杭州駿馬軸承有限公司技術(shù)質(zhì)保部 （浙江 311113） 孫欽賀

為了進(jìn)一步提高軸承鍛件球化退火質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。我公司購進(jìn)杭州金舟電爐有限公司生產(chǎn)的GKT2—20型輥底式保護(hù)氣氛真空鎖氣式雙層球化退火爐作為新的軸承鍛件球化退火設(shè)備。投入使用至今，經(jīng)過三年多生產(chǎn)實(shí)踐表明，該設(shè)備性能穩(wěn)定，退火質(zhì)量可靠，耗電在150～170kW·h/t。由于采用了保護(hù)氣氛，沒有氧化皮，改善了車加工環(huán)境，節(jié)省了原材料，降低了生產(chǎn)成本。

1. 設(shè)備組成及工藝介紹

（1）設(shè)備組成 雙層（上進(jìn)下出或下進(jìn)上出） 料臺(tái)，雙層（上進(jìn)下出或下進(jìn)上出）真空室，退火爐爐體，預(yù)抽真空系統(tǒng)，電控，溫控及自動(dòng)控制系統(tǒng)，氮?dú)饪刂葡到y(tǒng)，丙烷氣體控制系統(tǒng)，碳勢(shì)控制系統(tǒng)等組成。

（2）工藝流程（下層與上層相同） 進(jìn)料→前真空換氣室→冷熱交換室（余熱利用）→升溫→保溫→快冷→等溫→緩冷→冷熱交換室（余熱利用）→后真空換氣室→出料。

2. 生產(chǎn)線的主要特點(diǎn)

（1）傳動(dòng)方式 雙層輥底式保護(hù)氣氛全電加熱等溫球化退火爐由許多等中心距傳動(dòng)輥棒提供傳輸力，傳動(dòng)輥等速轉(zhuǎn)動(dòng)。料筐以正常的速度走完冷熱交換區(qū)、升溫區(qū)、保溫區(qū)、快冷區(qū)（設(shè)有風(fēng)機(jī)攪拌）、等溫區(qū)、緩冷區(qū)、后冷熱交換區(qū)（設(shè)有風(fēng)機(jī)攪拌）、上下層共14個(gè)區(qū)。除了料筐的排料、卸料、吊裝由人工完成外，料筐進(jìn)入真空室抽氣和充入氮?dú)?、退火預(yù)熱、升溫加熱、保溫、快冷、等溫、緩冷和快速冷卻等過程全部按工藝程序自動(dòng)完成。工件傳送采用變頻器調(diào)速，速度無級(jí)可調(diào)，直接顯示工藝時(shí)間，方便直觀。

（2）加熱方式 退火爐采用電輻射管加熱，輻射管水平均布于傳動(dòng)輥的上下層面上。輻射管結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，電控、溫控采用移相觸發(fā)技術(shù)，能有效地保護(hù)功率調(diào)功器的使用壽命，完全滿足球化退火工藝要求。加熱采用上下輻射管，有利于爐溫均勻，輻射管從側(cè)面插入，維修方便，在不停爐時(shí)就可實(shí)現(xiàn)維修。加熱區(qū)根據(jù)生產(chǎn)和工藝要求，設(shè)計(jì)合理的長度。由于采用雙層加熱的方式上層進(jìn)料，下層出料，上層的冷料和下層的熱料通過離心風(fēng)機(jī)冷熱交換，達(dá)到節(jié)能的效果。另一邊上層出料，下層進(jìn)料，同樣通過風(fēng)機(jī)攪拌，實(shí)現(xiàn)冷熱交換。由于整條生產(chǎn)線控溫系統(tǒng)采用模塊化，無觸點(diǎn)浪涌控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)加熱。

（3）控制系統(tǒng) 包括電控、溫控、氣氛控制、過程控制系統(tǒng)，集中安裝在控制柜中，并采用計(jì)算機(jī)控制，具備工藝設(shè)定、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)顯示和記錄、歷史數(shù)據(jù)查詢、生產(chǎn)管理等功能。電控、溫控系統(tǒng)采用具備人工智能PID自整定調(diào)節(jié)功能的儀表，單偶雙芯雙表，一點(diǎn)控溫，一點(diǎn)檢測(cè)，保證爐溫準(zhǔn)確、可靠?？刂葡到y(tǒng)較多采用了先進(jìn)、可靠的傳感技術(shù)。爐門的升降、料筐的進(jìn)出，過程均按設(shè)定程序自動(dòng)完成。加熱爐內(nèi)設(shè)有氧探頭，提供氧勢(shì)信號(hào)給碳勢(shì)儀表，并對(duì)爐內(nèi)氧勢(shì)（碳勢(shì)）控制。

3. 生產(chǎn)應(yīng)用

（1）球化退火工藝 工藝曲線見圖1。

（2）球化退火質(zhì)量 鍛件退火后的硬度88～92HRB，同一批退火后硬度差不大于2HRB。金相顯微組織：碳化物顆粒圓整度好，顆粒大小分布均勻。退火后金相顯微組織按JB/T1255—2001標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定為2～3級(jí)。圖2為使用該爐進(jìn)行球化退火后的32011內(nèi)圈金相顯微組織圖片，按JB/T1255—2001標(biāo)準(zhǔn)第一級(jí)別圖評(píng)定為2級(jí)。脫碳層：在通入氮?dú)夂捅闅?，保證爐內(nèi)碳勢(shì)在0.8%以上時(shí)，脫碳層深度為0.10mm左右。

圖1 球化退火工藝曲線

圖2

（3）能耗 退火后的每噸鍛件耗電在150～170kW·h，與目前國內(nèi)軸承行業(yè)退火爐每噸耗電250kW·h左右相比，耗電減少30%左右。

4. 結(jié)語

由于對(duì)退火過程中的余熱進(jìn)行了有效利用，熱效率明顯提高，能耗明顯降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。在加熱過程中，爐內(nèi)在抽真空的基礎(chǔ)上再通入氮?dú)饧氨闅怏w，并通過氣氛控制系統(tǒng)對(duì)爐內(nèi)碳勢(shì)進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)保護(hù)氣氛加熱。球化退火后的工件表面光潔整潔，沒有氧化皮產(chǎn)生，脫碳層也大大減少，給車加工帶來較大方便，改善了車加工環(huán)境。同時(shí)，由于沒有氧化皮和較少的脫碳層，鍛件留量可以適當(dāng)減少，在一定程度上減少了材料消耗。球化退火實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、高效、低耗及連續(xù)生產(chǎn)目標(biāo)，符合目前國家倡導(dǎo)的務(wù)實(shí)高效、節(jié)能減排、持續(xù)改進(jìn)的產(chǎn)業(yè)政策。