【正文】 （淬火及高溫回火） 。詳細見表 。但是，對于車間設計生產綱領（見表 ） ，必須以發(fā)展的眼光對待。熱處理工藝設計是熱處理車間設計的中心環(huán)節(jié)，是設備選擇的主要依據。根據我國熱處理行業(yè)現(xiàn)在的水平，今后相當長時間內的主要任務，是用先進技術改造現(xiàn)在仍存在的落后技術與生產設備，對現(xiàn)有車間進行技術改造。但是，由于生產規(guī)模通常較小，設備負荷率低，多數(shù)是低于合理經濟規(guī)模的情況下進行生產的。引進國外先進技術設備，對熱處理車間進行設計。正所謂“工欲善其事,必先利其器 ”，那么也就必須給熱處理一個良好的環(huán)境及先進設備，總的來說就是一個設計得當?shù)臒崽幚碥囬g。從熱處理技術的現(xiàn)狀和水平，掌握其發(fā)展趨勢，大力發(fā)展先進的熱處理新技術、新工藝、新材料、新設備，用高新技術改造傳統(tǒng)的熱處理技術，實現(xiàn)“優(yōu)質、高效、節(jié)能、降耗、無污染、低成本、專業(yè)化生產 ”的方向上設計熱處理車間。組織熱處理生產工藝專業(yè)化協(xié)作，建立熱處理專業(yè)工廠，將有力地促進我國熱處理行業(yè)技術的現(xiàn)代化發(fā)展。熱處理車間的規(guī)模問題中，任何工藝（包括常規(guī)工藝和先進工藝）在本車間都承擔是不現(xiàn)實的，應該以本企業(yè)生產任務為基礎，解決本企業(yè)關鍵的，量大的生產工藝的需要。當然，在熱處理車間新的設計中，仍然應為今后的技術發(fā)展和擴大再生產留有必要的余地。采用先進工藝應經過技術經濟論證或實驗研究，取得可信的試用效果 [5]。表 零件熱處理工序生產綱領統(tǒng)計表回火序號產品名稱年處理量/t退火/t正火/t滲碳/t滲氮/t碳氮共滲/t淬火/t 高溫 /t 低溫 /t表面淬火/t時效/t冷處理 /t1 鏜桿 110 206 2 主軸 110 206 3 滑枕 206 4 齒輪 420 206 5 刀牌 6 床身 7 主柱 362 362 8 導軌 板 206 9 其他 1000總重量 826 車間中的新型設備，也必須首先確定其所承擔的任務，即所承擔的各類熱處理零4 / 40件的綱領，保證其負荷率。5 / 40表 熱處理車間設備和工人年時基數(shù)項目 生產性質工作班制全年工作日每班工作時數(shù)全年時間損失（%）年時基數(shù)一、設備一般設備 連續(xù)工作制 3 355 8 9 7722重要設備 階段工作制 3 251 8 16 4718小型簡易熱處理爐 階段工作制 3 251 8 7 5571大型復雜熱處理爐 連續(xù)工作制 3 355 8 14 7326二、工人一般工作條件 251 8 8 1830較差工作條件 251 8 12 17483 工藝分析及設備選用 工藝分析的基本原則熱處理工藝設計是熱處理車間設計的中心環(huán)節(jié)，是設備選擇的主要依據。一些精度要求高的零件，可使用特殊加工刀具的零件，也可在加工前進行熱處理。化學熱處理可以在氣態(tài)、固態(tài)或液態(tài)介質中完成，確定化學熱處理的工藝選用。③計算機技術的應用。①根據產品性能要求只對零件表面或局部加熱 實施表面或局部強化，因此是一種節(jié)能熱處理。（6）高密度能量表面處理高密度能量表面處理包括激光表面處理，電子束表面處理和物理及化學氣相沉積。這就是美國熱處理 2020 年遠景設想 [8]中的形象目標: 熱處理畸變?yōu)榱愫唾|量分散度為零的主要出發(fā)點。常用的箱式8 / 40爐、臺車爐、井式爐、罩式爐各有特點，分別應用于不同領域，一般都已形成系列化的標準定型產品 [11]。對原中溫箱式爐在使用過程中存在耗能高、結構狀況不舍理、生產效率低等問題，結合實際生產所需，本著經濟效能的原則，通過臺車制作、爐殼改造、爐襯結構優(yōu)化、控制系統(tǒng)的改進、電熱元件的正確選用與合理分布將其改造為臺車式電爐，取得了滿意效果 [14]。e. 中小零件和標準件，選用鑄鏈爐、網帶式爐、振底爐、真空爐、鹽浴爐、箱式爐。b. 節(jié)能熱處理車間設計時應執(zhí)行專業(yè)化協(xié)作的原則，主要耗能設備的負荷率不應低于 40%，并應通過專業(yè)化協(xié)作方式使之達到 70%以上。具體計算見表 和 。由全固態(tài)晶體管感應加熱電源和數(shù)控淬火機床組成的高頻淬火系統(tǒng)具有很高的柔性，通過程序的編制，在淬火過程中變更程序的指令，能很容易自動調節(jié)電源的輸出功率、通電和斷電時間、噴液開始結束時間、工件加熱冷卻長度、工件的移動速度、延時加熱冷卻時間、提前噴液時間，這樣對同一工件的不同部位( 尺寸、位置)要求不同淬硬層深度的可用同一個感應器，采用一次裝夾連續(xù)淬火的方式就能很容易達到技術要求．且可使硬化層連續(xù)過渡分布。一般情況，氣壓高、流速大、冷卻速度快，即冷卻速度是直接受到氣壓和流速的影響。在停爐后應打開爐門或發(fā)散管，排除爐內殘存的可控氣氛，或用惰性氣體進行吹掃。目前主要清洗設備有：室內和輸送帶式、懸掛輸送鏈式、滾筒式清洗機、溶劑清洗及其他超凈清洗設備。為了正確制定工藝，進行質量檢查和分析廢品，除在企業(yè)中心實驗室外，一般熱處理車間為配合生產還應設小型實驗室，配置基本的化學分析和金相檢驗設備，以及滲層深度檢測儀，氣氛組分分析裝置等。d. 懸掛運輸鏈用于車間之間或工序之間的運輸，連續(xù)運行，通過與下降段配合，可實現(xiàn)連續(xù)式爐生產線的全過程機械化運輸。（2）輔助面積 變配電間、變頻間、電容期間、檢驗間、快速實驗室、保護氣氛制17 / 40備間、機修間、儀表間、通風機室、各類倉庫、主要通道、露天倉庫等所占用的面積，占總面積 30%～50% 。車間內應避免隔斷，對必須設置隔離間的應集中于車間的一端。先進工業(yè)國家從能源利用率和生產成本的精打細算出發(fā),在電和燃料的一次和二次能源的調配上做出合理的選擇,在熱處理能源結構、充分利用廢熱、余熱上積累了豐富的經驗 [18]。（5）連續(xù)式爐的爐前后區(qū)空地，鍛件熱處理爐：爐前：6～8m ；爐后 8～12m ；連續(xù)氣體滲碳爐：爐前 4～6m；爐后 2～3m；一般連續(xù)式爐爐前后 4～6m。廠房的跨度與柱距（見圖 ） 。用氰鹽熱處理間、快速實驗室等需要隔斷并封頂?shù)母糸g，有一些27 / 40如機修間、鉗工工作間、電工工作間等不需要封頂?shù)母糸g，可采用墻體或玻璃隔斷。其消耗量的計算是以溫度為 20 攝氏度，壓力為 時的自由空氣為標準的。 生產用水熱處理車間設備用水除個別情況外，對水質無特殊要求，一般生活用水則可以滿足要求。各燃料爐有確定的最大燃料消耗量，根據常用熱處理工藝周期和爐子平均生產能力，同時要考慮到各爐子的負荷率、連續(xù)使用和冷爐升溫需要，以及車間所裝爐子臺數(shù)等因素。表 車間基本生產工人計算指標序號 設備類型 熱處理工序 每臺設備所需的基本生產工人淬火 11 箱式爐（3 臺）正火、退火 12 鹽浴爐（1 臺） 正火、退火 23 井式回火爐（1 臺） 預熱、淬火 14 井式氣體滲碳（氮）爐（5臺）滲碳（氮） 15 井式加熱爐（3 臺） 正火、回火 16 臺車式爐（2 臺） 正火、退火 27 高頻設備（1 臺） 淬火 2（內含電工一名）30 / 408 淬火機床（1 臺） 淬火 19 冷處理設備（1 臺） 冷處理 110 噴砂（丸）機（1 臺） 清理 111 清洗機（1 臺） 清洗 112 校直壓床（1 臺） 校直 113 10 名輔助+3 名工程技術人員+1 名管理人員+1 名服務人員15合計人數(shù) 408 熱處理的生產安全與環(huán)境保護 生產安全熱處理車間是一個潛在觸電、爆炸、灼傷、火災和毒害危險的車間，因此車間的設計過程中必須認真對待。熱處理車間的防火：對燃料爐、可控氣氛爐、淬火油槽設定安全的使用要求。劇毒物的應用受到最大程度的限制 ,NO2CY 液體滲氮和氰化鹽浴中的 CN大都被 CNO代替 [20]。 熱處理車間的技術經濟指標熱處理車間的技術指標可以綜合表示車間生產或車間設計中的技術經濟概況，以及與類似車間比較所達到的水平。9 熱處理車間的建設投資及成本 車間基本投資計算在新建的熱處理車間設計中，通過對投資、勞動生產率等主要技術經濟指標的計算分析，評價設計的技術經濟效益，以確定最優(yōu)設計方案。氣體滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲、真空油氣淬火、低壓滲碳高壓氣淬、合成淬火劑等一系列熱處理工藝和材料都是防患于未然的清潔熱處理技術。d. 燙傷和燒傷：操作人員除應該遵守操作流程，佩戴防護用品外，防止鹽浴噴濺，應配備烘干設備，避免工件將水帶入浴爐；防止氣體燃料，特別是采用可控氣氛時，避免一氧化碳、氫等可燃性氣體泄漏引起爆炸，在爐前應常點燃火炬；出爐熱工件應有秩序堆放，避免灼傷事件。生產工人是指直接從事熱處理工藝及設備操作的人員。（2）R1171GCK11200 淬火機床循環(huán)水量為 40t/h，R1172GC13080 淬火機床循環(huán)水量為 40t/h，但二者不同時使用；R1181GCK13450 淬火機床循環(huán)水量為 20t/h；與 500kW 中頻電源配套的立式淬火機床循環(huán)水量 40t/h；與 350kW 中頻電源配套的臥式淬火機床循環(huán)用水量為 20t/h。蒸汽的比熱容為 2100KJ/，各類水槽、清洗槽蒸汽加熱，使用蛇形管、排管、水套或直接將蒸汽通入槽內加熱。動力用電，是指熱處理車間各種機械裝置的驅動電動機所消耗的電量。 地面載荷及地面材料熱處理車間的地面載荷取決于生產的對象和性質（詳見表 ） ，試驗輔助部門在～；工具、機修備件熱處理部門在 ～ ；中小件區(qū) ～；大批量流水生產半成品熱處理在 ～；大批量流水線生產的毛坯人處理部門在～。（3）采光 根據需要設天窗和屋面窗以保證良好的采光需要。 設備布置間距（1）爐子后端距離墻柱的距離，一般箱式爐采用 1～2m ；煤氣爐和油爐取～；可控氣氛爐應留出輻射管取出的距離。車間預留擴建面積可采取車間內預留設備空地或預留增跨或接長廠房空地。設備布置應符合工藝流程的需要，零件的流向應盡量由入料端向出料端，避免交叉和往返運輸。（2）熱處理車間靠近各類震源時，應該有一定間距或采取相應的隔震措施，震源如鍛錘、空壓機、氧氣機、鐵路等。a. 輥道輥道可運輸和貯存部分零件，將不同工序聯(lián)系起來，有著不同形式布置，16 / 40如直線型、U 型、L 型、環(huán)型等 。檢查薄件和淺滲層零件用維氏硬度計，檢查大型零件用手提布式、肖式、大型懸臂式或龍門式布氏15 / 40硬度計。路子還應設防爆裝置。 可控氣氛發(fā)生裝置的選擇爐用可控氣氛發(fā)生裝置及操作要求可控氣氛發(fā)生裝置應設有防回火、熄火和過壓等安全裝置。目前使用以氣冷為主，因為氣冷對熱處理零件無任何污染和不良影響(油冷有表面微滲碳問題，對質量有影響)，處理后零件表面潔凈不需要清洗。加熱周期中，變頻電源依據感應線圈、材料和工藝參數(shù)的變化引起的阻抗變化自動進行調節(jié)，實現(xiàn)頻率自動跟蹤。為使不同規(guī)格和爐型熱處理爐進行比較，生產率還可以單位爐底面積或單位爐膛面積在單位時間內的產量計算。，選用強風循環(huán)箱式爐（帶機械傳動） 。詳細分析設備選擇的依據條件，選擇熱處理爐：，大批量生產時，常用推桿式滲碳爐及其組成的生產線；中批量時，選用轉底式爐并與推桿式爐或密封箱式爐及其組成的組成生產線；小批量時，選用井式滲碳爐。根據實際需求，生產上設計非標準型熱處理爐已很普遍。通過模擬和衡量社會財產安全，成本，并在規(guī)定期間內經熱處理后，它并不難，優(yōu)化熱處理工藝 [9]。如真空熱處理、離子轟擊熱處理、流臺床熱處理所適應的熱處理工藝方法和零件品種不斷增加，工藝逐漸深入。感應淬火機床正朝柔性化、自動化、智能化控制的方向發(fā)展。水基淬火介質的應用解決了零件淬油不硬、淬水開裂及零件淬火變形的質量問題。由于振底爐長期使用中存在振底板變形 零件在爐內布料、加熱不均 淬火質量散差大 同時振動噪聲大、環(huán)境差，振底爐已逐漸退出生產線，網帶爐、鑄鏈爐得到普遍應用。有些鑄、鍛件，特別是鍛件，可充分利用鍛造余熱進行淬火、調質等處理，使鍛造加工與熱處理結合起來。 工藝路線產品零件從毛坯生產到完成成品，生產路線是確定熱處理車間任務的基礎，具體如下：（1）鑄鐵，鑄鋼，有色金屬一般鑄件的預備熱處理與鑄造之后進行，包括正火、擴散退火、等溫退火、球化退火、可鍛化退火、再結晶退火、消除應力退火、人工時效（穩(wěn)化處理）等。其中個別工藝周期較長應連續(xù)生產的設備或大型設備應考慮三班工作制；安裝在生產流水線上的熱處理設備，應與生產線生產班制相一致。為提高設備負荷率，應盡量結合車間的特點接受對外協(xié)作任務，對于比較固定的長期協(xié)作任務，也應列入車間生產任務內。以滿足零件熱處理新的技術要求為前提， “三創(chuàng)新”(即材料創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新和工裝創(chuàng)新)的結果是行之有效的結果 [4]。 從技術發(fā)展與技術改造分析科學技術是不斷發(fā)展的，決不會停留在一個水平上。過去，大小機械廠都各自建立自己獨立的熱處理車間和工段。通過引進先進技術和對引進技術的消化吸收,使熱處理生產技術有突出的變化 [1]。熱處理對于充分發(fā)揮金屬材料的性能潛力，提高產品的內在質量，節(jié)約材料，減少能耗，延長產品的使用壽命，提高經濟效益都具有十分重要的意義。關鍵詞： 熱處理車間； 熱處理設備； 熱處理工藝； 設計 II / 40AbstractHeat treatment is an important foundation for mechanical industrial technology, as is usually shaft, bearings, gears, mechanical linkage, and other important parts and