滲碳工藝流程及裝備創新

2022-08-13 15:57:04 字數 2414 閱讀 6606

一、 參加人員:羅磊軍、付廣霞、陳志輝、梁亞民、劉桂金

二、 立項時間:2008.10.5—2008.12.30

三、 立項原因:

1.2023年5月份,熱處理車間新增兩台200kw井式滲碳爐,滲碳工藝由電腦控制,方法為「自適應滲碳法」。後來在試用過程中發現該方法控制時,爐氣碳勢波動特別大,遠遠超出出廠設定的±0.05%,而且調整起來特別困難,產品質量難以保證。

2.新增滲碳爐電機為全封閉式,由於車間噪音也大,從爐子表面無法判斷電機運轉是否正常,也曾因此出現產品不合格的情況;而且該型別滲碳爐的廢氣點火管道為彎曲狀,導致閥門和點火孔經常堵塞,無法燃燒廢氣,也不能從火苗的顏色定性判斷爐內碳勢。

3.如今車間共有四台滲碳爐,滲碳產品種類和數量也逐漸增多,統計工件狀態極為繁瑣,很容易混淆。

4.網帶爐淬火油槽冷卻效能不足,導致產品硬度偏低。

5.以往的滲碳產品加工方法已經不能滿足需求,因此對滲碳裝備以及加工流程做了改進和創新。

四、 立項過程

1.針對碳勢波動幅度大的問題,經過討論決定將電腦控制的「自適應法滲碳工藝」改為手動調整的「分段法滲碳工藝」。為盡快試驗出新型工藝,我們查閱了大量資料,再結合以往多年的實踐經驗,對每一爐產品都設定不同的溫度、時間、碳勢等引數,然後通過在滲碳過程中反覆進行爐溫測定、定碳片爐氣碳勢測定、過程試樣檢查,以及滲碳之後剝層實驗碳含量測定,用金相法、硬度法檢驗二次淬回火試樣等手段,積累了各種資料和大量經驗,根據各項資料分析判定工藝可行性和工藝合適程度。通過兩個月來不間斷的測試,在各部門的積極配合下,終於試驗出了目前最為優良的滲碳工藝程式。

2.為了解決新增滲碳爐設計上的不合理之處,我們決定對電機執行監控和排氣管道進行改進。首先,在電機和滲碳爐控制系統上安裝監控裝置,一旦電機出現故障,報警閃燈便會報警,如此維修人員就可以迅速排除故障;其次,我們利用廢舊材料,加工改造,製作出φ60mm直立狀的排氣管道,並在管道上端增加乙個尖錐狀蓋子,蓋子上開φ3.5mm的小孔,便於點火燃燒廢氣,這樣改進後避免了廢氣孔堵塞,火苗燃燒平穩,通過火苗的顏色和長短可以初步確定爐內碳勢,進一步避免了滲碳過程中的隱患。

3.由於裝置增加,滲碳零件數量種類越來越多,為了避免產品混淆不清,我們集思廣益,為每台裝置編上編號,設立專用標識牌,對每一爐產品都填寫相應的「滲碳產品裝爐單」,掛於標識牌上,詳細註明爐號、產品型號、材質、數量、裝/出爐時間等等,做到一目了然,省時省力。另外,為了加強對滲碳過程控制,我們編制了「滲碳爐執行監控記錄」,每個小時進行一次巡檢,包括溫度、碳勢、電流、煤油滴注、迴圈風扇、空氣幫浦、冷卻水等等,記錄滲碳爐工作狀況,一旦發現異常,便能及時排除。

4.熱處理車間網帶爐淬火油槽雖然安裝有噴淋和串動裝置,但是冷卻效果依然不夠理想,經分析,原因在於淬火油迴圈較差,造成冷卻速度慢,必須安裝攪拌機。我們利用一台1.1kw的舊電機和一些廢舊材料,只用了3天時間就加工調整完畢,效果非常明顯,淬火硬度明顯提高。

5.隨著使用者和市場對滲碳產品的質量要求越來越嚴格,工期要求越來越短,老的加工方法已經不能適應現階段的要求,滲碳裝備、加工流程的改進和創新迫在眉睫。

根據實際需要,我們決定採用45#60mm厚鋼板加吊桿的方案,針對不同尺寸段的產品,設計出φ640mm、φ680mm、φ700mm、φ720mm、φ760mm等各種工裝底盤,同時將受力部位最大的吊環裝置去掉,避免吊環斷裂情況出現。這樣,一套裝置全重不超過130公斤,不僅減少了材料費用,而且大大增加裝爐量,提高了滲碳效率,節約了成本。

加工流程方面,也以近期長沙邦聯產品h961649/h961616系列圓錐滾子軸承內外圈為例子進行說明。該產品有效壁厚在60mm以上,二次淬火時,由於胎具與產品溫差太大,造成預冷狀態,並且使用胎具淬火時準備時間較長,工件入油前溫度已經降低了不少,致使淬回火後工件出現軟點。為解決這一問題,我們研究了多種方案,最終決定使用先整形後淬火的方案。

即在該工件高溫回火後先測量平面度和橢圓度,將這兩項超差的工件用淬火胎具進行整形,整形合格後再使用輥棒爐二次淬火。這樣淬火後,沒有軟點,硬度均勻,質量穩定。

五、 效果:

1.經過工藝的改變,目前滲碳爐運轉正常,碳勢波動幅度控制在±0.02%範圍內,滲碳產品質量穩定,提高了我車間滲碳加工能力和技術水準,為以後我公司產品的質量提高奠定了基礎。

2.增加電機監控之後,杜絕了因電機故障而導致的成批質量事故。廢氣管道的改進,堵塞情況再也未曾出現,而通過廢氣火苗的顏色也能定性地判斷出爐內碳勢狀況,使滲碳裝置在執行過程中排氣流暢,便於監控。此項改造不僅為公司節約成本2000餘元,還達到了減排的目的。

3.「滲碳產品裝爐單」和「滲碳爐執行監控記錄」的使用,極大方便了產品加工的跟蹤,無論誰去車間巡視,都能一目了然,有據可查,減少很多瑣碎問題。

4.網帶爐攪拌機安裝後,淬火後工件硬度提公升1.5—2.0hrc,滿足了使用者需求,同時也提公升了熱處理加工能力。該項改造工期提前了一周,節約資金1.5萬元。

5.滲碳吊具經過改造後杜絕了安全隱患,加工效率大大提高,每爐裝爐量增加了75%—180%,每月滲碳節電70%—170%,節約煤油5桶800公斤。滲碳吊桿的改造,每年可節約16.6萬元的吊環費用。

熱處理車間

2009-1-6

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