论文导读：热处理是机械制造过程中一项极其重要的基础工艺,几乎所有的机器零件都要经过热处理，热处理工序是提高机械产品综合机械性能的有效手段，同时也是消耗能源的主要工序。对于煤矿机修厂由于设备及任务量等方面的制约，如果要达到节能降耗的目的，调整热处理工艺是有效的手段。下面介绍几种在原有设备和保证零件性能的基础上，通过对热处理工艺进行调整，进而达到降低能耗的方法。对一些局部有技术要求的零件（如耐磨的齿轴径、轧辊辊径等），可采用浴炉加热、感应加热、脉冲加热、火焰加热等局部加热方式代替如箱式炉等的整体加热，可以实现各零件摩擦咬合部位之间的适当配合，提高零件使用寿命，又因为是局部加热，所以能显著减小淬火变形，降低能耗。
关键词：调整，热处理，工艺，降低能耗
热处理是机械制造过程中一项极其重要的基础工艺,几乎所有的机器零件都要经过热处理，热处理工序是提高机械产品综合机械性能的有效手段，同时也是消耗能源的主要工序。对于煤矿机修厂由于设备及任务量等方面的制约，如果要达到节能降耗的目的，调整热处理工艺是有效的手段。下面介绍几种在原有设备和保证零件性能的基础上，通过对热处理工艺进行调整，进而达到降低能耗的方法。
1.等温退火代替完全退火
对珠光体变化比较稳定的一些合金钢, 如大型40Cr钢锻件可采用等温退火代替普通退火。等温退火与完全退火加热温度完全相同，只是冷却的方式有差别。等温退火是以较快的速度冷却到A1以下某一温度，保温一定时间是奥氏体转变为珠光体组织，然后空冷。等温温度和保持时间可参照该种钢奥氏体等温转变图,并根据对钢种的性能要求来确定。在能保证硬度的前提下,尽可能选择珠光体转变完成所需时间最短的温度作等温温度, 等温退火可以大大缩短退火周期。
2.正火代替调质
高碳钢经正火索氏体化能获得细片状珠光体组织，可用来代替调质的中碳结构钢。如T8钢正火索氏体化与45号钢调质后性能基本相近。
| 冷却速度 ℃/min |
层间距离 μm |
组织 形态 |
σb MPa |
δ % |
HB |
| ~60 |
0.35~0.5 |
珠光体 |
~870 |
~15 |
~230 |
| ~600 |
0.25~0.3 |
索氏体 |
~1100 |
~10 |
~270 |
| 45号钢调质 |
|
回火索氏体 |
~85 |
20 |
~230 |
3.淬火低温回火代替渗碳
而表面要求耐磨又受冲击负荷的某些零件，一般采用渗碳淬火，以获得表面硬、心部韧的综合性能。但如对零件所受冲击负荷的性质认识不清，盲目使用渗碳淬火，结果会适得其反。如凿岩机活塞要承受多次冲击负荷，过去都采用12CrNi4及12CrNi3合金钢渗碳淬火处理。现改用T10A高碳钢淬火低温回火，使用寿命反而比渗碳延长一倍以上。
4.低碳钢淬火代替渗碳
低碳马氏体在中等硬度HRC40~48时，仍具有较高的耐磨性。现有不少耐磨零件如运煤机链条、销轴等都采用了低碳钢淬火，获得低碳马氏体优良组织来代替原先的渗碳淬火工艺。如20号钢多采用渗碳淬火，现用淬火取代，经冲击、弯曲、拉伸试验，其淬火的各项性能均比渗碳淬火优越。
5.合理减少渗层深度
化学热处理周期长，耗电大，如能减少渗层深度以缩短时间是节能的重要手段。免费论文参考网。目前我们所确定的硬化层参数大多是经验数据，常常偏于保守硬化层过深。随着科学技术的发展用应力测定所求出的硬化层深度表明，只需传统硬化层深度的70％就足够。研究表明，碳氮共渗比渗碳可减少层深30％～40％。同时若在实际生产中将渗层深度控制在其技术要求的下限，也可节能20％，同时还缩短了时间，减小了变形。例如美国将渗碳层厚度从1.1~1.4mm减少到1.0mm,为此将925℃X11小时的渗碳处理改为925℃X7.5小时,从而达到节能的目的。
6.以表面淬火代替渗碳淬火和以局部加热代替整体加热
对含碳量在0.6％～0.8％的中高碳钢经高频淬火后的性能（如静强度、疲劳强度、多次冲击抗力、残余内应力）的系统研究表明，用感应淬火部分代替渗碳淬火是完全可能的。我们用40Cr钢高频淬火制造变速箱齿轮，代替原20CrMnTi钢渗碳淬火齿轮取得了成功。
对一些局部有技术要求的零件（如耐磨的齿轴径、轧辊辊径等），可采用浴炉加热、感应加热、脉冲加热、火焰加热等局部加热方式代替如箱式炉等的整体加热，可以实现各零件摩擦咬合部位之间的适当配合，提高零件使用寿命，又因为是局部加热，所以能显著减小淬火变形，降低能耗。
7.降低加热温度
一般亚共析碳钢的淬火加热温度在Ac3以上30～50℃，共析及过共析碳钢淬火加热温度为Ac1以上30～50℃。但近年来的研究证实，亚共析钢在略低于Ac3的α＋γ两相区内加热淬火（即亚温淬火）可提高钢的强韧性，降低脆性转变温度，并可消除回火脆性。淬火的加热温度可降低40℃。我们对45号钢、40Cr钢常规淬火和降低温度在二相区内淬火，进行试验对比，测量硬度、强度极限和冲击韧性。试验表明：在Ac3以下5~10℃所进行的淬火，上述三项性能曲线上均出现一个最大值。该最大值比完全淬火后的数据略高。此外对高碳钢采用低温快速短时加热淬火，可减少奥氏体碳含量，有利于获得良好强韧配合的板条马氏体，不仅可提高其韧度，而且还缩短了加热时间。
8.合理确定加热时间
我们对热处理中的加热时间，通常采用以工件有效尺寸为基础的计算公式τ＝α*k*D。免费论文参考网。式中τ为加热、保温时间；α为加热系数；k为零件装炉系数；D为零件有效厚度。各种资料中介绍k及D的计算公式及数所都比较接近，但加热系数相差较大国内α＝1.0~1.6，日本α＝0.8~1.2其中大值与最小值相差一倍，故加热时间也相差一倍，因此在生产实践中有必要根据具体情况确定合理的加热时间。免费论文参考网。
通过以上介绍，我们可以看到如果热处理工艺使用得当，常常事半功倍，不但节能效果明显，而且被处理零件的使用寿命也可大大提高。
【参考文献】
[1]刘砚祥.热处理节能与环保[J].国外金属热处理,2002,(06).
[2]热处理的节能减排[J].热处理技术与装备,2008,03.
[3]樊东黎.我国热处理技术的现状与展望(上)[J].机械工人.热加工,2000,（03）.
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