ขั้นแรก ลดอุณหภูมิความร้อนลง

โดยทั่วไป อุณหภูมิการดับของเหล็กกล้าคาร์บอนไฮเปอร์ยูเทคตอยด์อยู่ที่ 30~50°C เหนือ Ac3 และอุณหภูมิการดับของเหล็กกล้าคาร์บอนไฮเปอร์ยูเทคตอยด์อยู่ที่ 30~50°C เหนือ Ac1 อย่างไรก็ตาม การวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมายืนยันว่าการให้ความร้อนและการชุบเหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์ในพื้นที่สองเฟส α + γ ต่ำกว่า Ac3 เล็กน้อย (เช่น การชุบแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่า) สามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็ก ลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะ และขจัดความเปราะบางทางอารมณ์ อุณหภูมิความร้อนสำหรับการชุบแข็งสามารถลดลงได้ 40°C การใช้การให้ความร้อนระยะสั้นอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำและการชุบแข็งของเหล็กกล้าคาร์บอนสูงสามารถลดปริมาณคาร์บอนของออสเทนไนต์ และช่วยให้ได้ไม้ระแนงมาร์เทนไซต์ที่มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความเหนียว แต่ยังช่วยลดระยะเวลาในการทำความร้อนอีกด้วย สำหรับเกียร์เกียร์บางรุ่น จะใช้คาร์บูไรซิ่งแทนคาร์บูไรซิ่ง ความต้านทานการสึกหรอเพิ่มขึ้น 40% ถึง 60% และความแข็งแรงเมื่อยล้าเพิ่มขึ้น 50% ถึง 80% ระยะเวลาในการเติมคาร์บูไรซิ่งจะเท่ากัน แต่อุณหภูมิในการเติมคาร์บูไรซิ่งร่วม (850°C) จะสูงกว่าเวลาของการเติมคาร์บูไรซิ่ง อุณหภูมิ (920°C) ต่ำกว่า 70° และยังสามารถลดการเสียรูปของการอบชุบด้วยความร้อนได้อีกด้วย

ประการที่สอง ลดระยะเวลาการทำความร้อนลง

แนวทางปฏิบัติด้านการผลิตแสดงให้เห็นว่าเวลาในการทำความร้อนแบบดั้งเดิมที่กำหนดโดยอิงจากความหนาที่มีประสิทธิภาพของชิ้นงานนั้นเป็นแบบอนุรักษ์นิยม ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การทำความร้อน α ในสูตรเวลาการคงความร้อน τ = α·K·D จะต้องได้รับการแก้ไข ตามพารามิเตอร์กระบวนการบำบัดแบบดั้งเดิม เมื่อได้รับความร้อนถึง 800-900°C ในเตาหลอมอากาศ แนะนำให้ใช้ค่า α 1.0-1.8 นาที/มม. ซึ่งเป็นค่าอนุรักษ์นิยม หากสามารถลดค่า α ได้ เวลาในการทำความร้อนก็จะสั้นลงอย่างมาก ควรกำหนดเวลาในการทำความร้อนโดยการทดลองตามขนาดของชิ้นงานเหล็ก ปริมาณการชาร์จของเตา ฯลฯ เมื่อกำหนดพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมที่สุดแล้ว จะต้องดำเนินการอย่างระมัดระวังเพื่อให้บรรลุผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญ

ประการที่สาม ยกเลิกการแบ่งเบาบรรเทาหรือลดจำนวนการแบ่งเบาบรรเทา

ยกเลิกการอบคืนตัวของเหล็กคาร์บูไรซ์ ตัวอย่างเช่น หากใช้พินลูกสูบคาร์บูไรซ์สองด้านของตัวโหลดเหล็ก 20Cr เพื่อยกเลิกการแบ่งเบาบรรเทา ขีดจำกัดความล้าของตัวเติมอารมณ์จะเพิ่มขึ้น 16% หากยกเลิกการแบ่งเบาบรรเทาของเหล็กกล้ามาร์เทนซิติกคาร์บอนต่ำ หมุดรถปราบดินจะถูกเปลี่ยน ชุดนี้ทำให้ง่ายขึ้นโดยใช้สถานะดับของเหล็ก 20 (มาร์เทนไซต์คาร์บอนต่ำ) ความแข็งคงที่ที่ประมาณ 45HRC ความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์และความต้านทานการสึกหรอได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ และคุณภาพมีเสถียรภาพ เหล็กความเร็วสูงช่วยลดจำนวนการอบคืนตัว เช่น ใบเลื่อยเหล็ก W18Cr4V ที่ใช้ไฟแบ่งเบาบรรเทาหนึ่งครั้ง (560°C×1 ชั่วโมง) แทนที่การอบคืนตัวแบบเดิมสามครั้งที่ 560°C×1 ชั่วโมง และอายุการใช้งานเพิ่มขึ้น 40%

ประการที่สี่ ใช้การแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิต่ำและปานกลางแทนการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูง

เหล็กโครงสร้างโลหะผสมคาร์บอนปานกลางหรือคาร์บอนปานกลางใช้การอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลางและต่ำแทนการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ได้ความต้านทานต่อแรงกระแทกหลายจุดที่สูงขึ้น ดอกสว่านเหล็ก W6Mo5Cr4V2 ขนาด 8 มม. จะต้องผ่านกระบวนการอบคืนตัวที่สองที่ 350°C×1h+560°C×1h หลังจากการชุบแข็ง และอายุการตัดของดอกสว่านจะเพิ่มขึ้น 40% เมื่อเทียบกับดอกสว่านที่ผ่านการอบคืนตัวสามครั้งที่ 560°C×1h .

ประการที่ห้า ลดความลึกของชั้นการซึมลงอย่างสมเหตุสมผล

วงจรการบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีนั้นยาวนานและใช้พลังงานมาก หากสามารถลดความลึกของชั้นเจาะให้สั้นลงได้ ถือเป็นวิธีการประหยัดพลังงานที่สำคัญ ความลึกของชั้นชุบแข็งที่จำเป็นถูกกำหนดโดยการวัดความเค้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าชั้นชุบแข็งในปัจจุบันลึกเกินไป และเพียง 70% ของความลึกของชั้นชุบแข็งแบบเดิมก็เพียงพอแล้ว การวิจัยแสดงให้เห็นว่าคาร์บูไรซิ่งสามารถลดความลึกของชั้นได้ 30% ถึง 40% เมื่อเทียบกับการทำคาร์บูไรซิ่ง ในเวลาเดียวกัน หากควบคุมความลึกของการเจาะจนถึงขีดจำกัดล่างของข้อกำหนดทางเทคนิคในการผลิตจริง จะสามารถประหยัดพลังงานได้ 20% อีกทั้งยังสามารถลดเวลาและการเสียรูปได้อีกด้วย

ประการที่หก ใช้อุณหภูมิสูงและการรักษาความร้อนด้วยสารเคมีสุญญากาศ

การบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีที่อุณหภูมิสูงคือการเพิ่มอุณหภูมิของการบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีภายใต้สภาวะที่แคบ เมื่ออุณหภูมิในการทำงานของอุปกรณ์เอื้ออำนวย และเม็ดออสเทนไนต์ของเหล็กที่ถูกแทรกซึมไม่เติบโต จึงเร่งความเร็วของคาร์บูไรเซชันได้อย่างมาก การเพิ่มอุณหภูมิคาร์บูไรซิ่งจาก 930°C เป็น 1,000°C สามารถเพิ่มความเร็วคาร์บูไรซิ่งได้มากกว่า 2 เท่า อย่างไรก็ตามเนื่องจากยังมีปัญหาอยู่มาก การพัฒนาในอนาคตจึงมีจำกัด การบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีสุญญากาศดำเนินการในตัวกลางเฟสก๊าซแรงดันลบ เนื่องจากการทำให้พื้นผิวชิ้นงานบริสุทธิ์ภายใต้สุญญากาศและการใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้น อัตราการเจาะจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น การทำคาร์บูไรซิ่งแบบสุญญากาศสามารถเพิ่มผลผลิตได้ 1 ถึง 2 เท่า; เมื่ออลูมิเนียมและโครเมียมแทรกซึมเข้าไปที่ 133.3× (10-1 ถึง 10-2) Pa อัตราการเจาะจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 10 เท่า

ประการที่เจ็ด การบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีไอออน

เป็นกระบวนการบำบัดความร้อนด้วยสารเคมีที่ใช้การปล่อยแสงระหว่างชิ้นงาน (แคโทด) และขั้วบวกเพื่อแทรกซึมองค์ประกอบที่จะแทรกซึมในตัวกลางที่เป็นก๊าซเฟสซึ่งมีองค์ประกอบที่จะแทรกซึมที่ความดันต่ำกว่าบรรยากาศหนึ่งบรรยากาศ เช่นไอออนไนไตรด์, ไอออนคาร์บูไรซิ่ง, ไอออนซัลเฟอร์ไรซ์ ฯลฯ ซึ่งมีข้อดีคือมีความเร็วในการเจาะที่รวดเร็ว มีคุณภาพดี และประหยัดพลังงาน

ประการที่แปด ใช้การเหนี่ยวนำอารมณ์ตนเอง

การเหนี่ยวนำการแบ่งเบาบรรเทาด้วยตนเองใช้แทนการแบ่งเบาบรรเทาในเตาเผา เนื่องจากการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำถูกใช้เพื่อถ่ายเทความร้อนไปยังด้านนอกของชั้นดับ ความร้อนที่เหลืออยู่จะไม่ถูกนำออกไปในระหว่างการดับและทำความเย็นเพื่อให้ได้การอบคืนตัวในระยะสั้น จึงประหยัดพลังงานได้สูงและถูกนำไปใช้งานมากมาย ภายใต้สถานการณ์บางอย่าง (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนสูงและเหล็กกล้าโลหะผสมคาร์บอนสูง) สามารถหลีกเลี่ยงการแตกร้าวด้วยการดับได้ ในเวลาเดียวกัน เมื่อกำหนดพารามิเตอร์แต่ละกระบวนการแล้ว ก็สามารถผลิตได้จำนวนมาก และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจก็มีความสำคัญเช่นกัน

ประการที่เก้า ใช้การอุ่นและดับหลังการปลอมแปลง

การอุ่นและการดับหลังจากการปลอมไม่เพียงแต่สามารถลดการใช้พลังงานในการรักษาความร้อนและลดความซับซ้อนของกระบวนการผลิต แต่ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อีกด้วย การใช้การดับความร้อนเหลือทิ้งหลังการปลอม + การแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงเป็นการปรับสภาพสามารถขจัดข้อบกพร่องของการดับความร้อนเหลือทิ้งหลังการปลอมแปลงเป็นการบำบัดความร้อนขั้นสุดท้ายของเมล็ดหยาบและความเหนียวกระแทกต่ำ ใช้เวลาสั้นกว่าและมีผลผลิตสูงกว่าการอบอ่อนแบบทรงกลมหรือการอบอ่อนแบบทั่วไป นอกจากนี้ อุณหภูมิของการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงยังต่ำกว่าอุณหภูมิของการหลอมและการแบ่งเบาบรรเทา ดังนั้นจึงสามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก และอุปกรณ์นั้นเรียบง่ายและใช้งานง่าย เมื่อเปรียบเทียบกับการทำให้เป็นมาตรฐานทั่วไป การทำให้ความร้อนตกค้างเป็นมาตรฐานหลังจากการตีไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็ก แต่ยังปรับปรุงความเหนียวของพลาสติก และลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะเย็นและความไวของรอยบาก ตัวอย่างเช่น เหล็ก 20CrMnTi สามารถให้ความร้อนที่ 730~630°C ที่ 20°C/ชม. หลังจากการตีขึ้นรูป การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี

ประการที่สิบ ใช้การชุบพื้นผิวแทนการใช้คาร์บูไรซิ่งและการดับ

การศึกษาอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับคุณสมบัติ (เช่น ความแข็งแรงคงที่ ความแข็งแรงเมื่อยล้า ความต้านทานแรงกระแทกหลายจุด ความเค้นภายในที่ตกค้าง) ของเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและสูงที่มีปริมาณคาร์บอน 0.6% ถึง 0.8% หลังจากการชุบแข็งด้วยความถี่สูงแสดงให้เห็นว่าการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำสามารถทำได้ ใช้เพื่อทดแทนคาร์บูไรซิ่งบางส่วน การดับเป็นไปได้ทั้งหมด เราใช้การชุบแข็งด้วยความถี่สูงของเหล็ก 40Cr เพื่อผลิตเฟืองเกียร์ โดยแทนที่เฟืองคาร์บูไรซิ่งและดับของเหล็ก 20CrMnTi แบบเดิม และประสบความสำเร็จ

11. ใช้เครื่องทำความร้อนเฉพาะจุดแทนการใช้ความร้อนโดยรวม

สำหรับชิ้นส่วนบางส่วนที่มีข้อกำหนดทางเทคนิคในท้องถิ่น (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางเพลาเกียร์ที่ทนต่อการสึกหรอ เส้นผ่านศูนย์กลางลูกกลิ้ง ฯลฯ) วิธีการทำความร้อนเฉพาะที่ เช่น การทำความร้อนด้วยเตาอาบน้ำ การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ การทำความร้อนแบบพัลส์ และการทำความร้อนด้วยเปลวไฟ สามารถใช้แทนการให้ความร้อนโดยรวมได้ เช่น เป็นเตาหลอมแบบกล่อง สามารถบรรลุการประสานงานที่เหมาะสมระหว่างแรงเสียดทานและส่วนการมีส่วนร่วมของแต่ละส่วน ปรับปรุงอายุการใช้งานของชิ้นส่วน และเนื่องจากเป็นการทำความร้อนแบบเฉพาะจุด จึงสามารถลดการเสียรูปของการดับและลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก

เราเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าองค์กรสามารถใช้พลังงานอย่างมีเหตุผลและได้รับประโยชน์เชิงเศรษฐกิจสูงสุดด้วยพลังงานที่จำกัดหรือไม่นั้น เกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่ใช้พลังงาน เส้นทางเทคโนโลยีกระบวนการนั้นสมเหตุสมผลหรือไม่ และการจัดการเป็นไปตามหลักวิทยาศาสตร์หรือไม่ สิ่งนี้ทำให้เราต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมจากมุมมองที่เป็นระบบ และทุกลิงก์ไม่สามารถละเลยได้ ในขณะเดียวกัน ในการกำหนดกระบวนการ เราจะต้องมีแนวคิดโดยรวมและบูรณาการอย่างใกล้ชิดกับผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจขององค์กร เราไม่สามารถกำหนดกระบวนการเพียงเพื่อประโยชน์ในการกำหนดกระบวนการเท่านั้น สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในปัจจุบันด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจตลาด