—— 侯昀伯 孙良 郭靖 王之千
孙丁丁 张宏 武贤璐
经过为期两周的实习，我们组对热处理分厂的相关情况，有了详细的了解。实习报告，将从热处理分厂的基本概况、典型热处理的生产设备、热处理的基本知识、典型零件的热处理和表面处理工艺，以及此次实习的感悟与收获几个方面做详细介绍。
1．热处理分厂相关情况简介
热处理分厂共有员工约105人，其中正式员工约70名，年吞吐量约为五千吨，热处理分厂整体分为热处理区和表面处理区。
热处理生产区，含有电炉、立式炉、盐炉、渗氮炉、高频炉等五个作业点，可进行可控气氛零件渗碳、碳氮共渗、光亮、淬火，长轴类热处理淬火、正火、回火、退火、齿轮压淬、氮化、真空热处理，高中频表面淬火、实效、固溶处理，校直、抛丸等多种热加工处理。
表面处理生产区，含有法兰、镀镍、镀锌、达克罗四个生产作业点，可进行零件的镀铜、化学镀镍、镀锌、氧化、磷化、酸洗及达克罗等表面防腐处理加工。
下图为热处理分厂的组织管理结构简图：
2．热处理分厂相关设备介绍
热处理分厂有两个工段，一个是进行表面处理，一个是进行热处理。由于表面处理工段没有机器机床设备，这里主要介绍热处理工段的各种设备。
热处理分厂有很多机床机器设备，进行各种需要的热处理。有的设备很新，也有的设备已经快淘汰了。这里有箱式多用炉、井式炉、感应淬火机床、转底炉、盐浴炉等各种设备。
2.1感应淬火机床
这几台设备在热处理分厂基本算是比较先进的设备了。它的型号是GCJ10150。产地是天津。
该机床为立式感应淬火机床，其中运动为工件的升降运动，由交流电机变频调速控制经滚珠丝杠，使主滑板沿机床导轨作升降运动。工件旋转运动，采用直流电机，经可控硅控制无级调速。 本机床采用可编程序控制器(PLC)实现连续淬火，同时加热淬火，分段连续淬火，分段同时 淬火等多种自动淬火程序。具有连续淬火、同时淬火、分段连续淬火、分段同时淬火、主要适用于光轴、台阶轴、凸轮轴、传动轴、齿轮轴及盘类、环类零件的端面淬火、工件的冷却方式喷液淬火。 GCJ10150立式淬火机床主要技术参数：
夹持零件最大长度： 1500 mm
滑板最大行程： 1600 mm
工件最大淬火直径： ￠400 mm
工件最大重量： 150 kg
滑板移动速度范围： 2-80mm/s 内无极调速
工件旋转速度范围： 20—150r/min
冷却方式： 喷液
2.2多用箱式炉
主要技术参数：
型号:VKEs3-60/65/110CN ;
电容量：180KVA；
工作尺寸：1100×600×650mm;
工作高度：1400mm
自重：15000kg
最高使用温度：950°C
主要用途：主要进行渗碳、氢化、油浴淬火等。
它的前室可防止装料时氧气渗入炉内并可保护热处理工件在前中冷却和油浴淬火过程中不致氧化。炉外有火幕，可大大减少渗入炉内的氧气量，同时防止在前室内形成炉气和空气
的爆炸性混合物。
前室中任何可能残存的氧气彻底清除后，才可将工件送入，确保加热室中的炉气组分不因工件的送入而受影响。前室为双壁结构，用油冷却。前室可设计为两层，以便将处理后的工件在保护气体中在前室上层进行冷却。同时可在下层像加热炉装入新料。前室设有压力释放安全阀，防止前室压力过高。
2.3可控气氛井式炉
加热功率：110KW 额定温度：700°C
主要作用：气体渗碳、渗氮、氮碳共渗或碳氮共渗、保护气氛下得淬火回火退火。
2.4转底式炉
型号：RDEs-230 功率：117KW
进料口尺寸：600×300mm（W*H） 工作高度：1300mm
自重：12000kg 最高工作温度：950°C
AICHELIN转底炉是一种适用于大批量连续生产的热处理设备。工件装在可转动的炉底上，装料和出料正常为同一炉门。转底炉的显著特点是：占地面积小，由于是圆形炉膛，顶部设有风扇，其炉温均匀性好；炉底由氮化硅砌成，坚固耐用；整体炉子结构简单，工作期间故障率低，操作简单，维修费用低。如与等温淬火槽配合并配爱协林的机械手可实现轴承、离合器片等零件的贝氏等温淬火并组成自动化程序很高的自动生产线。
安全装置
·高压超温保护
·低温保护装置，用以在炉温不足750℃时，爆炸性气体不得进入炉内。
·氮气自动冲入装置，在突然停电、断气故障发生，氮气自动冲入炉内，防止爆炸混合物的形成，同时炉内件受到中性气体的保护。
·炉门火幕防止开门时氧气进入
·火幕点火器装置失效，有关装置发出报警信号并使炉们关闭。
2.5盐浴炉
用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热。盐浴炉的加热速度快，温度均匀。工
件始终处于盐液内加热，工件出炉时表面又附有一层盐膜，所以能防止工件表面氧化和脱碳。
盐浴炉可用于碳钢、合金钢、工具钢、模具钢和铝合金等的淬火、退火、回火、 氰化、 时效等热处理加热，也可用于钢材精密锻造时少氧化加热。
2.6低温回火炉
型号：VKHLE3-60/65/110CN
电容量：55KVA
工作尺寸：1100×600×650mm
工作高度：1400mm
自重：2000kg
最高使用温度：500°C
主要用途：金属机件的回火、正火,退火,淬火用
2.7高温回火炉
型号：KEs3-60/65/110CN
电容量：70KVA
工作尺寸：1100×600×650mm
工作高度：1400mm
自重：2600kg
最高使用温度：700°C
主要用途：金属机件的回火、正火,退火,淬火用
2.8真空回火炉
由真空炉、高真空抽气机组、储气罐等组成。
真空的主要参数：
型号：WZC-60
料框尺寸：660×900×450mm
最高温度：1320°C
极限真空度：3.3x10-3真空抽气机组Pa
加热功率：3相100KW
总功率：<150KW
自重：12T
主要用途：适用于软磁材料、硅钢片、电工纯铁、铜合金等材料的光亮退火；高速钢、模具钢、工具钢、合金钢、钛合金等淬火后光亮回火；消除锻件、焊接件、冷冲压件、工件淬火后残余内应力，防止工件变形开裂。
2.9各种井式炉
热处理厂里有很多井式炉。有井式回火炉、井式淬火炉、井式退火炉等。主要作用是气体渗碳、气体渗氮（或氮碳共渗）、碳氮共渗、保护气氛下的淬火、回火、退火。
2.10台车炉和日本炉
厂子里还有几台台车炉和两台日本炉。台车炉是箱式电炉。日本炉基本是出于淘汰的阶段。两者的作用都是进行淬火。台车炉主要是对毛坯进行淬火，而日本炉主要是为成品进行淬火、渗碳、氢化等。
2.11强扭机
型号：S68-003A
主要作用是对扭力轴进行预扭力。
以上就是热处理分厂的主要设备。
3.典型零件的热处理工艺
3.1 热处理基础知识回顾
金属材料的热处理，是金属材料在固态下，通过适当的方式进行加热、保温和冷却，改变材料内部机构，从来改善材料性能的一种工艺方法。
热处理，分为普通热处理（退火、正火、淬火、回火），表面热处理（表面淬火：感应加热淬火、火焰加热淬火；化学热处理：渗碳、渗氮、渗金属）和其他热处理（形变热处理、超细化热处理、真空热处理）。
3.1.1退火
退火，是将钢加热到预定温度，保温一定时间后，缓慢冷却（通常随炉冷却），获得接近平衡组织的热处理工艺。
退火目的是，降低硬度，改善切削加工性能；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与开裂倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
3.1.1.1完全退火：
将钢加热到Ac3温度以上30~50度，保温一定时间后，随炉冷却到500度，再出炉空冷。
适用于，亚共析钢和铸件、锻件以及焊接件，使加工过程中，造成的粗大不均匀组织细化，降低硬度，提高塑性，改善加工性能，消除应力。
组织变化：奥氏体变成铁素体和珠光体
3.1.1.2球化退火：
将钢加热到Ac1以上10~30度，保温较长时间后以及其缓慢的速度，冷却到600度以下，再出炉空冷。
适用于，共析钢和过共析钢以及合金工具钢的退火，降低材料硬度，改善切削加工性能，并减小最终淬火变形和开裂。
组织变化：网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗碳体球化
3．1.1.3扩散退火（均匀化退火）：
在1050~1150度，长时间保温（10~15h）后，随炉缓冷。
适用于，合金钢大型铸、锻件，目的是消除其化学成分的偏析和组织的不均匀。
3.1.1.4去应力退火：
在500~600度，充分保温后缓慢冷却到200度，出炉空冷。
适用于，铸、锻、焊件及经过切削加工的零件，目的是为了消除毛坯和零件中的残余应力。
3.1.2正火
正火，是将钢加热到亚共析钢或共析和过共析钢以上30~50度，保温适当时间后，在静止空气中冷却的热处理工艺
正火的目的是，对普通碳素钢、合金钢和力学性能要求不高的结构件，可作为最终热处理；对低碳素钢用来调整硬度，避免切削加工中的粘刀现象，改善切削加工性能；对共析、过共析钢用来消除网状二次渗碳体，为球化退火做好组织上的准备。
3．1．3淬火
淬火，是将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50度，经过保温后，在冷却介质中迅速冷却的热处理工艺
淬火，可以得到马氏体和贝氏体组织，以提高钢的力学性能，各种工具、模具、量具和轴承需要经过淬火来提高强度和耐磨性。淬火是强化钢件最主要和最常用的热处理工艺。
冷却介质：
1.水：
廉价、冷却能力强，在500~650度时冷却能力强，对保证工件淬硬有力，在200~300度时，冷却速度大，容易使工件严重变形和开裂。
适用于，过冷奥氏体稳定性较差的碳素钢
2．盐（碱）水
冷却能力比水强，淬火后工件硬度高而均匀，低温冷却速度大，变形开裂更明显，盐水对工件有锈蚀作用，淬火后需要清洗。盐碱在工件表面析出、爆裂，破坏起隔热作用的蒸汽
膜，冷却速度快，同时也能是氧化皮剥落，工件表面更光滑。
适用于，形状简单、淬硬层要求较深、硬度高而均匀、表面要求光洁、变形要求不严的碳钢零件。
3．油（主要是矿物油，常用的是10号机油）
油的粘度大，流动性差，冷却能力低，对于200~300度时马氏体的转变有利，可以有效减少变形开裂，在500~650度时冷却能力差，容易造成碳素钢中奥氏体分解而淬不硬。
适用于，过冷奥氏体比较稳定的合金钢淬火。
3.1.4表面淬火
表面淬火，是将淬火零件表层金属迅速加热至相变温度以上，而心部未被加热，然后迅速冷却，使零件表面获得马氏体而西部仍未原始组织的热处理工艺。
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