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工具热处理技术改造
赵家全师义
(哈尔滨第一工具有限公司热处理厂黑龙江哈尔滨150020)
摘要:随着机械、汽车工业的迅速发展,对切削刀具材料、切削性能及使用寿命提出更高要求。为保证
用户需求,增强市场竞争能力,工具行业面临严峻的挑战,同时也是工具热处理可持续发展的机遇。哈
尔滨第一工具有限公司2005年迁进开发区,新建热处理厂根据工具热处理设备落后、能耗高、三废工业
污染严重的现状,以精密、节能、少无氧化热处理及热处理清洁生产为目标,全面进行热处理技术改造。
关键词:真空热处理;精密热处理;清洁热处理;高速钢;节能。
刀具热处理现状
年迁入开发区,为热处理进行全面技术改造和设备
更新换代提供了良好机遇。根据中国热处理学会
目前工具行业热处理尤其是高速钢切削刀具“十?五”热处理发展规划和公司提出的搬迁后热
淬火、回火设备仍以盐浴炉为主,产品序间表面清处理设备及工艺接近国际先进水平的总体设想,结
理采用沸水清洗,最后表面清理采用酸洗后干式喷合工具热处理特点及实际情况,制定如下热处理技
砂。热处理生产耗电大,废气、废水、废酸、喷砂术改造目标。
粉尘等对环境污染比较严重。哈尔滨第一丁具有限(1)热处理厂房设计按高标准,设备布局合理。
公司热处理厂是工具行业最大的热处理厂之一,热(2)开展应用先进的能耗低、少无氧化热处理设
处理设备67台(套),其中热处理炉50台(套),备
装机容量5463kW,其中盐浴炉34台(套),装机(3)采用少、无污染热处理设备及工艺,实现热
容量4050K。真空炉6台,高频2台,井式电阻处理清洁生产。
炉3台,滲碳炉1台,氮化炉6台
(4)建成规范化热处理厂
热处理生产仍以盐浴炉为主,85年开始应用
真空热处理,93年引进美国VFS公司高压气濘真2.热处理技术改造项目
空炉1台,真空热处理产品为3以下高速钢直柄2.1推广应用真空热处理
麻花钴,Cr12MoV钢滚丝轮及H3钢热变形模具等
真空热处理具有无氧化、无脱碳、产品表面光
高速钢齿轮刀具尚未采用真空热处理。与发达国家洁、变形小、T艺参数程序控制及节能无污染等特
相比热处理设备及工艺存在较大差距。热处理厂是点,近儿年来真空技术发展很快,国内外都能制造
用电和物料消耗大户,2004年用电量冷却压力大于10bar高压气淬真空炉,而且加大了
6,112,768kh,氯盐消耗量80t,其中氯化钡50t,风机功率和热交换速度,从而显著提高了真空热处
硝酸盐60t,盐酸50t,石英砂200t,金刚砂15t,理淬火冷却能力。为高速钢刀具真空热处理提供了
压缩空气360万m,清洗废水15万t。
设备保证。哈一工引进美国VFS公司HL3616高压
在热处理生产过程中,高、中温盐浴炉产生的气淬真空炉(6bar)产品生产工艺试验M2钢齿轮
废气,清洗的氯化钡、硝酸盐废水,酸洗废酸、喷滚刀、剃齿刀真空淬火、回火后硬度达到
砂粉尘等都造成环境污染。虽然采取了一些治理措64-66HRC,性能试验结果达到国家优等品水平,
施,但未能从根本上解决一-次污染,仍处于先污染因此,高速钢刀具真空热处理可以推广应用。哈一
后治理的状态。
工新建厂建独立的810m'真空热处理厂房,扩大真
近儿年来,国内外大力推行节能、精密热处理空热处理产品品种,在现行高速钢直柄麻花钻(<
及热处理清洁生产,这也是工具行业热处理未来发03),滚丝轮及40r5 Cosin热变形模具采用真空热
展趋势。哈尔滨第一工具有限公司退城进郊,2005处理基础上,实现齿轮滚刀、齿轮铣刀、插齿刀、
剃齿刀等真空热处理
作者简介:赵家全(1956.11-),男,黑龙江哈尔滨人
现有高压气淬真空炉2台、正压气淬真空炉
真空问火炉2台,迁入开发区后新增高压气淬
哈尔滨第一工具有限公司热处理厂厂长,工程师,主要从
事工模具热处理工作。发表论文4篇。联系电话:0451
真空炉(≥10bar)1台、真空回火炉(2bar)2
台,为降低高纯氮气消耗生产成本,増添液氮气化
88340023。
29与方数据
《金属热处理》2005年第30卷增刊
装置一套。产品真空淬火前的表面清理采用连续式
3)淬火加热温度是影响高速钢切削刀具内
清洗机(清洗一漂洗一热风吹干一远红外烘干)清在质量的最重要因素,因此高温盐浴炉温度控制非
洗,建一个300m储水池,保证真空设备循环水常重要。目前高温盐浴炉测温温度传感器大多数选
的供给
用辅射高温计,少数用热电偶。辅射高温计由于受
2.2应用工频电磁盐浴炉
炉气烟雾的影响,炉温波动较大、精度低。少数厂
工具行业高速钢刀具热处理中温予热、高温加家采用热电偶连续测温,温度波动小,精度较高。
热、分级冷却及回火普遍釆用电极盐浴炉,开炉时但由于热电偶保护管寿命低的问题尚未得到解决,
用辅助电极启动。哈一工用插入式电极盐浴炉、千因此没能得到推广应用。
式变压器。生产中电极不断烧损,影响升温速度和
远红外测温仪采取了抗烟雾千扰等技术措施,
炉温均匀性,汇流排、电极尾和炉体散热等无功热代替传统的高温辐射计,提高测温精度,可以试用。
损耗大,热效率底,耗电量大,哈一工热处理现用2.4应用高压水射流喷砂机代替干式喷砂
插入式电极盐浴炉25台,其中高温炉4台,中温
为彻底解决干式喷砂粉尘造成环境污染,实现
炉10台,分级炉4台,回火炉7台,装机容量热处理清洁生产,进入开发区后热处理产品表面清
3560K。生产中耗电量大、热效率低。
理全部采用高压水射流喷砂,开发应用圆盘式、多
迁入开发区对现用电极盐浴炉全部更新,选用工位、斜转笼式和拉刀专用等高压水射流喷砂机,
工频电磁盐浴炉,与现用电极盐浴炉比较有如下优工作压力16-20Mpa。2004年试制第一台四工位高
点
压水射流喷砂机,在实际生产中进行了性能和喷砂
(1)不用盐浴炉变压器和电极,开炉不用启工艺试验,试验结果,设备运行良好,工作压力等
动炉丝、并缩短开炉时间。
性能及被喷砂产品表面质量均达到技术要求。喷砂
(2)炉体采用硅酸棉保温材料,散热少、热效率高,剃齿刀等片状刀具,不经酸洗用高压水射
效率高。
流喷砂比干式喷砂提高功效3倍,比酸洗后干式喷
(3)升温速度快、炉温均匀。
砂提高功效1.5倍。高压水射流啖砂取消了喷砂前
(4)可避免电极盐浴炉工件接触电极造成串酸洗,喷砂生产中无喷砂粉尘,可以消除废酸和粉
电废品。
尘污染。
(5)同等功率的工频电磁盐浴炉比电极盐浴2.5镶片圆锯刀体热处理工艺改进
炉节电30%。
哈一工生产镶片圆锯最大规格1010mm,刀体
为论证工频电磁盐浴炉推广应用的可行性,搬材料8MnSi,热处理淬火用电极盐浴炉加热
迁前先试用中温工频电磁盐浴炉一台,在实际生产(210KVA変压器)、油冷。开炉启动时间长,热处
中进行设备运行试验。当各项性能均达到技术协议理生产耗电量大,而且污染严重。技改措施:①用
要求、效果好,新厂热处理用工频电磁盐浴炉代替燃气炉代替电极盐浴炉,淬火冷却用水溶性聚合物
电极盐浴炉。
淬火剂代替油。②刀体材料选用新型C-Mn-Si-Cr
2.3温度控制系统改进
贝氏体钢,奥氏体化后空冷,经中、低温回火、硬
(1)现用电极盐浴炉采用晶闸管代替交流接度等力学性能可保证刀体技术要求。并且可以防止