热处理工装博文

如何设计和生产优质的热处理工装

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。

热处理工装是以炉型的适应性为主进行设计与制造的工装，适用对象为常用的大批量工件的热处理。其作用是完成工件的进出炉和加热、冷却过程中的夹持、装载，减少工件热处理变形，完成热处理的某些辅助工作。
     由于热处理工件的形状、大小各异，热处理炉型多种多样，所以热处理使用的工装也是形式多样，操作者应根据自己所处理工件的实际情况，合理地设计及制作方便、灵巧的工装。

1、热处理工装的设计

要理解具体的热处理设备以及工艺，被处理产品的具体情况，所选用的具体的合金的各项性能，尤其是热态性能。相应的3D计算机软件以及相应的应力分析软件等帮助。

工装设计注意事项：

（1）对工件结构和技术要求做具体分析，极大限度地满足技术要求。

（2）保证工装能安全可靠地承载工件完成热处理工艺过程，并具有较长的使用寿命。

（3）保证工件装载在工装上均匀地被加热，被渗碳、碳氮共渗，被均匀冷却。

（4）尽可能多地装载工件，以提高热处理生产效率，降低能源消耗。

（5）尽可能地兼顾工装的通用性，减少工装种类，简化工装管理，降低成本。

（6）尽可能地降低工装用材料和制造成本。

2、热处理工装材质

所含元素的作用：

（1）Cr：抗氧化、抗腐蚀；

（2）钨、钼、钴、铬、钒：固溶强化；

（3）铝、钛、铌、钽：沉淀强化；

（4）硼、锆、镁、稀土元素：晶界强化。

3、热处理工装的系列与夹具

（1）料盘系列

1200X760X50mm 多用炉料盘

1170X860X50mm 多用炉料盘

1170X720X50mm 多用炉料盘

900X600X50mm 真空炉料盘

650X650X50mm 连续炉料盘

600X600X50mm 连续炉料盘

560X560X50mm 连续炉料盘

（2）料框系列

带插杆孔连续炉料筐

1195X755X73mm 多用炉十层连体料筐

1195X755X120mm 多用炉六层连体料筐

1170X860X240mm 多用炉料筐

890X590X450mm 真空炉料筐

755X595X102mm 多用炉七层料筐

595X595X130mm 连续炉四层料筐

（3）工装系列

双面托盘+网篮（组合形式）

连续炉蜂窝插孔托盘（组合形式）

各类圆孔承重托盘

各类双面托盘

各类蜂窝插孔托盘（可根据要求设计）

多用炉蜂窝插孔托盘（组合形式）

多用炉齿条+穿料棒（组合形式）

（4）井式炉工装系列

ф580mm 井式炉风扇叶轮

ф580mm,ф630mm,ф700mm,ф800mm 井式炉风扇叶轮

ф554X943mm 回火炉风扇轴

ф510X990mm ф510X1020mm 井式炉风扇叶轮

ф500X1100mm 井式炉料筐

ф500mm 多用炉风扇

ф400X1150mm 多用炉风扇轴

ф360X960mm 网带炉风扇轴

ф330X775mm 风带炉风扇轴

（5）夹具系列

常用的台车式和箱式热处理炉用工装夹具

为了使炉气通畅，加热均匀，并使工件摆放平稳，可设计专用的加热底盘、垫具，用于工件正火、退火、淬火、回火等。

图(a)是用铸钢制作的加热底盘，其大小、形状视台车尺寸而定，其结构可以设计成网格状或条格状；

图(b)是用于支持工件的垫块；

图(c)是用于支持叶轮等圆形工件的垫块；

图(d)是用于支持轴类工件的V形垫块。

盐浴炉用工装夹具

经盐浴炉热处理的中小型工件其形状各异，根据工件形状所设计的专用淬火加热、冷却及回火的工装夹具也较多，常用的几种如图4-7所示。

图(a)、(d)、(f)用于悬挂各类小型工件进行淬火；

图(b)、(e)、(i)用于较小圆柱形工件的淬火、回火；

图(b)、(c)形状的工装用于夹具钻头、铰刀等要求局部淬火的工件，用以上工装进行淬火，以确保工件加热部位的尺寸一致性；

图(g)、(h)、(j)可用于各类小型工件，如螺栓、螺杆、螺母等的回火；

图(a)、(d)、(f)、(k)可用于悬挂各种工件进行回火。

常用的井式炉、渗碳炉及渗氮炉用工装夹具

该类设备处理的工件以细长件为主，工装夹具的设计须保证工件的垂直加热和垂直淬火、回火。针对中、小型渗碳件、渗氮件的处理，也可设计相应的工装夹具。

d.垂直吊挂轴类工件的吊挂形式

图(a)用于捆扎各类细长件进行退火、回火处理；

图(b)(c)用于垂直吊挂各类细长件进行淬火、回火、渗碳、渗氮处理；

图(d)用于中小件渗碳、渗氮处理；

图(e)用于捆扎或吊挂细长件进行渗碳、渗氮处理。

4、热处理工装生产制造的基本要求

(1)较好的耐热性能

一般在高温下承载工件的工装，都要求具有较好的耐热性能和一定的耐蚀性，以防止工件严重氧化，有的还要求能抗渗碳等。为了满足这些要求，一般都从材料的选择上加以考虑。

(2)一定的高温强度

高温强度是指装载工件的工装在高温长时间加热的情况下，能够承载被加热工件的重量，而且工装不发生严重变形甚至散架。工装的高温强度靠材料和工装的结构来保证。但如果结构太强，则重量太大，吸收的热量太多，使工件的单位能耗增加，加热时间延长，结果导致生产成本上升。

(3)性价比高的合金材料

热处理工装是一种易损件，主要的失效形式是高温氧化减薄，强度严重下降。制作工装常用精铸、焊接的工艺。控制工装材料与工装制作成本，是控制热处理生产成本的重要方面。

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