Đầu tiên, giảm nhiệt độ sưởi ấm.

Nói chung, nhiệt độ gia nhiệt nguội của thép cacbon cùng tích là 30 ~ 50oC so với Ac3, và nhiệt độ gia nhiệt nguội của thép cacbon cùng tích và siêu cùng tích là 30 ~ 50oC so với Ac1. Tuy nhiên, nghiên cứu trong những năm gần đây đã xác nhận rằng việc nung và làm nguội thép hypoeutectoid ở vùng hai pha α + γ thấp hơn một chút so với Ac3 (tức là làm nguội dưới nhiệt độ) có thể cải thiện độ bền và độ dẻo dai của thép, giảm nhiệt độ chuyển tiếp giòn. , và loại bỏ tính nóng giòn. Nhiệt độ gia nhiệt để làm nguội có thể giảm 40°C. Sử dụng phương pháp gia nhiệt và làm nguội nhanh trong thời gian ngắn ở nhiệt độ thấp đối với thép cacbon cao có thể làm giảm hàm lượng cacbon trong austenite và giúp thu được martensite lath có độ bền và độ dẻo dai tốt. Nó không chỉ cải thiện độ dẻo dai mà còn rút ngắn thời gian làm nóng. Đối với một số bánh răng truyền động, phương pháp cacbonit được sử dụng thay vì chế hòa khí. Khả năng chống mài mòn tăng từ 40% đến 60% và độ bền mỏi tăng từ 50% đến 80%. Thời gian cacbon hóa đồng thời là tương đương, nhưng nhiệt độ đồng cacbon hóa (850°C) cao hơn nhiệt độ cacbon hóa đồng thời. Nhiệt độ (920oC) thấp hơn 70oC và nó cũng có thể làm giảm biến dạng xử lý nhiệt.

Thứ hai, rút ​​ngắn thời gian làm nóng.

Thực tiễn sản xuất cho thấy thời gian gia nhiệt truyền thống được xác định dựa trên độ dày hiệu dụng của phôi là bảo thủ, do đó hệ số gia nhiệt α trong công thức thời gian gia nhiệt τ = α·K·D cần phải được hiệu chỉnh. Theo các thông số quy trình xử lý truyền thống, khi được làm nóng đến 800-900°C trong lò không khí, giá trị α được khuyến nghị là 1,0-1,8 phút/mm, là mức bảo toàn. Nếu giá trị α có thể giảm thì thời gian gia nhiệt có thể được rút ngắn đáng kể. Thời gian gia nhiệt phải được xác định thông qua các thí nghiệm dựa trên kích thước của phôi thép, lượng nạp vào lò, v.v. Sau khi xác định được các thông số quy trình tối ưu hóa, chúng phải được thực hiện cẩn thận để đạt được lợi ích kinh tế đáng kể.

Thứ ba, hủy bỏ quá trình ủ hoặc giảm số lần ủ.

Hủy bỏ quá trình ủ thép cacbon hóa. Ví dụ, nếu sử dụng chốt piston được cacbon hóa hai mặt của máy xúc lật thép 20Cr để hủy quá trình tôi luyện, thì giới hạn mỏi của máy đã tôi luyện có thể tăng lên 16%; nếu quá trình ủ thép martensitic carbon thấp bị hủy bỏ, chốt máy ủi sẽ được thay thế. Bộ sản phẩm được đơn giản hóa để sử dụng trạng thái tôi của thép 20 (martensite carbon thấp), độ cứng ổn định ở khoảng 45HRC, độ bền và khả năng chống mài mòn của sản phẩm được cải thiện đáng kể và chất lượng ổn định; thép tốc độ cao làm giảm số lần tôi luyện, chẳng hạn như lưỡi cưa của máy thép W18Cr4V sử dụng một ngọn lửa tôi luyện (560oC × 1h) thay thế cho phương pháp tôi luyện ba lần truyền thống là 560oC × 1h và tuổi thọ sử dụng tăng thêm 40%.

Thứ tư, sử dụng phương pháp ủ ở nhiệt độ thấp và trung bình thay vì ủ ở nhiệt độ cao.

Thép kết cấu carbon trung bình hoặc hợp kim carbon trung bình sử dụng tôi luyện ở nhiệt độ trung bình và nhiệt độ thấp thay vì tôi luyện ở nhiệt độ cao để có được khả năng chống va đập cao hơn. Mũi khoan Φ8mm bằng thép W6Mo5Cr4V2 được tôi luyện thứ cấp ở 350oC × 1h + 560oC × 1h sau khi tôi nguội và tuổi thọ cắt của mũi khoan tăng 40% so với mũi khoan được tôi luyện ba lần ở 560oC × 1h .

Thứ năm, giảm độ sâu của lớp thấm một cách hợp lý

Chu trình xử lý nhiệt hóa học kéo dài và tiêu tốn nhiều điện năng. Nếu độ sâu của lớp xuyên có thể giảm xuống để rút ngắn thời gian thì đó là một biện pháp quan trọng để tiết kiệm năng lượng. Độ sâu lớp cứng cần thiết được xác định bằng phép đo ứng suất, cho thấy lớp cứng hiện tại quá sâu và chỉ cần 70% độ sâu lớp cứng truyền thống là đủ. Nghiên cứu cho thấy rằng thấm cacbon có thể làm giảm độ sâu lớp từ 30% đến 40% so với thấm cacbon. Đồng thời, nếu độ sâu thâm nhập được kiểm soát đến giới hạn dưới của yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất thực tế thì có thể tiết kiệm 20% năng lượng, đồng thời giảm thời gian và biến dạng.

Thứ sáu, sử dụng nhiệt độ cao và xử lý nhiệt hóa học chân không

Xử lý nhiệt hóa học ở nhiệt độ cao là tăng nhiệt độ xử lý nhiệt hóa học trong điều kiện hẹp khi nhiệt độ vận hành thiết bị cho phép và các hạt austenite của thép xâm nhập không phát triển, do đó đẩy nhanh đáng kể tốc độ cacbon hóa. Việc tăng nhiệt độ cacbon hóa từ 930oC lên 1000oC có thể tăng tốc độ cacbon hóa hơn 2 lần. Tuy nhiên, do còn nhiều vấn đề nên sự phát triển trong tương lai còn hạn chế. Xử lý nhiệt hóa học chân không được thực hiện trong môi trường pha khí áp suất âm. Do bề mặt phôi được làm sạch trong chân không và sử dụng nhiệt độ cao hơn nên tốc độ xuyên thấu tăng lên rất nhiều. Ví dụ, chế hòa khí chân không có thể tăng năng suất từ ​​1 đến 2 lần; khi nhôm và crom được thẩm thấu ở mức 133,3 × (10-1 đến 10-2) Pa, tốc độ thâm nhập có thể tăng hơn 10 lần.

Thứ bảy, xử lý nhiệt hóa học ion

Đây là một quá trình xử lý nhiệt hóa học sử dụng sự phóng điện phát sáng giữa phôi (cực âm) và cực dương để đồng thời xâm nhập vào các phần tử cần được thâm nhập vào môi trường pha khí chứa các phần tử được thâm nhập ở áp suất dưới một bầu khí quyển. Chẳng hạn như thấm nitơ, cacbon hóa ion, lưu huỳnh hóa ion, v.v., có ưu điểm là tốc độ thâm nhập nhanh, chất lượng tốt và tiết kiệm năng lượng.

Thứ tám, sử dụng cảm ứng tự ủ

Tự ủ cảm ứng được sử dụng thay vì ủ trong lò. Vì hệ thống sưởi cảm ứng được sử dụng để truyền nhiệt ra bên ngoài lớp tôi, nên nhiệt còn lại không bị lấy đi trong quá trình tôi và làm mát để đạt được quá trình ủ ngắn hạn. Vì vậy, nó có tính tiết kiệm năng lượng cao và được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Trong một số trường hợp nhất định (chẳng hạn như thép cacbon cao và thép hợp kim cacbon cao), có thể tránh được hiện tượng nứt khi tôi. Đồng thời, sau khi xác định được từng thông số quy trình, có thể đạt được sản xuất hàng loạt và mang lại lợi ích kinh tế đáng kể.

Thứ chín, sử dụng quá trình gia nhiệt và làm nguội trước rèn sau

Làm nóng trước và làm nguội sau khi rèn không chỉ có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng xử lý nhiệt và đơn giản hóa quy trình sản xuất mà còn cải thiện hiệu suất của sản phẩm. Sử dụng phương pháp làm nguội bằng nhiệt thải sau rèn + ủ ở nhiệt độ cao làm tiền xử lý có thể loại bỏ những thiếu sót của phương pháp làm nguội bằng nhiệt thải sau rèn làm phương pháp xử lý nhiệt cuối cùng cho hạt thô và độ bền va đập kém. Phải mất một thời gian ngắn hơn và có năng suất cao hơn so với ủ hình cầu hoặc ủ chung. Ngoài ra, nhiệt độ ủ ở nhiệt độ cao thấp hơn nhiệt độ ủ và ủ nên có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng, thiết bị vận hành đơn giản, dễ dàng. So với quá trình chuẩn hóa thông thường, quá trình chuẩn hóa nhiệt dư sau khi rèn không chỉ có thể cải thiện độ bền của thép mà còn cải thiện độ dẻo dai, đồng thời giảm nhiệt độ chuyển tiếp giòn lạnh và độ nhạy khía. Ví dụ, thép 20CrMnTi có thể được nung nóng ở 730 ~ 630oC ở tốc độ 20oC/h sau khi rèn. Làm mát nhanh đã đạt được kết quả tốt.

Thứ mười, sử dụng phương pháp làm nguội bề mặt thay vì cacbon hóa và làm nguội

Một nghiên cứu có hệ thống về các tính chất (như độ bền tĩnh, độ bền mỏi, khả năng chống va đập đa dạng, ứng suất dư bên trong) của thép cacbon trung bình và cao với hàm lượng cacbon từ 0,6% đến 0,8% sau khi làm nguội ở tần số cao cho thấy quá trình làm nguội bằng cảm ứng có thể được sử dụng để thay thế một phần quá trình cacbon hóa. Việc dập tắt là hoàn toàn có thể. Chúng tôi đã sử dụng phương pháp làm nguội tần số cao bằng thép 40Cr để sản xuất bánh răng hộp số, thay thế các bánh răng làm nguội và làm nguội bằng thép 20CrMnTi ban đầu và đã đạt được thành công.

11. Sử dụng hệ thống sưởi cục bộ thay vì sưởi ấm tổng thể

Đối với một số bộ phận có yêu cầu kỹ thuật cục bộ (chẳng hạn như đường kính trục bánh răng chịu mài mòn, đường kính con lăn, v.v.), có thể sử dụng các phương pháp gia nhiệt cục bộ như gia nhiệt lò tắm, gia nhiệt cảm ứng, gia nhiệt xung và gia nhiệt bằng ngọn lửa thay vì gia nhiệt tổng thể như gia nhiệt tổng thể. như lò hộp. , có thể đạt được sự phối hợp thích hợp giữa các bộ phận ma sát và tiếp xúc của từng bộ phận, cải thiện tuổi thọ sử dụng của các bộ phận và vì là hệ thống sưởi cục bộ nên nó có thể làm giảm đáng kể biến dạng dập tắt và giảm tiêu thụ năng lượng.

Chúng tôi hiểu sâu sắc rằng liệu một doanh nghiệp có thể sử dụng năng lượng hợp lý và thu được lợi ích kinh tế tối đa với nguồn năng lượng hạn chế hay không phụ thuộc vào các yếu tố như hiệu suất của thiết bị sử dụng năng lượng, lộ trình công nghệ xử lý có hợp lý hay không và quản lý có khoa học hay không. Điều này đòi hỏi chúng ta phải xem xét một cách toàn diện từ góc độ hệ thống, không thể bỏ qua mọi liên kết. Đồng thời, khi xây dựng quy trình, chúng ta cũng phải có khái niệm tổng thể và gắn kết chặt chẽ với lợi ích kinh tế của doanh nghiệp. Chúng ta không thể xây dựng quy trình chỉ vì mục đích xây dựng quy trình. Điều này đặc biệt quan trọng hiện nay với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế thị trường.