11 mesures majeures d'économie d'énergie pour les processus de traitement thermique des tubes en acier

Le potentiel d’économie d’énergie du traitement thermique est très important. Comment prendre des mesures pour renforcer les économies d'énergie est une question importante à laquelle est confronté tout travailleur du traitement thermique. Ce qui suit est une brève discussion sur les économies d’énergie dans les processus de traitement thermique.

Tout d’abord, réduisez la température de chauffage.

Généralement, la température de chauffage de trempe de l'acier au carbone hypereutectoïde est de 30 à 50 ℃ au-dessus de Ac3, et la température de chauffage de trempe de l'acier au carbone eutectoïde et hypereutectoïde est de 30 à 50 ℃ au-dessus de Ac1. Cependant, des études récentes ont confirmé que le chauffage et la trempe de l'acier hypereutectoïde dans la région biphasée α + γ légèrement inférieure à Ac3 (c'est-à-dire la trempe à sous-température) peuvent améliorer la résistance et la ténacité de l'acier, réduire la température de transition fragile et éliminer la fragilité de l'humeur. La température de chauffage de trempe peut être réduite de 40 ℃. L'utilisation d'un chauffage et d'une trempe à basse température, rapides et de courte durée pour l'acier à haute teneur en carbone peut réduire la teneur en carbone de l'austénite, ce qui est propice à l'obtention d'une martensite à lattes avec une bonne correspondance de résistance et de ténacité, ce qui peut non seulement améliorer sa ténacité, mais également raccourcir le temps de chauffage. Pour certains engrenages de transmission, la carbonitruration est utilisée à la place de la carburation, ce qui peut améliorer la résistance à l'usure de 40 % à 60 %, la résistance à la fatigue de 50 % à 80 % et le temps de co-diffusion est équivalent, mais la température de co-diffusion (850 ℃ ) est inférieure de 70 ℃ à la température de carburation (920 ℃), et la déformation du traitement thermique peut également être réduite.

Deuxièmement, réduisez le temps de chauffage.

La pratique de production montre que le temps de chauffage traditionnel déterminé par l'épaisseur effective de la pièce est conservateur, de sorte que le coefficient de chauffage α dans la formule du temps de chauffage et d'isolation τ＝α·K·D doit être corrigé. Selon les paramètres de traitement traditionnels, lorsqu'il est chauffé à 800-900℃ dans un four à air, il est recommandé que la valeur α soit comprise entre 1,0 et 1,8 min/mm, ce qui est conservateur. Si la valeur α peut être réduite, le temps de chauffage peut être considérablement raccourci. Le temps de chauffage doit être déterminé expérimentalement en fonction du type d'acier, de la taille de la pièce, de la charge du four, etc. Une fois les paramètres de processus optimisés déterminés, ils doivent être mis en œuvre avec soin pour obtenir des avantages économiques significatifs.

Troisièmement, annulez la trempe ou réduisez le nombre de fois de trempe.

Annuler le revenu de l'acier carburé. Par exemple, la limite de fatigue de l'axe de piston carburé double face pour les chargeurs en acier 20Cr peut être augmentée de 16 % par rapport au revenu ; annuler le revenu de l'acier martensitique à faible teneur en carbone, simplifier le manchon de goupille de bulldozer à 20 états de trempe en acier (martensite à faible teneur en carbone), la dureté est stable à environ 45HRC, la résistance du produit et la résistance à l'usure sont considérablement améliorées et la qualité est stable ; réduisez le nombre de temps de revenu pour l'acier rapide, tel que la lame de scie machine en acier W18Cr4V utilise une trempe (560 ℃ × 1 h) au lieu des trois trempes traditionnelles de 560 ℃ × 1 h, et la durée de vie est augmentée de 40 %.

Quatrièmement, utilisez une trempe à basse et moyenne température au lieu d'une trempe à haute température

L'acier de construction à moyenne teneur en carbone ou en alliage de carbone moyen utilise un revenu à moyenne et basse température au lieu d'un revenu à haute température pour obtenir une résistance aux impacts multiples plus élevée. Le foret en acier W6Mo5Cr4V2 de Φ8 mm, après trempe, est soumis à un revenu secondaire à 350 ℃ × 1 h + 560 ℃ × 1 h, ce qui augmente la durée de vie de coupe du foret de 40 % par rapport au foret qui est trempé trois fois à 560 ℃ × 1 h. .

Cinquièmement, réduisez raisonnablement la profondeur de la couche d’infiltration.

Le cycle de traitement thermique chimique est long et consomme beaucoup d’énergie. Si la profondeur de la couche d’infiltration peut être réduite pour raccourcir le temps, cela constitue un moyen important d’économie d’énergie. La profondeur de couche de durcissement nécessaire est obtenue par mesure de contrainte, ce qui montre que la couche de durcissement actuelle est trop profonde et que seulement 70 % de la profondeur de couche de durcissement traditionnelle est suffisante. Des études ont montré que la carbonitruration peut réduire la profondeur de la couche de 30 à 40 % par rapport à la carburation. Dans le même temps, si la profondeur de la couche d'infiltration est contrôlée à la limite inférieure de ses exigences techniques en production réelle, elle peut également économiser 20 % d'énergie, tout en raccourcissant le temps et en réduisant la déformation.

Sixièmement, utiliser un traitement thermique chimique à haute température et sous vide

Le traitement thermique chimique à haute température consiste à augmenter la température du traitement thermique chimique lorsque la température de fonctionnement de l'équipement le permet et que les grains d'austénite de l'acier infiltré ne se développent pas, accélérant ainsi considérablement la vitesse de carburation. L'augmentation de la température de carburation de 930 ℃ à 1 000 ℃ peut augmenter la vitesse de carburation de plus de 2 fois. Cependant, en raison de nombreux problèmes, le développement futur est limité. Le traitement thermique chimique sous vide est effectué dans un milieu en phase gazeuse à pression négative. Étant donné que la surface de la pièce est purifiée sous vide et qu'une température plus élevée est utilisée, le taux de pénétration est considérablement augmenté. Par exemple, la cémentation sous vide peut augmenter la productivité de 1 à 2 fois ; le taux de pénétration de l'aluminium et du chrome peut être augmenté de plus de 10 fois à 133,3 × (10-1 ~ 10-2) Pa.

Septièmement, traitement thermique chimique ionique

Il s'agit d'un procédé de traitement thermique chimique qui utilise une décharge luminescente entre la pièce (cathode) et l'anode pour infiltrer les éléments à infiltrer dans un milieu en phase gazeuse contenant les éléments à infiltrer à une pression inférieure à une atmosphère. Tels que la nitruration ionique, la cémentation ionique, la sulfuration ionique, etc., avec les avantages d'un taux de pénétration rapide, d'une bonne qualité et d'une économie d'énergie.

Huitièmement, utilisez l'auto-trempe par induction

Utilisez la trempe automatique par induction au lieu de la trempe au four. Étant donné que le chauffage par induction est utilisé pour transférer la chaleur à l'extérieur de la couche de trempe, la chaleur résiduelle n'est pas complètement évacuée pendant le refroidissement par trempe et un revenu de courte durée est obtenu. Par conséquent, il présente un rendement élevé et des économies d'énergie et, dans de nombreux cas (tels que l'acier à haute teneur en carbone et l'acier fortement allié à haute teneur en carbone), il peut éviter les fissures de trempe. Dans le même temps, une fois les paramètres du processus déterminés, il peut être produit en masse et les avantages économiques sont significatifs.

Neuvièmement, utilisez une trempe de préchauffage après forgeage.

La trempe par préchauffage après forgeage peut non seulement réduire la consommation d'énergie du traitement thermique et simplifier le processus de production, mais également améliorer les performances du produit. L'utilisation d'une trempe par chaleur résiduelle après forgeage + d'un revenu à haute température comme prétraitement peut éliminer les défauts des grains grossiers et une mauvaise résistance aux chocs lorsque la trempe par chaleur résiduelle après forgeage est utilisée comme traitement thermique final. Il est plus court que le recuit sphéroïdisant ou le recuit général et a une productivité élevée. De plus, la température de trempe à haute température est inférieure à celle du recuit et de l'activité politique, elle peut donc réduire considérablement la consommation d'énergie et l'équipement est simple et facile à utiliser. Par rapport à la normalisation générale, la normalisation de la chaleur résiduelle après forgeage peut non seulement améliorer la résistance de l'acier, mais également améliorer la ténacité du plastique et réduire la température de transition fragile à froid et la sensibilité aux entailles. Par exemple, l'acier 20CrMnTi a été refroidi à 730-630℃ à une vitesse de refroidissement de 20℃/h après forgeage et a obtenu de bons résultats.

Dixièmement, remplacez la trempe par carburation par une trempe de surface.

Une étude systématique des propriétés de l'acier au carbone moyen-élevé avec une teneur en carbone de 0,6 % à 0,8 % après trempe à haute fréquence (telles que la résistance statique, la résistance à la fatigue, la résistance aux chocs multiples et les contraintes internes résiduelles) montre qu'il est entièrement Il est possible de remplacer partiellement la trempe par cémentation par une trempe par induction. Nous avons utilisé avec succès la trempe à haute fréquence en acier 40Cr pour fabriquer des engrenages de boîte de vitesses, remplaçant les engrenages de trempe par carburation en acier 20CrMnTi d'origine.

Dixième. Remplacer le chauffage global par un chauffage local.

Pour certaines pièces ayant des exigences techniques locales (telles que le diamètre de l'arbre d'engrenage résistant à l'usure, le diamètre des rouleaux, etc.), des méthodes de chauffage locales telles que le chauffage au four à bain, le chauffage par induction, le chauffage par impulsions, le chauffage à la flamme, etc. peuvent être utilisées au lieu du chauffage global. un chauffage tel qu'un four à caisson, etc., qui permet d'obtenir une bonne coordination entre les pièces de friction et de morsure de chaque pièce, d'améliorer la durée de vie des pièces et, comme il s'agit d'un chauffage local, il peut réduire considérablement la déformation de trempe et réduire la consommation d'énergie.