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热处理炉温度测量
热处理加热温度是影响工件组织和性能的主要因素。热处理工件的加热温度准确程度取决于加热炉有效加热区温度偏差。因此,现行的有关热处理工艺国家标准和机械行业标准对热处理炉的有效加热区温度允许偏差作出了明确规定。但目前许多企业,、尤其是中小企业的热处理工艺缺少这方面的规定。有的企业即使有此规定,也未按国家相应标准执行。主要原因是对相关现行标准不够了解。因此,江苏恒力炉业有限公司根据现行的国家标准和行业标准,对热处理加热炉有效加热区温度允许偏差极其控制做以下介绍。
2 正火与退火
gb/t16923—1997《钢件的正火与退火》规定了钢件正火和退火时,加热炉有效加热区温度偏差值(见表1)。
表1正火和退火有效加热区温度允许偏差
table 1 allow warp for tempeature of work zone of normalizing and annealing
表1中,二段正火和等温正火是两个相对较新的术语。二段正火是指将钢件加热至ac3(或acm)以上30℃~50℃,保持适当时间后,在静止的空气中冷却至ar1附近即转入炉中冷却的正火工艺。而等温正火则是将钢件加热高于ac3(或acm)30℃~50℃,保持适当时间后,采用强制吹风冷却至珠光体转变区的某一温度,保温以获得珠光体型组织,然后在空气中冷却的正火工艺。
3 淬火与回火
对于淬火炉和回火炉的有效加热区温度偏差值,国家标准gb/t16924—1997《钢件的淬火与回火》有明确规定。该标准按工件类别,分别规定了淬火炉和回火炉有效加热区温度偏差值(见表2)。
表2淬火与回火有效加热区温度允许偏差
table 2 allow warp for tempeature of work zone of quenching and tempering
类别 |
用 途 |
淬 透 性 |
|
|
高 |
3、4 |
小件 | |
1 2 |
表面硬度要求严格 |
√ |
表面硬度要求较严 |
√ |
gb/t16924—1997根据工件用途、材料的淬透性及重量,将工件分为四类(见表3)。
表3工件分类
table 3 parts sort
类别 |
用 途 |
淬 透 性 | ||||||||
高 |
中 |
低 | ||||||||
小件 |
中件 |
大 件 |
小件 |
中件 |
大件 |
小件 |
中件 |
大件 | ||
1 |
表面硬度要求严格 |
√ |
√ |
/ |
√ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
2 |
表面硬度要求较严 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
/ |
√ |
/ |
/ |
3 |
表面硬度要求中等 |
/ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
/ |
4 |
表面硬度要求较宽 |
/ |
/ |
√ |
/ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
表3中,1类工件指对质量要求高的工件。其余3类则为质量要求一般的工件。淬透性高的材料是指w18cr4v、w9cr4v2、cr12、cr12mov、cr12 w、3w4cr2v、3cr2w8v、5crnimo、5crmnmo、40crni2mo等钢;中等淬透性的钢为45mn2、30crmo、35 crmo、42crmo、20 crmo、40crni、40crnimo、crwmn、5crw2si、60si2mn、gcr15等;低淬透性钢则指35、40、45、60、65、75、20cr、30cr、40cr、t10、t12、t13等钢。热处理工件重量的分类原则是5kg以下的为小件、5kg~30kg的为中件、30kg以上的为大件。
4 感应淬火回火处理
机械行业标准jb/t9201—1999《钢铁件的感应淬火回火处理》按加热区温度范围不同,分别给出了重要件和一般件的回火加热炉有效加热区的温度偏差(见表4)。
表4感应淬火回火有效加热区温度允许偏差
table 4 allow warp for tempeature of work zone of inductiou
hardening and tempering
加热区温度 |
允许温度偏差 | |
重要件 |
| |
≤400℃ |
±10℃ |
≤400℃ |
>400℃ |
±15℃ |
>400℃ |
按机械行业标准jb/t3999—1999《钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火》的规定,渗碳与碳氮共渗淬火炉与回火炉的有效加热区温度偏差见表5。
表5渗碳与碳氮共渗淬火回火有效加热区温度允许偏差
table 5 aallow warp for tempeature of work zone of carburizing or carbonitriding
加热炉 |
温度偏差 | |
渗碳与碳氮共渗加热炉 |
一般电加热炉 |
±15℃ |
其它加热炉 |
±20℃ | |
淬火加热炉 |
±15℃ | |
回火加热炉 |
±10℃ |
6 气体氮碳共渗
jb/t4155—1999《气体氮碳共渗》规定了气体氮碳共渗的工艺、质量检验和安全要求等。其中规定,气体氮碳共渗炉的温度应可调整,其有效加热温度偏差不超过±15℃。周期式炉加热室和连续式炉的每个加热区应配备温度自动控制的记录装置。在预定的处理温度范围内,仪表所指示的温度总误差不得超过±15℃。
7 深层渗碳
所谓深层渗碳是指有效硬化层深度达到3mm以上的渗碳处理。凡是jb/t3999—1999《钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火》规定的一般渗碳钢种均可进行深层渗碳处理。但要求用于深层渗碳的钢种应选用本质细晶粒钢。
规定深层渗碳材料、工艺、设备、质量检验及安全技术要求等内容的机械行业标准jb/t8929—1999《深层渗碳》给出了用于深层渗碳件球化退火炉、淬火加热炉和回火加热炉的有效加热区温度偏差。按该标准规定,深层渗碳件的球化退火、淬火加热炉及回火炉的有效加热区温度差应≤10℃。
8 余热淬火
钢在奥氏体状态经变形后利用锻造余热进行直接淬火使锻件获得部分或全部马氏体组织的热处理工艺称为余热淬火。jb/t4202—1999《钢的锻造余热淬火回火处理》对该种热处理工艺及质量检验等作出了规定。该标准规定,感应加热的锻造加热炉和燃料(燃油、煤气、煤)炉的有效加热区温度偏差分别为±20℃和±40℃。
9 加热区温度控制
按jb/t10175—2000《热处理质量控制要求》的规定,加热炉的每个加热区至少有两只热电偶,一只接记录表,安放在有效加热区内,另一只接控制表。其中一个仪表应具有报警功能,要求记录仪表指示精度大于0.5%。另外,要求每台加热炉必须定期检测有效加热区和定期检定仪表,有效加热区检测周期及仪表检定周期见表6。
表6有效加热区检测周期 单位为月
table 6 testing cyc of work zone
加热炉类别 |
有效加热区检测周期 |
仪表检定周期 |
ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ ⅴ ⅵ |
1 6 6 6 12 12 |
3 6 6 6 12 12 |
表6中,加热炉类别是按加热炉保温精度分类的。jb/t10175—2000《热处理质量控制要求》给出了各类别加热炉所对应的保温和控温精度等。其中,ⅰ类加热炉保温与控温精度最高,依次较低,ⅵ类加热炉最低。确定检测周期时,应先根据加热炉保温与控温精度,明确所用加热炉的类别,然后,按该标准确定相应的检测周期。需要指出的是,对利用率较低的热处理炉,其测定周期可适当延长。对仅作为退火、正火和消除应力等预备热处理的加热炉,以及经连续三个周期检测合格、使用正常的热处理炉,其测定周期可延长至一年。
10.热处理炉有效加热温度的测定
热处理加热炉有效加热区的测定方法按gb/t9452—2003《热处理炉有效加热区测定方法》执行。该标准于2003年11月25日发布、于2004年6月1日开始实施,并自实施之日起,原gb/t9452—1988《热处理炉有效加热区测定方法》和jb/t《热处理炉有效加热区的测定》作废。新标准在原来基础上增加了很多内容,使用时应加以注意。
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