流动粒子炉的发展与特点：汽车零件热处理实践

2023-08-18 理论教育版权反馈

【摘要】：流动粒子炉是近30年发展起来的一种新型的热处理设备，它有连续式炉和周期式炉两种。流动粒子炉是将固体粒子作为加热介质来实现对零件热处理的。流动粒子炉与其他气体加热介质、液体加热介质热处理设备相比具有以下特点:1)粒子的热导率大，大于空气电阻炉及盐浴炉，升温和加热速度快，消耗气（电)量少。

流动粒子炉是近30年发展起来的一种新型的热处理设备，它有连续式炉和周期式炉两种。流动粒子炉是将固体粒子作为加热介质来实现对零件热处理的。炉膛内固体粒子被从炉膛底部多孔布风板供给的气体所吹拂，在气流作用下形成紊流，使其在炉膛内悬浮翻腾，粒子之间失去接触，相互冲击、混合和自由流动，整个床层呈流态化状态。流动粒子与加热工件进行无规则的碰撞，由于固体粒子的不断浮动，可确保炉内温度均匀，加上高温下与氧气的接触，生成了具有中性或还原性的气体，因此可完成零件在流态层中的加热、冷却或化学热处理等过程。

通入的气体具有两个作用，一是使粒子形成流态化，二是形成热处理气氛，从而满足零件保护加热、渗碳、渗氮等热处理的工艺要求。一般通入的气体有四类:空气为氧化性气体，可用于不要求防氧化的外热式流动粒子炉和炭粒作流动粒子的流动粒子炉，也可用作内热式流动粒子炉可燃气体的助燃剂；氮气和氮基气氛常用于外热式流动粒子炉；可燃气体通常为丙烷、丁烷、液化石油气、天然气或城市煤气等，它们与空气按一定的比例混合产生不同燃烧程度的流态化气氛，完成工件的热处理过程；其他气体对外热式流动粒子炉而言，可通入氨的裂解气、甲醇裂解气等。

流动粒子炉与其他气体加热介质、液体加热介质热处理设备相比具有以下特点:

1)粒子的热导率大，大于空气电阻炉及盐浴炉，升温和加热速度快，消耗气（电)量少。

2)固体粒子不断沸腾，保证了炉膛内温度的均匀，温差小，零件变形小，粒子对零件无腐蚀性，加热温度范围宽（800～1000℃)。

3)设备简单，起动方便，易于实现设备的自动化和机械化操作，可实现设备的时开时停操作。

4)设备简单，热效率高和节能效果显著，成本低廉及操作安全。

5)处理后的零件表面清洁光亮，不需要清洗和擦拭，零件无氧化、脱碳，免去了脱氧、捞渣等工序。

6)应用范围广，用于完成零件的淬火、回火、固溶处理和时效、去应力退火及多种化学热处理等。

其缺点是需要配备通风、吸尘装置，一次性投资大；介质的消耗大，需要及时补充粒子，有砂或石墨（或三氧化二铝)粒子在炉内飞散，污染环境；零件加热时带电，应采取绝缘措施。