【節能降耗】11個熱處理工藝節能大舉措
熱處理的節能潛力很大，如何采取措施來加強節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兩相區內加熱淬火（即亞溫淬火）可提高鋼的強韌性，降低脆性轉變溫度，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
生產實踐表明，依工件的有效厚度而確定的傳統加熱時間偏于保守，因此要對加熱保溫時間公式τ＝α·K·D中的加熱系數α進行修正。按傳統處理工藝參數，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。加熱時間應根據鋼種工件尺寸、裝爐量等情況通過實驗確定，經優化后的工藝參數一旦確定后要認真執行，才能取得顯著經濟效益。
取消回火或減少回火次數
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（低碳馬氏體）使用，硬度穩定在45HRC左右，產品強度和耐磨性顯著提高，質量穩定；高速鋼減少回火次數，如W18Cr4V鋼機用鋸條采用一次回火（560℃×1h）代替傳統的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
中碳或中碳合金結構鋼用中、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
化學熱處理周期長，耗電大，如能減少滲層深度以縮短時間是節能的重要手段。用應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％。同時若在實際生產中將滲層深度控制在其技術要求的下限，也可節能 20％，同時還縮短了時間，減小了變形。
采用高溫和真空化學熱處理
高溫化學熱處理就是在設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℃，可使滲碳速度提高2倍以上。但由于還存在許多問題，今后的發展有限。
真空化學熱處理是在負壓的氣相介質中進行。由于在真空狀態下工件表面凈化，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中，利用工件（陰極）和陽極之間產生輝光放電同時滲入欲滲元素的化學熱處理工藝。如離子滲氮、離子滲碳、離子滲硫等，具有滲速快、質量好、節能等優點。
采用感應自行回火
采用感應自行回火代替爐中回火，由于是利用感應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短時間回火，因而具有高效節能，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，同時一經確定各工藝參數可大批量生產等優點，經濟效益顯著。
利用鍛后預熱淬火
鍛后預熱淬火不僅可以降低熱處理能耗，簡化生產過程，而且能使產品性能有所改善。
采用鍛后余熱淬火＋高溫回火作為預處理，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、殘余內應力）的系統研究表明，用感應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，一個企業能夠合理地利用能源，用有限的能源取得最大的經濟效益，涉及到用能設備效率的高低，工藝技術路線是否合理，管理是否科學等因素。這就要求我們用系統的觀點綜合考慮，每一個環節都不能忽視，同時，要求在制定工藝時，也要有全局的觀念，要和企業的經濟效益緊密結合，不能為了制定工藝而制定工藝，在市場經濟高速發展的今天，這一點尤為重要。
文章來源于中國熱處理技術網，駿景咨詢編輯整理
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