热处理工艺与装备

热处理工艺与装备（共4篇）

热处理工艺与装备 篇1

(一) 前言

为了提升公司产品质量, 增强市场竞争力, 解决落后设备带来的产品表面质量和高机械性能的缺陷。公司引进的由美国EF公司、ADS公司、GE公司及兰化机械厂联合制造的“350㎜连续辊底式热处理机列”主要用于铜及铜合金带材的光亮退火和淬火, 同时对铜及铜合金带材进行表面碱洗、酸洗、钝化等处理。本文探索了该机列在生产应用上的工艺特点, 为生产提供了参考依据。

(二) 生产装备

从图1可看出, 该设备的主体是炉体, 其主要生产流程是:开卷→切头→缝合→碱洗→退火与淬火→酸洗→钝化→打卷。

(三) 生产工艺流程

1. 辅助设备的工艺

辅助设备是指除炉体以外的其它设备的工艺, 其目的是进行表面处理。它包括:碱洗、酸洗和钝化处理。

(1) 碱洗处理

碱洗是脱脂处理的一种方式。溶剂脱脂、碱洗脱脂、电解脱脂和超声波脱脂都是脱脂处理的方法。也可以用苛性钠、碳酸钠、焦磷酸钠、偏硅酸钠等混合, 添加界面活性剂的方法而制成碱液。

根据这台设备和公司生产的具体特点, 选择表1的脱脂处理液能够除去铜及铜合金表面的有机污染物, 特别是残留的轧制油以及混入的机械油。主要避免有机污染物在高温下与带材表面产碳化而影响产品的表面质量, 同时降低碳化物影响夹送辊 (材质型号为精细挤压成形石墨) 使用寿命。

(2) 酸洗处理

对铜带的酸洗通常采用硫酸溶液, 浓度取决于铜带表面氧化程度。现代铜带生产中其表面氧化较轻, 大多数使用浓度为5%～15%的硫酸进行酸洗, 温度取室温, 也可以加热至60℃使用。采用通过式酸洗时间为10～60秒不等。具体的酸洗工艺参数应根据不同的品种和表面状况作相应的调整。

这套设备选用表2的洗液就能除去铜带表面氧化膜。

(3) 钝化处理

铜金属极易失去电子发生氧化反应, 在湿热环境中易被氧化而导致变色。清洗后防变色是铜带表面处理的一个重要环节。

这套设备选用表3的钝化液就能理想地防止铜金属清洗后发生氧化而变色, 保持其表面光亮度。

2. 主体设备的构成和工艺特点

本套设备的主体部分是指炉体部分。它是一套电加热的, 用特殊气氛作保护, 强对流型的连续辊底式热处理机列。专门用于紫铜、青铜、黄铜带材的退火的冷却, 以及铍青铜带材的固溶热处理。

(1) 主体设备的技术参数和特点

炉体操作的说明: (1) 保护性气体中含有H2和O2, 两者混合极易发生爆炸, 我们要严格控制H2和O2的比例, 执行安全操作的规定。 (2) 作为主体炉子, 它的温度和运行速度是关键。根据不同的铜及铜合金牌号, 应该作相应的调整。同时根据炉体内料的运行速度通过两边的活套塔来调整整个机列的运行速度。

(2) 主体设备的工艺特点

从表5可知: (1) 制订的上述各项工艺参数所生产出的产品, 其机械性能能够达到国家标准的要求。 (2) 仅从“350mm连续辊底式热处理机列”来看, 料的厚度越厚, 设定的温度也就越高。如果温度一致, 就可以通过调整运行速度来减少料在炉膛内的时间, 但也应该考虑到辅助设备的运行速度, 以及给上、下料的操作留出足够的时间。因此, 整套机列的运行速度一般要求控制在10～25m/min之间。这样能够保证料通过碱洗槽、酸洗槽、钝化槽的时间达到工艺要求。 (3) “井式电炉”是将料打成卷分上、下两层放入再加入保护性气体进行退火。加之上、下区以及料内圈与外圈的温度都有区别, 其性能有所差异。而“350mm连续辊底式热处理机列”退火在机械性能上均匀性有了很大的提高。

(3) 其它铜合金在“350mm连续辊底式热处理机列”中的生产工艺特点

炉子的目的是为了对料进行热处理, 重有色金属的热处理分为软化退火、成品退火、淬火等形式[1]。以下结合各种形式来具体说明黄铜、铍青铜等在“350mm连续辊底式热处理机列”的退火工艺特点。

1) 软化退火

它包括坯料退火和中间退火, 将合金加热至再结晶温度以上, 保温一段时间后冷却, 目的在于消除加工硬化, 提高合金塑性和降低变形抗力。

2) 成品退火

根据合金冷变形程度及产品性能要求加热至一定温度, 均匀烧透后冷却, 与软化退火相比较, 退火温度和时间的范围要严格控制, 必须均匀, 并根据产品表面质量要求控制炉内气氛。前面介绍的T2M变压器带的退火工艺就是成品退火。

下面就黄铜再加以说明“350mm连续辊底式热处理机列”的退火工艺特点 (见表6) 。

3) 淬火-回火 (或时效)

淬火主要用于热处理可强化的合金, 如铍青铜、镉青铜、铬青铜等。淬火时, 合金加热至比相变点高20～50℃并保温适当时间, 使合金中的强化相溶解于基体之中, 形成过饱和固溶体组织, 然后在水等介质中急速冷却至常温而获得这种过饱和固溶体组织, 以提高合金塑性。下面以铍青铜为例来介绍该机列的淬火工艺。

(1) 铍青铜合金是时效硬化合金, 它的强度、硬度、耐疲劳和导热性能在所有铜合金中是最高的。耐腐蚀性相当于脱氧铜, 耐磨性比铝镍青铜, 17-4PH不锈钢和H-11工具钢更优。它的工作温度范围宽, 从低温到相当高的温度均可保持其有用的性能, 韧性好, 具有良好的抗冲击性和能量阻尼。抗冲击强度比钢大25%, 能吸收60%以上的能量, 它的时效硬化性能稳定, 内磨擦小, 铸造铍铜无残余应力, 各向基本同性单位工作强度、塑性好。

(2) 铍青铜的淬火介质可以是水或风。在“350mm连续辊底式热处理机列”这设备中, 我们采用的是风淬, 当料从炉子中带着高温出来前, 用风机对它进行强制冷却从而达到淬火为目的;所以在设定工艺参数时, 还应考虑到风机的功率。这里以满功率的百分数来进行设定 (见表7) 。

(四) 结论

通过不同产品的生产工艺参数在该机列中的实际运用, 为高精度带材的生产提供了技术保证, 产品质量上了一个新台阶, 从而为公司开拓新市场打下了基础, 创造了一定的经济效益。

摘要：介绍了“350㎜连续辊底式热处理机列”的装置流程、辅助设备和主体设备的生产工艺, 阐述了紫铜、黄铜、铍青铜产品分别在该机列软化退火、成品退火、淬火上的生产工艺特点, 并与“井式电炉”比较, 得出了最佳参数。

关键词：辊底炉,装备,生产工艺

参考文献

[1]西北铜加工厂.350mm连续辊式炉底热处理生产线[J].

[2]重有色金属材料加工手册编写组.重有色金属材料加工手册 (第三分册) [M].冶金工业出版社, 1979.

[3]GB/T2040-2002, 铜及铜合金带材[S].2002.

热处理工艺与装备 篇2

（五）答案

一、填空题

1、机械加工精度，越高

2、成批生产

3、力学性能要求

4、工艺基准。

5、直接找正

6、定位基准

7、较多

8、半精加工

9、次要表面

10、专用夹具

11、定位

12、定位作用。

13、定心精度较低。

14、对中性好。

15、较小，小

16、偏心轮

17、平稳块

18、装配

二、判断题

1、×

2、×

3、×

4、√

5、√

6、×

7、×8√

9、√

10、√

三、名词解释

1、答：规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。

2、答：机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和表面间的相互位置)与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。

3、答：尽可能选择同一定位基准来加工尽可能多的表面，以保证各加工表面的相互位置精度，避免产生因基准变换所引起的定位误差。

4、答：按加工要求应限制的自由度没有被限制的的定位称为欠定位，欠定位是不允许的。

5、答：由于定位基准与工序基准不重合所造成的定位误差称为基准不重合误差。

四、问答题

1、答：划分机械加工阶段的作用：

1)有利于消除或减小变形对加工精度的影响2)可尽早发现毛坯的缺陷 3)有利于合理选择和使用设备4)有利于合理组织生产和安排工艺

2、答：采用已加工表面作为定位基准表面，这种定位基准称为精基准。

精基准的选择原则有：

1)基准重合原则尽可能选用设计基准作为定位基准，以避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。2)基准统一原则即选择同一定位基准来加工尽可能多的表面，以保证各加工表面的相互位置精度，避免产生因基准变换所引起的误差。3)互为基准原则4)自为基准原则

5)基准不重合误差最小条件当实际生产中不宜选择设计基准作为定位基准时，则应选择因基准不重合而引起的误差最小的表面作定位基准。

五、计算题

1、解1）分析

定位基准与工序基准重合同为Φ22轴线，故BO；定位基面与限位基面间有间隙，△y≠0。虽然定位销垂直布置，但定位时活动V形块将工件推向左边，使孔、销右边固定接触。定位基准移动方向与加工尺寸方向间的夹角3015。

2）计算

BO

i

热处理工艺与装备 篇3

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热处理工艺与装备 篇4

“新一代清洁炼焦工艺与装备开发”重点项目申请指南

一、指南说明

我国是世界焦炭生产大国，年产能近4亿吨，出口量占世界焦炭出口贸易总量的60％以上，是全球焦炭生产和供应的中心。但是，我国炼焦工业存在炼焦煤资源不足、资源利用效率较低、污染严重、技术落后的产能比重大等问题，因此急需研发新型炼焦工艺与装备，以适应我国节能减排的总体要求。

根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006━2020年）》和“十一五”863计划资源环境技术领域的总体部署，本领域2009年拟启动“新一代清洁炼焦工艺与装备开发”重点项目，围绕清洁炼焦工艺装备和技术进行深入研究，具体指南内容如下。

二、指南内容

1．项目名称

新一代清洁炼焦工艺与装备开发 2．项目目标

为解决焦化行业的资源综合利用和清洁生产等关键问题，开发超大容积顶装焦炉工艺和装备技术，并通过系统技术集成建立示范工程，完成示范工程的运行与考核；同时，开展符合清洁生产要求和炼焦煤资源高效利用的现代大型捣固焦炉关键工艺技术与符合循环经济要求的焦炉煤气高效脱硫工艺技术的研究，为其工程化奠定基础。通过项目实施，大幅度提高我国焦化行业的技术及装备水平，形成具有自主知识产权的技术集群。3．研究内容

（1）超大容积顶装焦炉技术与装备开发

在研究炉体结构、温度参数、供热方式等对超高炭化室内焦饼加热的影响规律的基础上，开发炭化室加热均匀性控制技术；开发超大容积焦炉废气循环与多段加热组合燃烧技术；基于焦炉加热系统、燃气供应系统、多吸气管系统的流体动力学机理和多点压力信息，开发大型焦炉压力精细化控制技术；研究大型焦炉关键部位的冷、热态形变特点和行为，开发炉体关键部位耐火材料；以结构力学和材料力学为基本手段，研制高结构强度、高严密性护炉铁件；研发超大容积焦炉配套焦炉机械装备，全面实现大型焦炉机械单机操作自动化，开发装煤机、推焦机、熄焦机操作的综合自动化技术，提高生产效率；集成超大容积顶装焦炉关键技术，并应用于示范工程。

（2）符合清洁生产要求的现代大型捣固焦炉工艺技术研究

应用煤岩学和煤化工的基本理论和方法，以东北和华东地区的主要高挥发份、弱粘结性煤为对象，系统研究弱粘结性煤和非炼焦煤的基本结构特征及其与捣固炼焦工艺的相关性，建立主要煤种特性及其结焦特性数据库，通过小型捣固焦炉配煤实验，确定主要煤种最大配入量，完成配煤工艺软件包的开发；在研究捣固焦炉装煤过程特性和烟尘产生机理的基础上，开发机侧炉门密封和烟尘捕集技术；研究开发适合捣固焦炉的烟尘预处理技术，完成捣固焦炉除尘关键技术集成和除尘系统设计方案。

（3）符合循环经济要求的焦炉煤气高效脱硫工艺技术研究

建立真空碳酸盐脱硫系统热力学、动力学数据支撑系统，研究真空碳酸盐工艺煤气中CO2和H2S的竞争吸收，开发出具有完整自主知识产权的工艺包；将计算流体力学与多相流模型结合起来预测复杂吸收塔和脱吸塔内的两相流动情况，控制湍流程度，加强两相间混合和传质，实现对设备结构的验算及优化、放大研究，开发出结构合理、高效的塔内件；建立中试验证和优化平台，完成中间试验；基于现代燃烧理论，建立脱硫废液强化燃烧过程的数学模型，研究加快燃烧速率、提高脱硫废液的燃烧效率和传热传质均匀性的技术措施，优化雾化烧嘴，完成以煤气脱硫废液和硫磺为原料的制酸新工艺软件包开发。

4．考核指标

1）完成单孔炭化室高≥7m、炭化室容积≥48m3的超大容积顶装焦炉关键技术开发、总体技术集成和示范工程的建设；

2）超大容积顶装焦炉示范工程单孔焦炭产能为6m焦炉的125 % 及以上，炉组生产能力达到150万t/a及以上；炭化室高向与长向加热均匀，焦饼高度方向温差≤70℃，长度方向温差≤60℃；焦炉炭化室炉墙极限负荷≥9000Pa；

3）在同样产能条件下与6m焦炉相比，超大容积顶装焦炉示范工程炼焦全过程污染物排放总量减少20%～40%，烟囱排放的废气中NOX不大于500 mg/m3；

4）完成炭化室高度＞6m、单孔产能达12000t/a的大型捣固焦炉装煤烟尘控制关键技术和工程方案；

5）完成捣固焦炉配煤数据库，配煤中试实验和工艺软件包编制；在保证焦炭质量的条件下，弱黏结性煤和非炼焦煤配比达到65%-70%，煤种主要包含东北和华东地区的高挥发份、弱粘结性煤；

6）完成焦炉煤气真空碳酸钾脱硫系统的基础数据测试、工艺包开发和关键设备的优化设计，建立中试平台，在节能的前提下，通过过程强化技术使脱硫效率达到98%及以上；

7）完成利用脱硫废液和低品质硫磺生产浓硫酸的工艺软件包和关键设备部件开发，产品浓度达到98%；

8）申请专利10项以上（其中发明专利3项以上），发表研究论文15篇以上。

5．项目实施年限

2009年6月至2012年12月。6．课题经费来源及构成

本项目经费总预算为6000万元，其中国拨专项经费2500万元，承担单位和示范工程依托单位匹配3500万元。

三、注意事项

1．本重点项目申请必须针对项目的总体目标和整体任务，编写《国家高技术研究发展计划（863计划）重点项目申请书》，针对项目部分研究内容的申请将视为无效申请。项目申请要提出项目分解方案（包括任务分解及经费分解方案），并提出项目课题设置及承担单位建议（分解的课题数原则上不超过3个）。项目申请团队由申请单位自行组成（同一申请单位只能参加一个申请团队），并明确项目牵头单位和申请负责人。项目牵头单位与联合申请单位应签订研究开发合作与知识产权分享等相关协议。

2.凡在中华人民共和国境内注册一年以上,具有独立法人资格的高等院校、研究机构和企业（不包括外国独资企业和外资控股企业）均可申请承担本项目课题。本项目要求产学研联合申报，特别鼓励企业牵头联合科研院所、高等院校共同申报。3．项目、课题申请负责人应符合的基本条件：（1）具有中华人民共和国国籍；

（2）年龄在55岁（含）以下（按指南发布之日计算）；（3）具有高级职称或已获得博士学位；

（4）每年（含跨连续）离职或出国的时间不超过6个月；（5）过去三年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录。项目申请负责人应为本学科的学术带头人，具有相关工作背景和较强的组织协调能力，能将主要精力用于项目组织协调与研究工作。

4．对于港澳台优秀科技人员、海外优秀华人学者（包括取得外国国籍和永久居留权的），在满足年龄、职称（学位）等基本条件时，只要正式受聘于课题依托单位，且协议期或聘任期覆盖课题执行期，每年在课题依托单位工作时间不少于6个月，也可作为课题组长。在课题申请时，由课题依托单位出具相关证明材料。

5．项目及课题组长申请及负责的科技部三大计划（863计划、科技支撑计划和973计划）在研课题累计不得超过一项，同时可参加一项课题（申请或在研），每个参加课题的技术人员最多只能参与三大计划中两项课题的工作。科技部及所属事业单位借调的与863计划相关的人员不能申请或参加申请。

6．在填报课题申请书时，要认真编制经费预算部分相关内容。预算编制应在专项经费控制额范围内，结合研究任务的实际需要，坚持目标相关性、政策相符性和经济合理性原则。项目申请单位财务部门会同申请负责人共同编制经费预算，并对预算编制的真实性负责。在编制经费预算之前，项目申请单位及申请负责人应认真学习《国家高技术研究发展计划（863计划）专项经费管理办法》及相关制度规定。

7．各项目申报团队须根据项目申报指南中项目的控制性考核指标提出详细的考核指标，且不得低于指南中的控制性指标。

8．项目申请经费不得高于项目申请指南规定的国拨经费控制额，申请时需按指南要求如实提供配套经费证明和支撑条件承诺，并提供联合申请的合作协议。