第七章常用热处理炉类型及特点优秀课件
可控气氛热处理炉的分类及特点
可控气氛热处理炉的分类及特点可控气氛热处理炉是一种广泛应用于金属加工行业的设备，它能够在特定的气氛条件下对金属工件进行热处理。
这种炉子具有多种不同的分类和特点。
以下是对可控气氛热处理炉的分类和特点的详细介绍。
一、分类1. 气氛控制方式分类（1）气氛控制方式分为氧化性气氛热处理炉和还原性气氛热处理炉两种。
氧化性气氛热处理炉主要用于表面处理工艺，如碳化、氮化等。
其主要特点是在炉内通入氧化性气体，如氧气、二氧化碳等，以实现对金属工件表面的氧化反应。
这种炉子适用于提高工件表面强度和硬度等特性。
还原性气氛热处理炉主要用于去除金属工件表面的氧化物，并降低工件中的氧含量。
其主要特点是在炉内通入还原性气体，如氨气、氢气等，以实现对金属工件表面的还原反应。
这种炉子适用于净化金属表面和提高金属材料的纯度。
（2）还可以根据气氛控制的方式分为氧气控制热处理炉、氮气控制热处理炉、氢气控制热处理炉等。
氧气控制热处理炉主要通过控制炉内氧气的流量和浓度，来实现不同氧化反应的控制。
这种炉子适用于表面氧化处理和改变金属工件的表面化学性能。
氮气控制热处理炉主要通过控制炉内氮气的流量和浓度，来实现不同氮化反应的控制。
这种炉子适用于表面氮化处理和提高材料硬度。
氢气控制热处理炉主要通过控制炉内氢气的流量和浓度，来实现还原反应的控制。
这种炉子适用于表面还原处理和净化金属表面。
2. 加热方式分类（1）电阻加热热处理炉：主要通过电阻加热的方式来提供炉内的热源，通过控制电阻丝的加热功率和电流，来控制炉内温度的升降。
这种炉子具有加热速度快、温度均匀性好、控制精确等特点。
（2）燃气加热热处理炉：主要通过燃气燃烧产生的高温气体来提供炉内的热源，通过控制燃气的气流量和燃烧器的火焰强度，来控制炉内的温度。
这种炉子具有操作简便、适用范围广等特点。
3. 结构形式分类（1）箱式热处理炉：是一种常用的结构形式，工作室呈箱体形状，炉门位于炉的一侧或两侧，可以方便地进行工件的装卸。
可控气氛热处理炉的分类及特点
编号：SY-AQ-01691( 安全管理)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑可控气氛热处理炉的分类及特点Classification and characteristics of controllable atmosphere heat treatment furnace可控气氛热处理炉的分类及特点导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
1.可控气氛热处理炉的分类可控气氛热处理炉种类很多，有周期式和连续式之分。
周期炉:有井式炉和密封箱式炉(又称多用炉），适用于多品种小批量生产，可用于光亮淬火、光亮退火、渗碳、碳氮共渗等热处理。
连续炉:有推杆式、转底式及各种形式的连续式可控气氛渗碳生产线等，适用于大批量生产，可以进行光亮淬火、回火、渗碳及碳氮共渗等热处理。
2.可控气氛热处理炉的特点(1)炉膛密封良好炉膛密封形式主要有炉体密封和炉罐密封两类。
炉体密封，包括炉壳、炉门、电热元件引出孔、热电偶孔、风扇轴孔和推料机械伸出炉外的孔洞等处的密封。
电热元件等在可控气氛作用下，需采用抗渗碳性强的材料或加抗渗碳涂料，最好用低压供电，以免元件渗碳或炉壁积碳使元件发生短路而毁坏。
采用炉罐(金属或陶瓷罐)隔离密封，密封效果比较好，但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗，炉子工作温度也受到限制。
还有一种密封形式兼有上述两类密封的特点，即除炉膛密封外，采用辐射管加热器，可防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉内气氛。
(2)炉内保持正压可控气氛炉内应保持正压，以防止炉外空气侵入引起爆炸，并且保证炉内气筑稳定。
保持炉内正压的措施是，以一定压力供入足够的可控气体，保证可控气氛充满炉膛；对全密封的炉子，在废气排出口设置水封；控制炉内压力；炉门设置装料前室及火帘装置，以隔绝空气侵入和防止炉气外溢。
10 热处理炉
二、冷轧薄板热处理炉 冷轧薄板存在的问题：加工硬化现象。 处理办法及目的：再结晶退火，提高塑性。 1）罩式退火炉 ） 光亮退火炉的罩式退火炉由固定基座、可移动的内 罩和外罩三部分组成，其结构见图11-2。
罩式炉的加热方式发展过程： 罩式炉的加热方式发展过程 明火径向烧嘴→辐射管加 热→平焰烧嘴直接加热 罩式炉防氧化措施：内罩内通 罩式炉防氧化措施 保护性气体N2，适当配以H2、 CO CO CO、CO2。 节能措施：①应用绝热性能好 节能措施 的耐火纤维作为外罩内衬；② 采用松卷带钢罩式退火炉，使 层与层之间保持0.5～2.5ｍｍ 的间隙，高温保护性气体可以 和更多的钢表面接触，缩短加 热时间。
热处理炉
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第十一章
热处理炉
轧材厂轧制的型材，一部分可以直接作为成品材，还有一 部分需要经过热处理，如退火、淬火、回火、正火、调质处 理、渗碳、渗氮、氰化等，才能作为成品材。一般来说，对 型材、板材、管材进行热处理的目的是： (1) 改变金属的物理性质和机械性能； (2) 消除压力加工产生的内应力； (3) 降低金属硬度，改善切削性能； (4) 提高金属的表面硬度； (5) 进行化学处理，达到特殊的要求。
11.2 轧钢厂常见热处理炉
一、中厚板热处理炉 钢板按厚度分为薄板（δ<4ｍｍ）、中板（δ＝4～9ｍ ｍ），厚板（δ＝9～60ｍｍ）。中厚板的热处理作业主要是 正火（860～900℃）、淬火(860～1000℃）和回火（600～ 720℃）。 厚板的热处理炉大多采用辊底式炉，如图11-1所示。 这种炉子以前大多采用明火加热，为了减少氧化，提高 钢板表面质量和淬火钢板的淬透性，现逐渐采用辐射管间接 加热，并通氮气作为保护气氛。为使温度分布均匀，在炉内 还可安装风扇进行强制循环。
热处理设备及加热装置的类别和特性
热处理设备及加热装置的类别和特性1热处理设备分类热处理设备是指用于实施热处理工艺的装备。
在热处理车间内还有维持热处理生产所需的燃料、电力、水、气等动力供应设备，起重运输设备和生产安全及环保设备。
通常把完成热处理工艺操作的设备称为主要设备。
把与主要设备配套的和维持生产所需的设备称为辅助设备。
热处理车间内设备的分类如表1-1所示。
1.1热处理主要设备1热处理炉热处理炉是指具有炉膛的热处理加热设备。
因在加热过程中炉膛首先被加热，再参与对工件的热交换，所以热处理炉的加热性质属间接加热。
2加热装置加热装置是指热源直接对工件加热的装置。
因此，其加热性质属直接加热。
其加热方法可以是火焰直接喷烧工件，电流直接输入工件将其加热，工件内产生感应电流加热工件及等离子体、激光、电子束冲击工件而加热等。
3表面改性装置这类装置主要有气相沉积装置和离子注入装置等。
气相沉积装置是指通过在气相中的物理、化学过程，在工件表面上沉积金属或化合物涂层的装置。
子注入是把氮、金属等的离子注入材料表面。
这类工艺方法不同于传统的通过加热和冷却发生相变而强化金属的热处理方法，是现代新兴的一种改金属表面性能的方法。
4表面氧化装置表面氧化装置是指通过化学反应在工件表面生成一层致密的氧化膜的装置。
它由一系列槽子组成，通常称发蓝槽或发黑槽。
5表面机械强化装置表面机械强化装置是指利用金属丸抛击或压力辊压或施加预应力，使工件形成表面压应力或预应力状态的装置，有抛丸机和辊压机等。
6淬火冷却设备淬火冷却设备是指用于热处理淬火冷却的装置，有各种冷却介质的淬火槽、喷射式淬火装置和压力淬火机等。
7冷处理设备冷处理设备是指用于将热处理件冷却到0℃以下的设备。
常用的装置有冷冻机、干冰冷却装置和液氨冷却装置。
8工艺参数检测、控制仪表工艺参数检测、控制仪表，通常是指对温度、流量、压力等参数的检测、指示和控制仪表。
随着计算机控制技术的应用，使对热处理工艺参数控制的概念发生了根本性的变化，除常规的工艺参数控制外，还有工艺过程静态和动态控制、生产过程机电一体化控制、计算机模拟仿真等。
热处理设备PPT资料优选版
一、热处理设备分类（续）
（二）冷却设备
冷却设备：根据工艺的不同，冷却设备有缓冷设备、淬火设备和冷处理设备。
缓冷设备： 包括热处理炉极缓冷室（坑），用于退火冷却、正火冷却及渗碳后预冷。
淬火设备 为工件淬火提供足够冷却能力的设备。结构一般比较简单，主要为箱式或
圆形槽体。 冷处理设备
将淬火工件冷却到室温以下，促使钢中残留奥氏体转变为马氏体的一种工 艺。冷处理温度一般为-60～-120℃，最低接近-200°。
特点：这种炉子装炉量多，生产率高，装卸 料方便，炉内气流循环较好，应用广泛。其主要 缺点是工件不能分层布置，堆积过密的小型零件， 阻碍炉气循环，工件加热不均匀。
三、浴炉
定义：利用液体介质加热（或冷却）工件的一种热处理炉。 液体介质：盐浴炉、金属浴炉、碱浴炉、油浴炉。 工作温度：150-1300℃ 应用的工艺：淬火、正火、回火、局部加热、化学热处理、等温或分级淬火。
作液业体规 介程质：：作周盐用期浴作炉与业、用炉金、属途半浴连炉：续、使作碱业浴工炉炉件和、连油自续浴动作炉业。完炉成淬火过程的机械装置，能够使工件在压力下进行淬 冷一却、设 热火备处：理，根设以据备工分减艺类少的不工同件，冷的却变设备形有与缓冷弯设曲备、，淬广火设泛备用和冷于处尺理设寸备比。 较大、厚度比较薄的圆盘类和长轴
缓冷室通常是用钢板制成或用砖砌成的冷却坑。
应用的类工艺等：易淬火变、形正火件、，回火也、用局部于加形热、状化比学热较处复理、杂等的温或零分件级淬。火。
定义：利用液体介质加热（或冷却）工件的一种热处理炉。 专门化程度：通用炉和专用炉 缓冷室（坑），用于退火冷却、正火冷却及渗碳后预冷。 在风扇旋转所产生的离心力的作用下，强迫炉气沿炉罐外侧向下，再从炉罐底板孔进入炉罐，将热量传给工件，并受风扇中心负压的 吸引循环流动。 作用：为工件淬火提供足够冷却能力的设备。 工作温度：150-1300℃ 为防止工件在缓冷过程中发生氧化和脱碳可向缓冷室(坑)通入保护气氛。 特点：这种炉子装炉量多，生产率高，装卸料方便，炉内气流循环较好，应用广泛。 优点：加热速度快，加热均匀，防止氧化与脱碳，提高工件的表面质量，操作方便； 缺点：冷炉升温慢，炉内温差较大，工件容易产生氧化和脱碳，操作不方便， 特别是大型箱式电阻炉，工人在操作时的劳动强度较 大。
热处理炉的分类
热处理炉的分类
热处理炉按照使用目的和工作原理可分为以下几类：
1. 车床式热处理炉：工件放置在车床中，在炉内旋转热处理，适用于批量、重量较大的工件。
2. 线性式热处理炉：工件在线性传送带上运动，一般用于生产线中的连续生产工艺。
3. 相间式热处理炉：工件在加热和冷却区域交替运动，适用于对工件进行淬火、回火等处理。
4. 磨具式热处理炉：工件在移动磨具上翻滚，达到淬火、回火等效果。
5. 真空炉：能够在真空或气氛下进行热处理，适用于不耐氧化的金属材料的处理。
6. 气氛炉：在特定氧化剂或保护气氛下进行热处理，适用于对表面进行氧化或氮化的工艺处理。
7. 橱式热处理炉：种类繁多，广泛用于各种金属材料的热处理工艺。
热处理炉的分类
热处理炉的分类
热处理主要设备是完成热处理工序的必要装置，这类设备对热处理效果和产品质量起着决定性的作用，其中又以加热设备最为重要。
加热设备包括各种电阻炉、浴炉、燃料炉、可控气氛炉、真空炉等，它们是热处理车间的重要设备。
为了便于选择使用和分析比较，常依据以下几种方法进行分类。
①按热能来源分类。
电阻炉、燃料炉。
②按工作温度分类。
低温炉(<650℃)、中温炉( 650-1000="" ℃)、
高温炉(="">1000℃)。
③按炉膛介质分类。
空气炉、浴炉、可控气氛炉、流动粒子炉、真空炉、离子渗碳炉。
④按炉型分类。
箱式炉、井式炉、台车式炉、推杆式炉、转底式炉、振底式炉、传送带式炉。
⑤按工艺用途分类。
正火炉、退火炉、淬火炉、回火炉、渗碳炉、渗氮炉、碳氮共渗炉。
⑥按作业规程分类。
周期作业炉、半连续作业炉、连续作业炉。
随着其他相关技术的发展及对热处理产品质量要求的不断提高，新型热处理设备不断出现，近年来热处理设备的发展基本是以节约能源，提高产品质量，改善劳动强度和消除公害等方面进行的。
随着专业化程度的提高，各种连续式加热设备自动生产线占的比重越来越大。
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常用热处理炉
常用热处理炉1. 热处理炉的基本概念和分类1.1 热处理炉的定义热处理炉是一种用来改变材料的物理和化学性质的设备。
通过控制材料的温度和处理时间，可以使材料达到所需的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性能。
1.2 热处理炉的分类热处理炉根据不同的处理方式和工艺要求，可以分为以下几种类型： 1. 淬火炉：用于快速冷却材料，以增加材料的硬度和强度。
2. 回火炉：用于降低材料的硬度和脆性，提高材料的韧性和可加工性。
3. 热处理炉：用于改变材料的晶体结构和性能，如退火、正火、奥氏体化等。
4. 渗碳炉：用于在材料表面渗入碳元素，以提高材料的硬度和耐磨性。
5. 淬火回火炉：结合淬火和回火两种处理方式，用于获得既具有硬度又具有韧性的材料。
2. 热处理炉的工作原理和操作步骤2.1 热处理炉的工作原理热处理炉主要通过加热和冷却两个过程来改变材料的性质。
在加热过程中，炉内的加热元件将热能传递给材料，使其温度升高。
在冷却过程中，通过不同的冷却介质或方法，使材料迅速冷却，从而改变其组织和性能。
2.2 热处理炉的操作步骤热处理炉的操作包括以下几个步骤： 1. 准备工作：清理炉膛和炉门，检查炉内的加热元件和冷却系统是否正常。
2. 装料：将待处理的材料放入炉膛中，并根据处理要求进行合理排列。
3. 加热：根据处理要求，设置炉内的加热温度和保温时间，启动加热系统进行加热。
4. 冷却：在加热完成后，根据处理要求选择合适的冷却介质或方法，进行冷却处理。
5. 取出材料：在冷却完成后，打开炉门，将处理完成的材料取出。
6. 检查和测试：对处理后的材料进行外观检查和性能测试，确保处理效果符合要求。
7. 记录和整理：将处理过程中的参数和结果进行记录，并对炉膛进行清理和整理。
3. 常用热处理炉的特点和应用领域3.1 淬火炉的特点和应用领域淬火炉通过快速冷却材料，可以使材料表面形成马氏体组织，提高材料的硬度和强度。
淬火炉主要应用于制造业中的钢铁、铸件、汽车零部件等领域。
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（五）转底式炉
1.结构 炉体、转底、炉门、气路系统及电气控制装置等组成。 工作时，炉底旋转，工件放在转动炉底上，炉底转动一周，工件加热完毕。 2.特点 1）工件在加热时，隨炉底一起转动，工件无碰撞，加热时变形量小； 2）可以加热形状复杂的异形工件； 3）可以根据需要，改变工艺参数； 4）炉子砌体质量要求高 。 3.用途 主要适用于齿轮、齿轮轴、曲轴以及连杆等多种零件的淬火加热、气体渗
• 在生产过程中工件一般是装在料盘上。料盘在炉 底轨道上向前移动（脉动）。
• 用途：用于中、小型零件的淬火、正火、回火和 渗碳等热处理。
图片7—14 推杆式炉 图7—5 推杆式炉结构图
（三）辊底式炉 1.结构 由炉壳、炉衬、炉门、电热元件、辊子及传动机构、气氛控制装置、温控装 置、传动控制装置等组成。 安装在炉底的辊子由电动机驱动，工件在炉辊上输送。 2.用途 主要用于管材、棒材的退火、正火、淬火、回火处理；也用于轴承内、外套 圈的光亮退火和淬火处理，套圈装在料筐中。
结构特点： 在炉膛内装有一个放工件的转筒，在加热过 程中，不断转动，转筒内壁常做成多角形或 焊有筋条，以增大工件在炉内的翻转角度。
• 用途： • 主要用于小尺寸或薄件 • 的淬火、正火、渗碳等 • 处理。
图片7—11 转筒式炉
• 2.翻转炉底板式炉 • 结构特点： • 外形如箱式。 • 炉子与淬火槽直接相连，炉
底板可转动，工件加热完毕， 翻转炉底板，工件就被送入 淬火槽中淬火。
• 用途： • 用于小零件的淬火，渗碳并
直接淬火。
图7—3 翻转炉底板式炉简图 1.炉门；2.炉体；3.炉底板；4.淬火槽
7—2 连续作业炉
• 一 、连续作业炉类型
•
（一）输送带式炉
•
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输送带式炉分两种：链板传送
带式炉和网带式炉
图片7—13 网带式炉
图7—9 步进式炉结构图
（七）振底式炉 1.结构 三种类型：凸轮振底式炉；电磁振底式炉；气动振底式炉
图7—11 电磁振底式炉结构图 • 1.炉体；2.骨架；3.炉底；4.烧嘴；5.支撑轮；6.下料滑板；7.炉外下料斗； • 8。水封；9.炉门及其升降机构；10.排烟罩；11.气缸；12.隔板；13.淬火槽。
• 前者承载量比后者大。 • 用途：用于大批量生产的中、小型零件的热处理（如：紧
固件、轴承套圈、五金工具，自行车、汽车、摩托车等零 配件的热处理）。
• （二）推杆式炉 • 结构特点：该类炉子外型长形，前后各有一个门，
炉底上铺设耐热钢轨道，炉子装料端装有上台液 压推料机，推送工件，由炉子的测控系统操纵进 行全自动化生产。
图片7—12 链板传送带式炉
图7—4 网带式炉机组
• 结构特点：两种炉子结构基本相同，工件的运输和加热均 在由驱动机构驱动的带子上，不同的是带子不相同，前者 用的是链板传送带，完全在驱动机构驱动下运转；后者用 的是网带，除在驱动机构驱动下运转外，还有通过炉底托 板驱动网带（将网带置于托板上，托板由产生往复运动的 偏心轮驱动。
图7—6 辊底式光亮淬火炉
（四）鼓形（或滾筒式）炉 1.结构 进料斗、炉壳、炉衬、 电热元件、炉罐及传动机 构、淬火槽及回转机构以 及测控系统等组成。
2.主要特点 工件在加热过程中一
直在罐内翻滾，加热均 匀。
3.用途 适用于滾珠、滾柱等
小型工件的大批量生产 时的淬火、回火等热处 理工艺。
图片7—15 滾筒式炉 图7—7 滾筒式炉结构图
第七章常用热处理 炉类型及特点
§7.1 周期作业炉
• 一、特点
• 通用性强，可适用多种热处理工艺要求，但其生产率和热效率低，炉温均匀性差， 工艺过程不昜控制，一般产品质量的稳定性差（可控气氛炉除外）。
• 二、类型
• 一）普通热处理电阻炉
结构特点：电热元件直接布置在 炉内；高、中温炉直接将热量辐 射给工件 。
图片7—1 箱式炉
图片7—2 井式炉
• （二）化学热处理炉
• 1、一般化学热处理炉 • 1）气体渗碳炉 • 2）气体氮化炉 • 2、特殊化学热处理炉 • 1）可控气氛炉 • 2）真空井式渗碳（氮化）炉
• 化学热处理炉的共同特点： • 炉体密封性能好，炉内构件具有抗气氛侵蚀的性能，在结构上比普通
的热处理炉多风扇和渗剂或控制气氛的制备和输送装置，炉内气氛较 稳定，炉内处于正压状态，设有安全装置。
•
图7—12 气动振底式炉结构图
• 1.电气控制柜；2.减振皮垫；3.振动机构；4.上料斗；5.上料桥；
• 6.张紧弹簧；7.炉底板；8.电热体；9.炉衬；1.0.马弗罐；11.支承吊筐；
碳、氮化、退火等多种热处理工艺。
图7—8 转底式炉结构图
（六）步进式炉
1.结构 炉底是由固定炉底和活动炉底(步进梁)两个部分组成。 活动炉底在固定炉底的缝隙中运动。平时固定炉底高于活动炉底，工件在固 定炉底上加热，活动炉底通过油缸带动的升降梁和平移梁而运动，升降梁作 垂直运动，平移梁作水平运动，当升降梁垂直上升，就托起炉底上的工件， 平移梁水平运动，工件向前进一步，当升降梁垂直下降，工件又置于固定炉 底上，平移梁后退回到原位，往复这一动作，工件就一步一步的向前进（故 称为步进式），而每进一步时活动的炉底走了一个正方形。 2.特点 1）自动化程度高； 2）适合长形工件加热； 3）结构复杂。 3.用途 适用于汽车轴类、发动机搖臂、压板、连杆等 零件的淬火加热、渗碳等 热处理。
图片7—3 井式气体渗碳炉
图片7—4 井式气体氮化炉
图片7—5 滴注式可控气氛炉
图片7—6 网带式保护气氛炉
图片7—7 真空井式渗碳炉
图片7—8 真空井式氮化炉
• 三）处理大件的机械化炉
• 台车式炉：由固定的加热室和在台车 上的活动炉底两部分组成。主要用于 铸件的退火和正火；
图片7—9 台车式炉
• 罩式炉：由固定炉底和活动炉体组成。 用于薄板、带钢巻、型材的热处理， 钢丝、钢管、铜带、铜线、硅钢片等 的退火；
图片7—10 罩式炉
• 滾动底式炉：炉底上有几条耐热钢轨道，轨道上 开V型凹槽，凹槽里放置若干耐热钢滚球或滚轮。 炉门外安装带滚道结构的装料台。
• 用途：常用来处理大、中型热锻模。
（四）处理小件、薄件的机械化炉 1、转筒式炉