 却,可减少椭圆变形. (

3 ) 采用双室结构, 在前室完全密封的状态下 油冷, 可以有效地防止油蒸发外溢造成的环境污 染.(4)使用高性能的专用双通道 P V H程序控制 器, 同时控制并液晶显示炉内温度和碳势, 可存储

1 9 9个工艺程序 , 只要输入工艺号即可 自动完成 工艺转换.采用进 口氧探头控制炉 内碳 势, 通过 P V H程序控制电磁 阀门的开关控制富化气丙烷 的流量 , 实现对炉 内气氛精确控制, 同时设备具有 氧探头 自动烧碳和 自动控制报警装置 , 保证了控 制精度和可靠性. 该炉也可通过计算机进行智能化控制, 该计 算机存储

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9 种常用材料 , 只要输入材料钢号 、 渗 层深度和硬度要求 , 计算机可 自动生成工艺并进 行全过程动态控制 , 精确控制渗碳零件的含碳量 分布.而且计算机可进行仿真模拟处理 , 预测渗 碳结果及硬度分布.还具有生产处理记录 、 执行 工艺的显示及记录、 历史数据的查询及易损件管 理、故障显示等功能. (

5 ) 多用炉生产线可通过编程控制器和程控 仪实现对整个生产线 的 自动控制 ( 计算机实时监 控) ;

实现了操作过程 自动化 , 遇到特殊情况也可 在操作台上使用手动操作完成各种动作控制 .

3 设备应 用3.1炉温均 匀性 表1为该炉有效 加热区的温度均匀性 ( 9点 测温) , 仪表控温使用多点测温仪按( G B / T

9 4

5 2 - -

1 9

8 8热处理炉有效加热区测定方法》 测量 , 结果 如表

1 所示. 维普资讯 http://www.cqvip.com 王喜讯 , 等:多用炉及其在轴承热处理 中的应用 表1炉温均匀性 测量结果 ( 仪表控温

9 2

5 S C) 位置 I后右上 I后右 下 l后左上 l后左下 I 中心l前右上 I前右下 I前左上 I前左下 温度/ ℃ i

9 2

6 .

1 I

9 2

5 .

3 I

9 2

3 .

8 l

9 2

6 .

5 I

9 2

5 .

3 l

9 2

6 .

1 I

9 2

4 .

5 l

9 2

3 .

1 l

9 2

2 .

5 实测炉温均匀性 ≤ ±3 ℃, P V H控温精度 ≤±l ℃

3 .

2 炉内碳势测定 炉气碳势采用厚

0 .

1 H 吼的lO钢薄 片, 在925℃时待渗碳介质流量稳定后 , 将定碳 片放入 炉中

3 0 m i n后 出炉 用称重法 定碳 .结果 如表

2 所示 , P V H碳势设定为

1 .

1 5 %C . 表2称重法 测碳势结果 试样号 渗碳前/ g 诊碳后/ g 含碳量/ % l

1 .

0 9 O 1.

1 0 5O 1.

1 9

2 1 . o

7 82

1 .

0 9 3l

1 .

1 2

3 1 . O

8 3O

1 .

0 9

56 1 .

1 6 表2表明多用炉碳势控制精度在 ± O . (

1 4 %左右.

3 .

3 热处理应用实例及质量分析 (

1 )

4 3 n , ' m r l*

5 0 n l m 滚子,材 料为20Cr2Ni4A, 要求有效硬化 层深度为3.0~3 .

5 l l ' m f l , 工艺如图

1 所示. 装炉量净重

5 0

0 k r , / 炉.检查结果为: 高温回 火后 , 显微组织为 2级,粗大碳化物深度 为0.12ll'a'n,二次淬火 、 回火后表 面硬 度为59.5~6 0.

0 H R C .心部硬度为

4 4 .

0 4

4 .

5 H R C , 有效硬化层 ( 硬度法测) 为3.3nlm, 表面显微组织为 2级. 从检查结果可知 , 经多用炉渗碳淬火后滚子 质量完全符合 J B / T

8 8

8 1 - -2

0 0

1 标准的规定. (

2 ) 某型号轴承套圈 , 尺寸为: 外径

2 0

0 n l m* 内径

1 7

7 l l ' m f l * 高度

3 3 n l m, 使用该炉进行光亮淬 火,工艺如图

2 所示 . 图1该套圈经多用炉处理后经检验 , 表面没有脱 碳层 , 组织 按JB/TI255~2

0 0

1 评定 为 3级 , 硬度 为62~6

2 .

8 H R C, 同 一批 零件硬度差小于1HRC,而且椭圆变形小 , 仅有

3 %左右的套圈超过 标准规定的

0 .

3 0 n l n l .

5 结束 语 经过近一年的使用 , 气体渗碳氮化多用炉生 产线的性能稳定 , 运行可靠 .对轴承零件 的热处 理具有以下优点 : 囤2(1)渗碳钢轴承零件进行渗碳处理时, 渗层均 匀,碳浓度梯度平缓 , 渗碳质量稳定. (

2 ) 高碳铬轴承钢零件进行淬火处理时 , 表面 无脱碳 , 同批零件硬度均匀性好, 椭圆变形小 , 生 产效率高. (

3 ) 机械化程度 高, 可大大 降低劳动强度, 既 适用于大批量生产 , 也适用于小批量多品种生产. 气体渗碳氮化多用炉适用于轴承零件的渗碳 、 碳氮共渗 , 以及中大型轴承零件的可控气氛淬火. ( 编辑 : 张葵)维普资讯 http://www.cqvip.com