【節(jié)能降耗】11個熱處理工藝節(jié)能大舉措
熱處理的節(jié)能潛力很大，如何采取措施來加強節(jié)能是擺在每一位熱處理工作者面前的重要課題。下面僅就熱處理工藝節(jié)能作一簡單探討。
降低加熱溫度
一般亞共析碳鋼的淬火加熱溫度在Ac3以上30～50℃，共析及過共析碳鋼淬火加熱溫度為Ac1以上30～50℃。但近年來的研究證實，亞共析鋼在略低于Ac3的α＋γ兩相區(qū)內(nèi)加熱淬火（即亞溫淬火）可提高鋼的強韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度，并可消除回火脆性。淬火的加熱溫度可降低40℃。
對高碳鋼采用低溫快速短時加熱淬火，可減少奧氏體碳含量，有利于獲得良好強韌配合的板條馬氏體，不僅可提高其韌度，而且還縮短了加熱時間。
對于某些傳動齒輪，以碳氮共滲代替滲碳，耐磨性提高40％～60％，疲勞強度提高50％～80％，共滲時間相當，但共滲溫度（850℃）較滲碳溫度（920℃）低70℃，同時還可減小熱處理變形。
縮短加熱時間
生產(chǎn)實踐表明，依工件的有效厚度而確定的傳統(tǒng)加熱時間偏于保守，因此要對加熱保溫時間公式τ＝α·K·D中的加熱系數(shù)α進行修正。按傳統(tǒng)處理工藝參數(shù)，在空氣爐中加熱到800～900℃時，α值推薦為1.0～1.8min/mm，這顯然是保守的。如果能將α值減小，則可大大縮短加熱時間。加熱時間應(yīng)根據(jù)鋼種工件尺寸、裝爐量等情況通過實驗確定，經(jīng)優(yōu)化后的工藝參數(shù)一旦確定后要認真執(zhí)行，才能取得顯著經(jīng)濟效益。
取消回火或減少回火次數(shù)
取消滲碳鋼的回火，如20Cr鋼裝載機用雙面滲碳活塞銷取消回火的疲勞極限較回火的可提高16％；取消低碳馬氏體鋼的回火，將推土機銷軸套簡化為20鋼淬火態(tài)（低碳馬氏體）使用，硬度穩(wěn)定在45HRC左右，產(chǎn)品強度和耐磨性顯著提高，質(zhì)量穩(wěn)定；高速鋼減少回火次數(shù)，如W18Cr4V鋼機用鋸條采用一次回火（560℃×1h）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的560℃×1h三次回火，使用壽命提高40％。
用低中溫回火代替高溫回火
中碳或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼用中、低溫回火代替高溫回火，可獲得更高的多沖抗力。W6Mo5Cr4V2鋼制Φ8mm鉆頭，在淬火后進行350℃×1h＋560℃×1h二次回火，較560℃×1h三次回火的鉆頭切削壽命提高40。
合理減少滲層深度
化學(xué)熱處理周期長，耗電大，如能減少滲層深度以縮短時間是節(jié)能的重要手段。用應(yīng)力測定求出必要的硬化層深度，表明目前的硬化層過深，只需傳統(tǒng)硬化層深度的70％就足夠。研究表明，碳氮共滲比滲碳可減少層深30％～40％。同時若在實際生產(chǎn)中將滲層深度控制在其技術(shù)要求的下限，也可節(jié)能 20％，同時還縮短了時間，減小了變形。
采用高溫和真空化學(xué)熱處理
高溫化學(xué)熱處理就是在設(shè)備使用溫度允許及所滲鋼種奧氏體晶粒不長大條件狹，提高化學(xué)熱處理溫度，從而大大加速滲碳的速度。把滲碳溫度從930℃提高到1000℃，可使?jié)B碳速度提高2倍以上。但由于還存在許多問題，今后的發(fā)展有限。
真空化學(xué)熱處理是在負壓的氣相介質(zhì)中進行。由于在真空狀態(tài)下工件表面凈化，以及采用較高的溫度，因而大大提高了滲速。如真空滲碳可提高生產(chǎn)率1～2倍；在133.3×（10-1～10-2）Pa下滲鋁、鉻，滲速可提高10倍以上。
離子化學(xué)熱處理
它是一種在低于一個大氣壓的含有欲滲元素的氣相介質(zhì)中，利用工件（陰極）和陽極之間產(chǎn)生輝光放電同時滲入欲滲元素的化學(xué)熱處理工藝。如離子滲氮、離子滲碳、離子滲硫等，具有滲速快、質(zhì)量好、節(jié)能等優(yōu)點。
采用感應(yīng)自行回火
采用感應(yīng)自行回火代替爐中回火，由于是利用感應(yīng)加熱將熱量傳到淬火層以外，淬火冷卻時未全部帶走殘留下來的熱量而實現(xiàn)短時間回火，因而具有高效節(jié)能，并在許多情況下（如對高碳鋼及高碳高合金鋼）可避免淬火開裂，同時一經(jīng)確定各工藝參數(shù)可大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，經(jīng)濟效益顯著。
利用鍛后預(yù)熱淬火
鍛后預(yù)熱淬火不僅可以降低熱處理能耗，簡化生產(chǎn)過程，而且能使產(chǎn)品性能有所改善。
采用鍛后余熱淬火＋高溫回火作為預(yù)處理，可以消除鍛后余熱淬火作為最終熱處理時晶粒粗大、沖擊韌度差的缺點，比球化退火或一般退火的時間短、生產(chǎn)率高，加上高溫回火的溫度低于退火和政活，所以能大大降低能耗，而且設(shè)備簡單，操作容易。
鍛后余熱正火與一般正火相比，不僅可提高鋼的強度，而且可提高塑韌性，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度和缺口敏感性，如20CrMnTi鋼鍛后在730～630℃以20℃/h的冷速冷卻，取得了良好的效果。
以表面淬火代替滲碳淬火
對含碳量在0.6％～0.8％的中高碳鋼經(jīng)高頻淬火后的性能（如靜強度、疲勞強度、多次沖擊抗力、殘余內(nèi)應(yīng)力）的系統(tǒng)研究表明，用感應(yīng)淬火部分代替滲碳淬火是完全可能的。我們用40Cr鋼高頻淬火制造變速箱齒輪，代替原20CrMnTi鋼滲碳淬火齒輪取得了成功。
以局部加熱代替整體加熱
對一些局部又技術(shù)要求的零件（如耐磨的齒軸徑、軋輥輥徑等），可采用浴爐加熱、感應(yīng)加熱、脈沖加熱、火焰加熱等局部加熱方式代替如箱式爐等的整體加熱，可以實現(xiàn)各零件摩擦咬合部位之間的適當配合，提高零件使用壽命，又因為是局部加熱，所以能顯著減小淬火變形，降低能耗。
我們深深體會到，一個企業(yè)能夠合理地利用能源，用有限的能源取得最大的經(jīng)濟效益，涉及到用能設(shè)備效率的高低，工藝技術(shù)路線是否合理，管理是否科學(xué)等因素。這就要求我們用系統(tǒng)的觀點綜合考慮，每一個環(huán)節(jié)都不能忽視，同時，要求在制定工藝時，也要有全局的觀念，要和企業(yè)的經(jīng)濟效益緊密結(jié)合，不能為了制定工藝而制定工藝，在市場經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，這一點尤為重要。
文章來源于中國熱處理技術(shù)網(wǎng)，駿景咨詢編輯整理
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