热处理时应当怎样估计一般的加热与保温时间?快速加热时间又如何计算?
热处理的加热与保温时间应根据钢的化学成分、工件的截面和热过程中在炉内堆垛方式进行计算。碳素钢加热时间的计算可以采用下述原则
在600C(电炉) 每1mm直径需100s;
在800(炉未预热) 每1mm直径需75s
在800(电炉,已预热) 每1mm直径需50s
在800℃(盐浴炉) 每1mm直径需25s;
在800℃(铅浴炉) 每1mm直径需10s
方形截面的碳钢制件(边长与直径相同时)需要的加热时间应为圆形断面的1.5倍。板形截面(厚度与圆形的直径相同)的碳钢制件,取圆形断面的2倍。
合金钢制件所需要的加热时间,比相同尺寸的碳钢制件至少增加25%~40%。
上述经验数据计算出来的加热时间为升温和保温时间的总和,但在生产实践中,加热时间往往超过上述计算出来的时间。同时,在热处理生产实践中,由于装炉情况的不同,炉子(电炉)的功率不同,特别是采用煤炉、煤气炉、油炉进行加热时,受外界影响更大。因此,在每一个热处理车间的实际生产中,都应根据设备情况,参照上述经验数据给以**合理的加热时间。上述计算加热时间的方法,只能作为测量加热时间的有效参考数据。快速加热是指工件直接装入比所需温度高出100℃C左右、甚至更高的炉内加热,其加热时间可按下述方法计算。
(1)单件快速加热时间的计算
式中
快速加热时间
π=ad
π-----快速加热时间,s
工件的有效厚度在10~60mm以下时,渗碳钢、工具钢的a取3~6s/mm;碳素结构钢、合金结构钢、低合金工具钢取68s/mm
在反射炉中加热时,各种钢件的加热系数都一样。工件有效厚度在100mm以下时,a=20~25s/mm;工件的有效厚度在100150mm时,a=15~20s/mm。
在箱式电炉中加热时,工件的有效厚度在100mm以下时,25~30s/mm;工件有效厚度在100mm以上时,a=20~25s/mm
(2)成批工件快速加热时间的计算
在盐浴炉中加热时,可按下式计算
π=ad+b式中
π-----快速加热时间
a------加热系数,s/mm;
d------有效厚度,mm
B-------附加时间,s
式中的附加时间B应根据工件的装炉数量而定。以盐浴为例,根据经验测定,在55kV·A的电极盐浴炉,当装炉工件的总量不超过1.5kg时,B=0;装炉工件总量在1.5~6.0kg的,B=40--45s。各种炉型的附加时间,都应根据车间的具体情况试验测定在快速加热过程中,除采用上述经验公式计算加热时间外,还应该注意下述3个方面。
①快速加热时,要保持炉温的波动不要太大,同时需要保持炉温的均匀一致。因此在装炉时,就应当注意不要使炉温降低过多和使工件局部受热
②快速加热的工件,其淬透能力要差一些,即淬硬层不如普通加热淬火的深。因此,对于直径或截面厚度较大,而又要求淬透的工件,不宜采用快速加热淬火。
③为了加热均匀,对若干大型或特殊形状的工件,应当注意在炉内的放置方法,在必要时,甚至要使工件移动或转动,甚至可以制作特殊的夹具
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