熱處理手冊：熱處理設(shè)備和工輔材料

前言

第1章 緒論

1.1 熱處理設(shè)備分類

1.1.1 熱處理主要設(shè)備

1.1.2 熱處理輔助設(shè)備

1.2 熱處理爐的分類、特性和編號

1.2.1 熱處理爐的分類

1.2.2 熱處理爐的主要特性

1.2.3 熱處理爐的編號

1.3 加熱裝置的類別和特性

1.3.1 感應(yīng)加熱裝置

1.3.2 火焰加熱裝置

1.3.3 接觸電阻加熱裝置

1.3.4 直接電阻加熱裝置

1.3.5 電解液加熱裝置

1.3.6 等離子加熱裝置

1.3.7 激光加熱裝置

1.3.8電子束加熱裝置

1.4 氣相沉積裝置的類別和特性

1.4.1 氣相沉積裝置

1.4.2離子束裝置

1.5 熱處理設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

1.6 熱處理設(shè)備設(shè)計的一般程序和基本要求

1.6.1 設(shè)計的初始資料

1.6.2 熱處理設(shè)備設(shè)計的基本內(nèi)容和步驟

1.7 熱處理電熱設(shè)備設(shè)計的一般要求

1.7.1 電熱設(shè)備設(shè)計通用性技術(shù)要求

1.7.2 電阻爐的設(shè)計要求

第2章 熱處理設(shè)備常用材料及基礎(chǔ)構(gòu)件

2.1 耐火材料

2.1.1 耐火材料的主要性能

2.1.2 常用的耐火制品

2.1.3 不定形耐火材料

2.1.4 耐火纖維

2.2 隔熱材料

2.2.1硅藻土及其制品

2.2.2 石棉制品

2.2.3 礦渣棉及其制品

2.2.4 蛭石及其制品

2.2.5 巖棉制品

2.2.6 膨脹珍珠巖制品

2.2.7 硅酸鈣絕熱板

2.2.8 納米絕熱材料

2.3 耐熱金屬材料

2.4 電熱材料及基礎(chǔ)構(gòu)件

2.4.1 金屬電熱元件

2.4.2 非金屬電熱元件

2.4.3 紅外電熱元件

2.4.4 管狀電熱元件

2.4.5 輻射管

2.5 常用設(shè)備和儀表

2.5.1 通風(fēng)機

2.5.2 泵

2.5.3 真空泵

2.5.4 閥門

2.5.5 真空閥

2.5.6 流速、流量計

2.5.7 壓力測量儀表

參考文獻

第3章 熱處理電阻爐

3.1 熱處理電阻爐選擇與設(shè)計內(nèi)容

3.2 熱處理電阻爐爐體結(jié)構(gòu)

3.2.1 爐架和爐殼

3.2.2 爐襯

3.2.3 爐口裝置

3.3 熱處理電阻爐功率計算

3.3.1 間隙式爐功率計算

3.3.2 連續(xù)式熱處理爐的功率計算

3.4 普通間隙式箱式電阻爐

3.4.1 爐型種類及用途

3.4.2 爐子結(jié)構(gòu)及特性

3.5 臺車爐

3.5.1 爐型種類及用途

3.5.2 爐子結(jié)構(gòu)

3.6 RJ系列自然對流井式電阻爐

3.6.1 爐型種類及用途

3.6.2 爐子結(jié)構(gòu)及特性

3.7 強迫對流箱式電阻爐

3.7.1 爐型種類及用途

3.7.2 爐子結(jié)構(gòu)及特性

3.7.3 氣體流量計算

3.8 強迫對流井式電阻爐

3.8.1 爐型種類及用途

3.8.2 爐子結(jié)構(gòu)及特性

3.9 井式滲碳爐和滲氮爐

3.9.1 爐型種類及用途

3.9.2 爐子結(jié)構(gòu)及特性

3.10 罩式爐

3.10.1 爐型種類及用途

3.10.2 爐子結(jié)構(gòu)及特性

3.10.3 罩式爐功率分配

3.11 密封箱式爐

3.11.1 爐型種類及用途

3.11.2 爐子結(jié)構(gòu)及特性

3.11.3 密封箱式爐生產(chǎn)線

3.11.4 爐內(nèi)導(dǎo)軌

3.12 轉(zhuǎn)筒式爐

3.12.1 爐型特征和用途

3.12.2 轉(zhuǎn)筒式爐的結(jié)構(gòu)

3.13 推桿式連續(xù)熱處理爐及其生產(chǎn)線

3.13.1 推桿式爐的特性及用途

3.13.2 推桿式滲碳爐及其生產(chǎn)線

3.13.3 推桿式滲氮爐及其生產(chǎn)線

3.13.4 推桿式普通熱處理爐

3.13.5 推桿式爐的結(jié)構(gòu)

3.13.6 三室推桿式氣體滲碳爐

3.14 輸送帶式爐及其生產(chǎn)線

3.14.1 輸送帶式爐的特性和用途

3.14.2 DM型網(wǎng)帶式爐

3.14.3 TCN型網(wǎng)帶式爐

3.14.4 無罐輸送帶式爐

3.14.5 網(wǎng)帶式爐的基本結(jié)構(gòu)

3.14.6 鏈板式爐

3.15 振底式爐

3.15.1 振底式爐的特性與用途

3.15.2 氣動振底式爐

3.15.3 機械式振底爐

3.15.4 電磁振底爐

3.16 輥底式爐

3.16.1 爐型特征及用途

3.16.2 爐型結(jié)構(gòu)

3.16.3 輥子

3.16.4 輥底式爐爐膛結(jié)構(gòu)

3.17 轉(zhuǎn)底式爐

3.17.1 轉(zhuǎn)底式爐的特征和用途

3.17.2 爐型結(jié)構(gòu)

3.17.3 轉(zhuǎn)底式爐的主要結(jié)構(gòu)組成

3.18 滾筒式（鼓形）爐

3.18.1 爐型特征和用途

3.18.2 滾筒式爐結(jié)構(gòu)

3.19 步進式和擺動步進式爐

3.19.1 步進式爐特征及用途

3.19.2 擺動步進式爐及生產(chǎn)線

3.20 牽引式爐

3.20.1 牽引式爐的特征及用途

3.20.2 鋼絲固溶處理、淬火爐及生產(chǎn)線

3.20.3 牽引式鋼絲等溫淬火爐及生產(chǎn)線

3.20.4 雙金屬鋸帶熱處理生產(chǎn)線

參考文獻

第4章 熱處理浴爐及流態(tài)粒子爐

4.1 浴爐的特性和種類

4.1.1 浴爐的特性

4.1.2 按浴液分類的浴爐

4.1.3 按加熱方式分類的浴爐

4.1.4 浴爐的品種和代號

4.1.5 浴爐的熱工性能

4.2 低溫浴爐

4.2.1 結(jié)構(gòu)形式

4.2.2 浴液需要量

4.2.3 浴槽

4.2.4 浴爐功率計算

4.2.5 加熱裝置

4.2.6 浴劑攪拌

4.2.7 浴劑冷卻

4.2.8 浴槽的清理

4.2.9 硝鹽浴爐安全防護

4.2.10 低溫浴爐示例

4.3 外部電加熱中溫浴爐

4.3.1 結(jié)構(gòu)形式

4.3.2 浴槽

4.3.3 爐子功率

4.3.4 加熱裝置

4.3.5 爐型示例

4.4 燃料加熱中溫浴爐

4.4.1 結(jié)構(gòu)形式

4.4.2 燃燒裝置

4.4.3 爐子功率

4.4.4 燃料加熱浴爐示例

4.5 插入式電極鹽浴爐

4.5.1 結(jié)構(gòu)形式

4.5.2 浴槽

4.5.3 電極鹽浴爐的功率

4.5.4 插入式電極布置

4.5.5 電極材料及結(jié)構(gòu)

4.5.6 電極設(shè)計參數(shù)

4.6 埋人式電極鹽浴爐

4.6.1 結(jié)構(gòu)形式

4.6.2 埋入式電極鹽浴爐爐膛尺寸（浴槽內(nèi)尺寸）

4.6.3 埋入式電極鹽浴爐浴槽結(jié)構(gòu)

4.6.4 埋入式電極鹽浴爐鋼板槽

4.6.5 埋入式電極鹽浴爐的功率

4.6.6 埋入式鹽浴爐的電極形式和布置

4.6.7 電極冷卻裝置

4.6.8 電極鹽浴爐示例

4.6.9 電極鹽浴爐的啟動

4.6.10 鹽浴爐的變壓器

4.6.11 電極鹽浴爐匯流板

4.7 鹽浴爐排煙裝置

4.8 鹽浴爐設(shè)備機械化與自動化

4.8.1 鹽浴爐用的工件運送機構(gòu)

4.8.2 回轉(zhuǎn)式鹽浴爐生產(chǎn)線

4.8.3 鹽浴滲碳熱處理生產(chǎn)線

4.9 浴爐的使用、維修及安全操作

4.10 流態(tài)粒子爐

4.10.1 流態(tài)粒子爐技術(shù)性能

4.10.2 流態(tài)粒子爐工作原理

4.10.3 流態(tài)粒子爐的基本類型

4.10.4 流態(tài)粒子爐的應(yīng)用

參考文獻

第5章 真空與等離子熱處理爐

5.1真 空熱處理爐

5.1.1 真卒熱處理爐的基本類型

5.1.2 真空熱處理爐的結(jié)構(gòu)與設(shè)計

5.1.3 真空系統(tǒng)

5.1.4 真空測量與供氣

5.1.5 真空熱處理爐的性能考核與使用維修

5.1.6 真空熱處理爐實例

5.2 等離子熱處理爐

5.2.1 等離子熱處理爐的基本類型

5.2.2 等離子熱處理爐的主要構(gòu)件

5.2.3 等離子熱處理爐的電源及控制系統(tǒng)

5.2.4 等離子熱處理爐實例

5.2.5 等離子熱處理爐的性能考核與使用維修

參考文獻

第6章 熱處理燃料爐

6.1 燃料爐概述

6.1.1 常用燃料爐分類

6.1.2 燃料爐爐型選擇

6.2 爐用燃料及燃燒計算

6.2.1 燃料分類

6.2.2 燃料燃燒計算

6.2.3 燃料換算

6.3 燃料爐設(shè)計與計算

6.3.1 常用燃料爐設(shè)計

6.3.2 燃料消耗量計算

6.3.3 爐架設(shè)計與計算

6.3.4 爐襯設(shè)計

6.4 燃料爐附屬設(shè)備

6.4.1 燃燒裝置

6.4.2 預(yù)熱器

6.4.3 管道設(shè)計

6.4.4 爐用機械

6.5 排煙系統(tǒng)

6.5.1 煙道布置及設(shè)計要點

6.5.2 煙道阻力計算

6.5.3 煙囪設(shè)計

6.6 燃料爐的運行

6.6.1 烘爐

6.6.2 燃料爐操作規(guī)程

6.6.3 燃料爐的調(diào)節(jié)

參考文獻

第7章 熱處理感應(yīng)加熱及火焰加熱裝置

7.1 感應(yīng)加熱電源

7.1.1 概況

7.1.2 晶閘管（SCR）中頻感應(yīng)加熱電源

7.1.3 MOSFET和IGBT固態(tài)感應(yīng)加熱電源

7.1.4 真空管（電子管）高頻感應(yīng)加熱電源

7.1.5 工頻感應(yīng)加熱裝置

7.2 感應(yīng)熱處理設(shè)備

7.2.1 概況

7.2.2 感應(yīng)淬火機床

7.2.3 感應(yīng)淬火機床實例

7.3 火焰表面加熱裝置

7.3.1 乙炔

7.3.2 氣瓶與管道

7.3.3 火焰加熱用工具與閥類

7.3.4 火焰淬火機床

參考文獻

第8章 表面改性熱處理設(shè)備

8.1 激光表面熱處理裝置

8.1.1 激光表面熱處理裝置的構(gòu)成

8.1.2 激光熱處理裝置實例

8.1.3 激光加工的安全防護措施

8.2 電子束表面改性裝置

8.2.1 電子束表面改性裝置的進展

8.2.2 電子束熱處理裝置組成

8.3 氣相沉積裝置

8.3.1 化學(xué)氣相沉積裝置

……

第9章 熱處理冷卻設(shè)備

第10章 熱處理輔助設(shè)備

第11章 熱處理和生產(chǎn)過程控制

第12章 熱處理工藝材料

第13章 熱處理節(jié)能與環(huán)境保護

第14章 熱處理車間設(shè)計

第15章 熱處理爐設(shè)計基礎(chǔ)資料表2100433B

《熱處理手冊(第3卷):熱處理設(shè)備和工輔材料(第4版)》可供熱處理工程技術(shù)人員、質(zhì)量檢驗和生產(chǎn)管理人員使用，也可供科研開發(fā)、設(shè)計人員、高校和中專材料學(xué)與工程專業(yè)師生參考。

原輔材料（ Raw and Auxiliary Materials）是“原材料和輔助材料”的簡稱。

原材料（Raw Materials）是原料和材料的簡稱，是生產(chǎn)某種產(chǎn)品的主要用料。

輔助材料（Auxiliary Materials）是生產(chǎn)某種產(chǎn)品時為了達到生產(chǎn)目的或使主要材料發(fā)揮應(yīng)有的功效和作用而添加的用料。

原料一般是指來自自然界的初級產(chǎn)品。

材料一般是指經(jīng)過加工的原料。

聚烯烴填充母料是由載體樹脂、填料和各種助劑三部分組成，其中填料占主要成分，最多可達90%。聚烯烴填充母料主要用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴塑料的生產(chǎn)。如：聚乙烯中空吹塑制品、聚乙烯注塑制品和聚乙烯薄膜、聚丙烯編織袋、編織布和打包帶等。一般選擇烯烴填充母料的原輔材料時，要考慮到其使用性能好、成本低。

填充母料填料

聚烯烴填充母料所用的填料主要是重質(zhì)碳酸鈣，其次是滑石粉、高嶺土、鈣粉等無機填料。對任何無機填料、粒徑和粒徑分布是重要的技術(shù)指標(biāo)。通常粒徑越小、分布越窄，填充效果越好。此外，填充效果好壞還與分散性有關(guān)，粒徑越小分散越困難，價格也越高。純度是無機填料另一項重要技術(shù)指標(biāo)，雜質(zhì)含量越少、純度越高越好。一般選用重質(zhì)碳酸鈣時，其含量和白度盡可能要高，一般要求在94%以上。保證其它各項指標(biāo)達到要求后，價格要低，以利于降低母料成本。

填充母料載體樹脂

聚烯烴填充母料的使用性能和成本主要取決于載體樹脂，通常根據(jù)母料的用途不同，載體樹脂一般含量為10%~20%。聚烯烴填充母料所用載體樹脂應(yīng)當(dāng)與所填充的塑料基體樹脂具有良好的相容性。從這一方面考慮，一般載體樹脂最好選用基體樹脂。此外，選用填充母料載體時，還要考慮其熔點和熔體流動性，載體樹脂的熔點不得高于基體樹脂。仍有部分企業(yè)至今還在采用LDPE（1F7B）作為載體樹脂，這主要是因為這種牌號的樹脂熔點低、熔體流動速率高（7g/10min）。但是由于聚丙烯熔融溫度高（比一般聚乙烯高20~40℃）限制了它在聚乙烯塑料中使用，而無規(guī)聚丙烯或用液相本體法合成的粉狀聚丙烯的熔點不超過100℃，所以被廣泛用作聚烯烴填充母料的載體。

用LDPE（1F7B）作聚烯烴填充母體載體樹脂，其最大優(yōu)點是熔點低，熔體流動速率高，熔體強度大，但突出的缺點是價格高。如果選用成本低的熔體流動速率較低的低密度聚乙烯樹脂，如1I2A-1或2F2B等，由于它們的熔體流動速率低，一般為2g/10min左右，在加工時，需要加入更多的石蠟等助劑，以利于母料在基體樹脂更好地分散。通常用聚乙烯作載體制作的填充母料，更適用于聚乙烯塑料制品，主要原因是載體樹脂與基體樹脂性能相同，相容性好。用于聚乙烯薄膜的填充母料對載體樹脂的要求更高更嚴些。

用于聚丙烯制品的填充母料，其載體樹脂最好選用聚丙烯。從理論上講，無規(guī)聚丙烯最好，因為它的熔點低、熔體流動性好，分散性好。但具體到我國國情，選擇液相本體法合成的粉狀聚丙烯更為合適，因為它的價格低廉，本身又是粉狀，極易與無機填料混合均勻，即使在加料斗中也不會分層。采用聚丙烯作載體，由于聚丙烯熱穩(wěn)定性差，必須同時加入抗氧劑和潤滑劑。為了使只占樹脂總量千分之幾的助劑能均勻分布在樹脂中，最好先將樹脂與各種助劑混合均勻，再按一定比例與填料混合造粒。

為了使用的廣泛性，可以選用熔融指數(shù)相近的聚丙烯和聚乙烯按一定比例配合起來做載體樹脂，這樣母料與聚乙烯配合使用還可提高一些性能，與聚丙烯配合可以提高延伸率。

回收聚苯乙烯廣泛用在合成革制造工藝中，即使載體樹脂與基體樹脂相容性不夠好，但是載體樹脂對塑料制品性能影響遠比填料的影響要小，能帶來可觀的經(jīng)濟效益。在用其它樹脂作載體制作填充母料時，為了提高填充母料的加工流動性和在基體樹脂中的分散性，常常加入少量的回收聚苯乙烯。

由于填充母料的生產(chǎn)成本主要取決于載體樹脂，又因載體樹脂在母料中的含量較少，對一般填充改性的塑料制品的性能影響不大，為了降低母料成本，常常選用廢舊聚乙烯、聚丙烯塑料或聚乙烯一聚丙烯復(fù)合膜的邊角料作載體。

填充母料助劑

聚烯烴填充母料使用的助劑品種主要是分散劑和表面處理劑。分散劑的作用是改善母料加工流動性，有利于母料在基體樹脂中更均勻地分散。常用的分散劑有：白油（液體石蠟）、石蠟、鄰苯二甲酸二辛酯（BOP）、低相對分子質(zhì)量聚乙烯（聚乙烯蠟）及硬脂酸等。常用分散劑的主要性能，可以根據(jù)填料和載體樹脂的性能特征選擇使用。表面處理劑可以改變無機填料表面活性，使之由親水性轉(zhuǎn)化為親油性，以利于和載體樹脂混合，主要有偶聯(lián)劑和硬脂酸兩類，為了產(chǎn)品分散性更好，更光亮可以添加EBS，流動改性劑等。