11 wichtige Energiesparmaßnahmen für Wärmebehandlungsprozesse von Stahlrohren

Senken Sie zunächst die Heiztemperatur.

Im Allgemeinen liegt die Abschreck-Erwärmungstemperatur von übereutektoidem Kohlenstoffstahl 30 bis 50 °C über Ac3 und die Abschreck-Erwärmungstemperatur von eutektoidem und übereutektoidem Kohlenstoffstahl liegt 30 bis 50 °C über Ac1. Untersuchungen der letzten Jahre haben jedoch bestätigt, dass das Erhitzen und Abschrecken von untereutektoidem Stahl im α + γ-Zweiphasenbereich etwas niedriger als Ac3 (dh Abschrecken bei Untertemperatur) die Festigkeit und Zähigkeit des Stahls verbessern und die Sprödübergangstemperatur senken kann und beseitigen Anlasssprödigkeit. Die Heiztemperatur zum Abschrecken kann um 40 °C gesenkt werden. Die Verwendung von schnellem, kurzzeitigem Erhitzen und Abschrecken von kohlenstoffreichem Stahl bei niedriger Temperatur kann den Kohlenstoffgehalt von Austenit reduzieren und dazu beitragen, Lattenmartensit mit guter Festigkeit und Zähigkeit zu erhalten. Es verbessert nicht nur die Zähigkeit, sondern verkürzt auch die Aufheizzeit. Bei manchen Getriebegetrieben wird anstelle des Aufkohlens Karbonitrieren eingesetzt. Die Verschleißfestigkeit wird um 40 % bis 60 % und die Dauerfestigkeit um 50 % bis 80 % erhöht. Die Mitkohlungszeit ist gleich, aber die Mitkohlungstemperatur (850 °C) ist höher als beim Aufkohlen. Die Temperatur (920℃) ist 70℃ niedriger und kann auch die Verformung durch die Wärmebehandlung verringern.

Zweitens verkürzen Sie die Aufheizzeit.

Die Produktionspraxis zeigt, dass die herkömmliche Aufheizzeit, die auf der Grundlage der effektiven Dicke des Werkstücks ermittelt wird, konservativ ist, sodass der Erwärmungskoeffizient α in der Formel für die Erwärmungshaltezeit τ = α·K·D korrigiert werden muss. Gemäß den Parametern des traditionellen Behandlungsprozesses wird beim Erhitzen auf 800–900 °C in einem Luftofen ein α-Wert von 1,0–1,8 min/mm empfohlen, was konservativ ist. Wenn der α-Wert verringert werden kann, kann die Aufheizzeit erheblich verkürzt werden. Die Aufheizzeit sollte durch Versuche anhand der Größe des Stahlwerkstücks, der Menge der Ofenbeschickung usw. ermittelt werden. Sobald die optimierten Prozessparameter ermittelt sind, müssen diese sorgfältig umgesetzt werden, um erhebliche wirtschaftliche Vorteile zu erzielen.

Drittens: Brechen Sie die Temperierung ab oder reduzieren Sie die Anzahl der Temperierungen.

Aufheben des Anlassens von aufgekohltem Stahl. Wenn beispielsweise der doppelseitig aufgekohlte Kolbenbolzen eines 20Cr-Stahlladers zum Aufheben des Anlassens verwendet wird, kann die Ermüdungsgrenze des angelassenen Kolbenbolzens um 16 % erhöht werden; Wenn das Anlassen des martensitischen Stahls mit niedrigem Kohlenstoffgehalt abgebrochen wird, wird der Bulldozerstift ersetzt. Der Satz wird vereinfacht, um den abgeschreckten Zustand von 20-Stahl (Martensit mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) zu verwenden, die Härte liegt stabil bei etwa 45 HRC, die Produktfestigkeit und Verschleißfestigkeit werden deutlich verbessert und die Qualität ist stabil; Schnellarbeitsstahl reduziert die Anzahl der Anlassvorgänge, wie z. B. Maschinensägeblätter aus W18Cr4V-Stahl, die ein Anlassfeuer (560℃×1h) verwenden, ersetzt das herkömmliche dreimalige Anlassen von 560℃×1h und die Lebensdauer wird um 40 % erhöht.

Viertens: Verwenden Sie das Anlassen bei niedriger und mittlerer Temperatur anstelle des Anlassens bei hoher Temperatur.

Baustahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt oder mittlerem Kohlenstoffgehalt verwendet ein Anlassen bei mittlerer und niedriger Temperatur anstelle eines Anlassens bei hoher Temperatur, um eine höhere Mehrfachschlagfestigkeit zu erreichen. Der Φ8-mm-Bohrer aus W6Mo5Cr4V2-Stahl wird nach dem Abschrecken einem sekundären Anlassen bei 350℃×1h+560℃×1h unterzogen, und die Schnittlebensdauer des Bohrers wird im Vergleich zu dem Bohrer, der dreimal bei 560℃×1h getempert wurde, um 40 % erhöht .

Fünftens: Reduzieren Sie die Tiefe der Sickerschicht angemessen

Der chemische Wärmebehandlungszyklus ist lang und verbraucht viel Strom. Wenn die Tiefe der Eindringschicht reduziert werden kann, um die Zeit zu verkürzen, ist dies ein wichtiges Mittel zur Energieeinsparung. Die erforderliche Härteschichttiefe wurde durch Spannungsmessung ermittelt, die ergab, dass die aktuelle Härteschicht zu tief war und nur 70 % der herkömmlichen Härteschichttiefe ausreichten. Untersuchungen zeigen, dass durch Carbonitrieren die Schichttiefe im Vergleich zum Aufkohlen um 30 bis 40 % reduziert werden kann. Wenn gleichzeitig die Eindringtiefe auf die Untergrenze der technischen Anforderungen in der tatsächlichen Produktion gesteuert wird, können 20 % Energie eingespart sowie Zeit und Verformung reduziert werden.

Sechstens: Verwenden Sie eine chemische Hochtemperatur- und Vakuum-Wärmebehandlung

Bei der chemischen Hochtemperatur-Wärmebehandlung wird die Temperatur der chemischen Wärmebehandlung unter engen Bedingungen erhöht, wenn die Betriebstemperatur der Anlage dies zulässt und die Austenitkörner des zu infiltrierenden Stahls nicht wachsen, wodurch die Aufkohlungsgeschwindigkeit erheblich beschleunigt wird. Durch Erhöhen der Aufkohlungstemperatur von 930℃ auf 1000℃ kann die Aufkohlungsgeschwindigkeit um mehr als das Zweifache erhöht werden. Da es jedoch immer noch viele Probleme gibt, ist die zukünftige Entwicklung begrenzt. Die chemische Vakuumwärmebehandlung wird in einem Gasphasenmedium mit Unterdruck durchgeführt. Durch die Reinigung der Werkstückoberfläche unter Vakuum und den Einsatz höherer Temperaturen wird die Eindringgeschwindigkeit deutlich erhöht. Beispielsweise kann Vakuumaufkohlen die Produktivität um das 1- bis 2-fache steigern; Wenn Aluminium und Chrom mit 133,3× (10-1 bis 10-2) Pa infiltriert werden, kann die Penetrationsrate um mehr als das Zehnfache erhöht werden.

Siebtens ionenchemische Wärmebehandlung

Es handelt sich um einen chemischen Wärmebehandlungsprozess, bei dem eine Glimmentladung zwischen dem Werkstück (Kathode) und der Anode verwendet wird, um die zu infiltrierenden Elemente gleichzeitig in einem Gasphasenmedium zu infiltrieren, das die zu infiltrierenden Elemente bei einem Druck unter einer Atmosphäre enthält. Wie zum Beispiel Ionennitrieren, Ionenaufkohlen, Ionenschwefeln usw., die die Vorteile einer schnellen Eindringgeschwindigkeit, einer guten Qualität und einer Energieeinsparung bieten.

Achtens: Verwenden Sie die Induktions-Selbsttemperierung

Anstelle der Temperierung im Ofen kommt die Induktions-Selbsttemperierung zum Einsatz. Da die Wärme durch Induktionserwärmung an die Außenseite der Abschreckschicht übertragen wird, wird die verbleibende Wärme beim Abschrecken und Abkühlen nicht abgeführt, um eine kurzfristige Anlassung zu erreichen. Daher ist es äußerst energiesparend und wird in vielen Anwendungen eingesetzt. Unter bestimmten Umständen (z. B. bei Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und hochlegiertem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt) können Abschreckrisse vermieden werden. Gleichzeitig kann, sobald jeder Prozessparameter bestimmt ist, eine Massenproduktion erreicht werden, und die wirtschaftlichen Vorteile sind erheblich.

Neuntens: Vorwärmen und Abschrecken nach dem Schmieden

Durch Vorwärmen und Abschrecken nach dem Schmieden kann nicht nur der Energieverbrauch der Wärmebehandlung gesenkt und der Produktionsprozess vereinfacht, sondern auch die Produktleistung verbessert werden. Durch die Verwendung von Abwärmeabschreckung nach dem Schmieden + Hochtemperaturanlassen als Vorbehandlung können die Nachteile der Abwärmeabschreckung nach dem Schmieden als abschließende Wärmebehandlung grober Körner und schlechter Schlagzähigkeit beseitigt werden. Es dauert kürzer und ist produktiver als das Sphäroidglühen oder das allgemeine Glühen. Darüber hinaus ist die Temperatur beim Hochtemperaturanlassen niedriger als beim Glühen und Anlassen, sodass der Energieverbrauch erheblich gesenkt werden kann und die Ausrüstung einfach und leicht zu bedienen ist. Im Vergleich zum allgemeinen Normalisieren kann das Restwärmenormalisieren nach dem Schmieden nicht nur die Festigkeit des Stahls verbessern, sondern auch die plastische Zähigkeit verbessern und die Kalt-Spröd-Übergangstemperatur und die Kerbempfindlichkeit verringern. Beispielsweise kann 20CrMnTi-Stahl nach dem Schmieden mit 20 °C/h auf 730–630 °C erhitzt werden. Durch schnelles Abkühlen wurden gute Ergebnisse erzielt.

Zehntens: Verwenden Sie Oberflächenabschreckung anstelle von Aufkohlen und Abschrecken

Eine systematische Untersuchung der Eigenschaften (wie statische Festigkeit, Ermüdungsfestigkeit, mehrfache Schlagzähigkeit, innere Eigenspannung) von Stahl mit mittlerem und hohem Kohlenstoffgehalt und einem Kohlenstoffgehalt von 0,6 % bis 0,8 % nach Hochfrequenzabschreckung zeigt, dass Induktionsabschreckung möglich ist Wird verwendet, um das Aufkohlen teilweise zu ersetzen. Abschrecken ist durchaus möglich. Zur Herstellung von Getriebezahnrädern verwendeten wir Hochfrequenzabschreckung aus 40Cr-Stahl und ersetzten damit die ursprünglichen Aufkohlungs- und Abschreckungszahnräder aus 20CrMnTi-Stahl und erzielten Erfolg.

11. Nutzen Sie Nahwärme statt Gesamtwärme

Für einige Teile mit lokalen technischen Anforderungen (z. B. verschleißfester Getriebewellendurchmesser, Rollendurchmesser usw.) können anstelle der Gesamterwärmung lokale Erwärmungsmethoden wie Badofenheizung, Induktionsheizung, Impulsheizung und Flammenheizung verwendet werden als Kastenöfen. , kann eine angemessene Koordination zwischen den Reibungs- und Eingriffsteilen jedes Teils erreichen, die Lebensdauer der Teile verbessern und aufgrund der lokalisierten Erwärmung die Abschreckverformung erheblich reduzieren und den Energieverbrauch senken.

Wir verstehen zutiefst, dass die Frage, ob ein Unternehmen Energie rational nutzen und mit begrenzter Energie maximale wirtschaftliche Vorteile erzielen kann, von Faktoren wie der Effizienz energieverbrauchender Geräte, der Sinnhaftigkeit der Prozesstechnologie und der Wissenschaftlichkeit des Managements abhängt. Dies erfordert eine umfassende systematische Betrachtung, und jeder Zusammenhang kann nicht ignoriert werden. Gleichzeitig müssen wir bei der Formulierung des Prozesses ein Gesamtkonzept haben und eng mit den wirtschaftlichen Vorteilen des Unternehmens verknüpft sein. Wir können den Prozess nicht nur um der Formulierung des Prozesses willen formulieren. Dies ist heute angesichts der rasanten Entwicklung der Marktwirtschaft besonders wichtig.


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. Mai 2024