轴承行业热处理节能和环保技术的现状与展望

作者:摩纳哥城赌场 发布时间:2020-10-31 22:15

  本文分别从热处理设备、热处理技术、淬火冷却介质三个方面论述了轴承行业节能和环保的现状及发展方向。节能减排是今后热处理长期的问题,热处理设备通过耐火纤维代替耐火砖以及余热再利用的方法节能效果显著。通过热处理技术发挥材料极限性能是节能减排和节

  本文分别从热处理设备、热处理技术、淬火冷却介质三个方面论述了轴承行业节能和环保的现状及发展方向。节能减排是今后热处理长期的问题,热处理设备通过耐火纤维代替耐火砖以及余热再利用的方法节能效果显著。通过热处理技术发挥材料极限性能是节能减排和节约资源最好的途径。本文论述多种节能减排的方法及多种表面材料改性的热处理方法,这些方法的推广和使用均可以延长轴承的使用寿命和轴承的使用精度。轴承淬火冷却介质现盐浴淬火正在推广,高压气淬火可以真正实现清洁淬火。

  近十年来热处理技术在国内发展迅速,轴承行业的热处理技术在这次大潮中也得到了长足的发展,但也带来了一些环保和节能等新的问题。我国轴承行业热处理设备的发展,经历了空气炉保护气氛炉+真空炉可控气氛炉+真空气氛炉。现阶段可控气氛炉占比50%以上,中小企业多采用甲醇+丙烷的可控气氛或只甲醇的保护气氛,这种气氛属于高碳气氛,对环境有污染;大的一些国有企业采用氮基为主的可控气氛,这种气氛为低碳气氛,可以减少对环境的污染。真空炉及真空气氛炉(通少量的氮气分压减少合金元素的挥发)可以实现零污染、零排放,但加工产量低,成本高,在国内只有加工军工轴承采用,现国外轴承行业主推真空热处理高压气淬设备实现零污染、零排放。国内轴承行业现多使用辊底炉、网带炉、多用炉、推杆炉等炉型。这些设备多为国内吸收国外技术后自行设计制造,设备的控制系统均已采用PLC 编程控制技术,触屏操作,且在行业内正在探讨推进互联网+热处理设备控制技术。洛轴、瓦轴等一些单位的真空渗碳炉及辊底炉均已实现远程控制和故障排除。目前,真正的互联网+轴承热处理车间还没能实现,但应是今后热处理设备发展的方向。

  在轴承材质确定的情况下,热处理技术是决定轴承使用寿命的关键技术。在我国轴承行业,轴承的制造精度已达到国外水平,但使用精度远远落后于国外;轴承的寿命也不能和国外相比。高端轴承的市场基本被国外轴承厂占有。轴承零件热处理质量的好坏直接影响轴承的使用精度和寿命。我国的轴承热处理起步晚,但近十年轴承常规热处理发展较快,普通精度、一般寿命的轴承热处理能完全实现批量生产。

  长期以来,高碳铬轴承热处理采用马氏体淬火 +低温回火,贝氏体淬火、回火工艺仅在铁路客车及部分轧机轴承等领域采用。国外高碳铬轴承已经不局限在整体淬火上,表面改性在高碳铬轴承上已实现批量生产。表面改性主要包括低温离子渗硫、碳氮共渗、离子氮化、表面涂覆、离子注入、激光高能束表面热处理等。低温渗硫可以改善轴承的自润滑,降低轴承的摩擦系数;碳氮共渗、离子氮化等均可以提高表面硬度,增加抗磨性。

  轴承淬火冷却介质现阶段多为油。淬火油又分很多种,等温分级油、快速油、快速光亮油、超速油、真空淬火油等。等温分级油用于解决薄壁轴承的变形问题;快速油用于解决中等壁厚轴承的淬火托氏体;快速光亮油用于解决保护气氛或可控气氛加热条件下淬火后工件的外观颜色;超速油用于解决超厚轴承的淬火问题;真空淬火油用于解决真空炉淬火的问题。真空油的特点是真空条件下挥发少,淬火时油烟少。油淬火环境污染严重。

  高压气体淬火在轴承行业高温钢及不锈钢上已成功应用。随着气淬火(一般用氮气或氩气)压力现已可以达到40kg/cm2 (约4MPa)。高碳铬轴承钢实现气淬火是必然趋势。气淬火可以实现零污染排放,是真正的环保淬火剂。现已有企业成功在线mm的高碳铬轴承进行高压气淬火,淬火后各项指标符合相关国家标准。高碳铬轴承进行高压气淬火真正实现了清洁淬火。

  影响轴承寿命的主要因素为材料和热处理,这两方面国内与国外均还有一定的差距,特别在热处理上。轴承热处理技术的提高我们责无旁贷。现国外轴承淬火、回火的电耗已经降到300kWh以下,国内在600kWh以上,所以节能的路还很长,节能降耗必须依靠技术进步。

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