浅析托辊连续式网带炉对于紧固件热处理的应用
2016-08-20周良鸽
周良鸽
（重庆标准件厂 重庆 400000）
浅析托辊连续式网带炉对于紧固件热处理的应用
周良鸽
（重庆标准件厂 重庆 400000）
我国连续式网带炉发展起步较晚，改革开发后工业发展日新月异，热处理设备取得了很大的突破，现在连续式网带炉实现了对一般零件的整体淬火、等温淬火，正火，退火，薄层渗碳、碳氮共渗等多种热处理生产工艺，具有提高机械零件品质、原材料利用率及降低生产成本等优势，同时实现了连续性生产大大提高了热处理生产效率。对于紧固件的生产与质量，热处理环节起到至关重要的作用，因此结合我司实际生产情况，分析说明托辊连续式网带炉对于紧固件热处理的应用。
托辊式；网带炉；应用
1 引言
大直径紧固件类零件，其传统的热处理工艺一般是采用盐浴（或井式炉）淬火，生产效率低，质量不稳定，对环境污染影响大，不符合我们社会倡导的科学环保发展观。近年来，我国参考国外先进技术，通过自身不断的创新突破，现在托辊连续式网带炉应用于大直径紧固件的热处理，产品最终技术指标合格，相对于盐浴淬火有了非常大的改进，同时大大提高了生产效率。
2 紧固件热处理难点
高强度紧固件规格繁多，因其使用条件的需要技术要求十分严格，有硬度，抗拉强度，断面收缩率，延伸率，冲击韧性，表面不允许脱碳增碳等指标。
3 采用盐浴炉与井式炉对于紧固件热处理的应用
3.1 盐浴炉为周期式生产，它的原理是以工业盐为加热载体，在盐槽内安装加热
装置，达到一定的温度，工业盐由固体变成液体，所以加热介质是液态。盐浴炉加热介质不能有水进入，否则会发生爆炸，因设备的局限性只能人工手动操作，一炉只能装50～80kg产品，但操作人员劳动强度大，产品一致性差。因其生产不能达到环保需求，是被淘汰的设备。
3.2 井式炉也是周期式生产，炉身安装在地下，电阻加热的方式，以甲醇和
氮气作为保护气氛，一炉最多只能装400～500kg左右，但它根本不适合小规格生产，淬火转移时间长表面容易变冷，导致产品一致性差，质量不合格，维修保养十分困难，操作人员劳动强度大。
4 采用托辊连续式网带炉对于紧固件热处理的应用
4.1 设备概况
由上料机构、淬火炉、淬火介质槽（含提升带）、清洗机（含提升带）、回火炉等组成，产品加入上料机构后自动完成了淬火与回火。它利用网带的传送时间控制加热时间，加热原理与保护气氛的控制和井式炉基本相同。
4.2 托辊连续式网带炉特点
4.2.1 托辊式传送运转结构
网带传送采用托辊式结构。工作时利用网带与托辊间的滚动摩擦带动网带与网带上的产品前进，相对于早期网带炉的滑动摩擦有了质的提升，有利于减少网带的传送阻力，延长网带的使用寿命，同时网带采用314不锈钢材料制作，具有非常好的耐高温防渗碳抗氧化效果，在正常工作情况下，网带的使用寿命在三年左右。
4.2.2 设置预热区
在淬火炉的产品入口处，设置了如图1所示的预热区。设计上进去的网带与出来的网带相互重叠，这样大大缩小了预热室的空间，节省了甲醇消耗，同时可以利用出来的网带的余热加热进去的网带，大大减少了热能消耗。网带式淬火炉产品入口是开放式的，足够长的预热区设计，可以在该区域通过多层火幕帘形成对加热区的密封，减少了加热区的热量损失，同时使炉内气氛更加稳定。
4.2.3 网带速度连续可调
网带速度在15～150ram/rain内连续可调，克服了一般网带炉采用凸轮机构使得网带在炉内作步进式前进的缺陷。同时在网带驱动电机上设置扭矩限制器，当网带阻力变大时（扭矩增大），扭矩限制器与网带驱动电机自动脱开，可以确保网带停止运转，避免了机械事故对设备扩大影响，起到保护作用。
图1 网带炉的预热区
4.2.4 淬火温度的保证
淬火炉的落料口较大，而且网带与液面的距离较高，淬火时，热量损失较大。这对于某些亚温淬火的零件，其实际的淬火温度可能达不到要求的淬火温度，致使工件的性能达不到要求。新研制的网带炉在落料口附近设置了加热元件，克服了有些网带炉没有加热元件的缺陷，而且用于测量淬火区温度的热电偶安装在网带的最末端，距工件下落至油槽时的位置很近，所测量的温度即代表了工件淬火时的温度，保证了工件在仪表显示的淬火温度下进行淬火。
4.2.5 使用甲醇汽化器
网带炉一般在高度方向很小（约150mm以内），若直接向炉内滴人甲醇作保护气，会造成甲醇在炉内裂解不完全而产生碳黑的后果。让甲醇汽化后再通人炉内则完全避免了由于甲醇裂解不良而产生碳黑的情况。
用电加热器加热高温导热油，并把甲醇管路通入油中，通过控制油温来控制甲醇的汽化温度，即实现了上述目的。合理设定甲醇汽化温度，能够保证甲醇以稳定的流量通入炉内，且在管路中不产生碳黑。
4.2.6 良好的密封性
淬火炉进炉与出炉的网带均在炉内，克服了出炉网带在炉外所存在的耗气量大和能耗高的缺陷。与一般网带炉亦有明显不同。良好的密封性为炉内气氛的稳定奠定了基础。
4.3 调试和应用
4.3.1 炉温均匀性测试结果
测试温度选880℃（常用温度），仪表控温即为880℃，测量方法符台《热处理炉有效加热区测定方法》，测量结果为（880±2.3）℃，即相对于测量温度的公差为4.6℃。达到一类热处理炉的水平，完全满足零件的工艺要求。
4.3.2 设备表面温度
经测试，设备的表面温度为45℃.表明设备的保温性能良好。
4.3.3 稳定性生产试验
自设备正式移交之日起，已连续运转超过6个月，处理的600t产品一致性和稳定性都很好，完全体现了托辊连续式网带炉的稳定效果。
4.3.4 产品的质量
质检结果表明，产品达到我国的GB30980.1标准，说明所选择的工艺参数基本合理，可应用于实际生产。
5 结语
综上所述，本文主要对托辊式网带炉进行了详细介绍，根据研究表明，采用托辊连续式网带炉，能够有效改善紧固件类零件热处理质量，其适用于多品种、大批量的大直径紧固件类零件热处理整体淬火，值得推广应用。
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[2]孙清汝，侯奎，邹磊，等.细长杆件的感应穿透加热淬火和自动矫直生产线[J].金属加工：热加工，2016（01）：56.
TG162.2
A
1004-7344（2016）18-0241-02
2016-6-1
