石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制應(yīng)用

代學(xué)禹

【摘要】隨著石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理技術(shù)在我國(guó)的大力推廣，機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制的發(fā)展問(wèn)題不斷的在石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理技術(shù)中出現(xiàn)，而在這其中，新形勢(shì)下石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制是直接關(guān)系到整個(gè)石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理技術(shù)最后效果的關(guān)鍵因素之一。下文中我們只要對(duì)其進(jìn)行石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制應(yīng)用的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】大跨度；橋梁施工；預(yù)應(yīng)力

一、前言

隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)石油化工機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展迅猛，石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝也隨之得到較為全面的實(shí)施與實(shí)踐，機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝在質(zhì)量上不斷發(fā)展，持續(xù)增高，取得了豐碩的成果。筆者在文中結(jié)合石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制實(shí)際，從其中的缺陷入手，對(duì)石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制的問(wèn)題展開(kāi)分析，并提出相應(yīng)的解決策略。

二、熱處理工藝概述

我國(guó)的石化機(jī)械產(chǎn)品里鋼材是用的較廣的一種材料，但是我們?cè)谙挛闹兄饕獙?duì)鋼材的熱處理進(jìn)行熱處理的工藝的介紹，我們對(duì)其進(jìn)行熱處理工藝主要是對(duì)其進(jìn)行材料的退火、淬火、回火。我們?cè)谏a(chǎn)中進(jìn)行退火是對(duì)其進(jìn)行熱處理工藝的預(yù)備，對(duì)其不同工件進(jìn)行退火處理后，可使得工件內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力與其成份更加穩(wěn)定，有效的對(duì)其鋼材的力學(xué)性能進(jìn)行調(diào)整，為其熱處理下道工序做準(zhǔn)備。我們對(duì)鋼材進(jìn)行退火主要是對(duì)其內(nèi)的化學(xué)成份或是其機(jī)械性能進(jìn)行消除。對(duì)其工藝性能進(jìn)行減少內(nèi)應(yīng)力，為其進(jìn)行最后的熱處理工藝做提前的準(zhǔn)備。熱處理工藝中最重要的處理工藝是淬火與回火，這是在其中應(yīng)用的較廣的，對(duì)其石化機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行淬火主是為了提高其整體的強(qiáng)度與硬度，而對(duì)石化機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行回火處理，是將其中的淬火應(yīng)力進(jìn)行消除處理，對(duì)其內(nèi)的組織進(jìn)行改變，使得石化機(jī)械產(chǎn)品的性能更加穩(wěn)定，對(duì)其熱性與其塑性進(jìn)行提高，我們?cè)谄溥M(jìn)地回火時(shí)不同的溫度，會(huì)產(chǎn)生不同的回火加工效果，對(duì)不同用途工件有不同的性能的具體要求。

三、金屬的熱處理工序

1、加熱

石化機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行熱處理的時(shí)候，我們要先對(duì)其進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的加熱處理，我們?cè)O(shè)置一個(gè)臨界點(diǎn)，當(dāng)加熱的溫度小于臨界點(diǎn)以下時(shí)，其機(jī)械產(chǎn)品的內(nèi)部組織不會(huì)產(chǎn)生變化。但是我們要想在得到奧氏體組織時(shí)，這時(shí)對(duì)其機(jī)械產(chǎn)品的加熱就得達(dá)到所設(shè)置的臨界點(diǎn)以上。由此可以看出，溫度是加熱過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)。若要使熱處理的質(zhì)量得以保證就必須對(duì)加熱的溫度進(jìn)行良好的控制。由于工件在加熱過(guò)程中常常是暴露在空氣中的，為了保證經(jīng)熱處理的部件表面性能不受加熱過(guò)程中氧化、脫碳情況的影響，通常會(huì)采取一些保護(hù)措施對(duì)其保護(hù)加熱。如真空或是熔融鹽加熱等。我們通過(guò)其上文可知，熱處理過(guò)程中溫度是重要的參考指數(shù)，我們要想從熱處理工藝中得到想要的質(zhì)量產(chǎn)品，那么就得對(duì)其溫度進(jìn)行控制，我們進(jìn)行石化機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行熱處理時(shí)，其往往是工件表面露在外面，在其加工過(guò)程中容易產(chǎn)生氧化與脫碳的現(xiàn)象，我們會(huì)對(duì)其進(jìn)行一些保護(hù)的處理。從最初要其中加入一些簡(jiǎn)單熱源到現(xiàn)在的復(fù)雜熱源選擇，現(xiàn)在我們進(jìn)行熱源選擇時(shí)，多選擇使用電力，因其易于控制，并且其具有綠色環(huán)保的特性。進(jìn)行熱處理工藝時(shí)其應(yīng)該根據(jù)自身的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行熱源和選擇。

2、保溫

我們進(jìn)行石化機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行熱處理時(shí)，其往往是工件表面露在外面，在其加工過(guò)程中容易產(chǎn)生氧化與脫碳的現(xiàn)象，并且一些較大的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行熱處理時(shí)，我們要保證其內(nèi)部受熱均勻，這時(shí)我們就要對(duì)其進(jìn)行保溫處理，我們進(jìn)行保溫處理時(shí)其保溫方式的選主要是由于部件的大小與其進(jìn)行保溫處理的介質(zhì)，所以我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，石油機(jī)械產(chǎn)品的尺寸越大其熱能進(jìn)行傳導(dǎo)就低。這時(shí)我們就應(yīng)該使用很長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行保溫的處理，以保證其部件內(nèi)部熱力均勻。

3、冷卻

進(jìn)行石油機(jī)械產(chǎn)品熱處理的最后一道工序時(shí)，是熱處理的冷卻處理，這是熱處理中最重要的部驟，我們進(jìn)行冷卻處理工藝時(shí)，其不同的處理方法與部件的整體性能正相關(guān)，我們必須對(duì)其冷卻方法進(jìn)行熟練的掌握，這才能很也的控制其冷卻的過(guò)程。

四、熱處理工藝在石化機(jī)械產(chǎn)品中的合理安排

我們進(jìn)行熱處理時(shí)，其部件的厚度超過(guò)30MM的調(diào)質(zhì)件，我們將其工序安排到中間進(jìn)行，由于我們進(jìn)行熱處理之前都會(huì)對(duì)坯件進(jìn)行粗加工，這時(shí)其表面的脫碳層被切除，可以使得工件表面清潔，保證對(duì)其進(jìn)行淬火后其工件整體的硬度較高，其完成淬火后其綜合機(jī)械性能比其是毛坯時(shí)還要高，尤其對(duì)于淬透性較差的鋼，這樣安排可保留較厚的脫碳層。另外在進(jìn)行熱處理時(shí)，其對(duì)于那種工件表面需要有銳角的部份，我們將其選處理成圓角，其后再進(jìn)行精加工成型，我們進(jìn)行留量時(shí)，一般以1.5-2mm即可。

石油機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行熱理處后，其不需要進(jìn)行后期的較正處理，但是其扁平件與其細(xì)長(zhǎng)件就容易產(chǎn)生變形，這時(shí)我們?cè)谶M(jìn)行其熱處理時(shí)應(yīng)該使用壓力機(jī)校準(zhǔn)或是定型夾具，對(duì)于必須最終熱處理或僅留磨削余量的高硬度零件可通過(guò)摸索、掌握熱處理的變形規(guī)律，采用改變熱處理前的公差方法（收緊或移位），對(duì)其精度進(jìn)行保證，石油機(jī)械產(chǎn)品內(nèi)部的應(yīng)力分布較為復(fù)雜，其外表形狀也不相同，對(duì)其進(jìn)行熱處理后其應(yīng)力會(huì)進(jìn)行重新的分配，所以其進(jìn)行變形的規(guī)率是復(fù)雜的，但是對(duì)其中成批進(jìn)行的零件，其規(guī)律很好掌握。我們對(duì)加工產(chǎn)品的材料進(jìn)行選擇時(shí)，機(jī)加工和熱處理工藝參數(shù)及相關(guān)系編制軟件，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣就可以免去技術(shù)人員在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其熱處理工藝的手冊(cè)進(jìn)行查閱的麻煩，對(duì)其整體熱處理工藝的編制時(shí)間，對(duì)其熱處理材料的選，還有其工藝參數(shù)具有較大的參考作用，使得其成為石油化工機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行熱處理人員的未來(lái)發(fā)展主向。

五、我國(guó)石油機(jī)械制造業(yè)熱處理的展望

（一）廣泛采用先進(jìn)控制技術(shù)

近期，石油機(jī)械設(shè)備加工企業(yè)進(jìn)行熱處理設(shè)備的先進(jìn)設(shè)備的引入，把提高產(chǎn)品質(zhì)量的爐溫測(cè)量與爐溫控制當(dāng)成重點(diǎn)，而且加工的工序都采用記錄儀，不在需要施工人員進(jìn)行紙筆記錄，使得其不會(huì)因其人員的錯(cuò)誤產(chǎn)生誤差，實(shí)現(xiàn)制造工藝過(guò)程中的可改變性。連續(xù)爐和大型周期式熱處理爐的控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的可控硅模塊、可編程智能型數(shù)顯儀表，PID程序調(diào)節(jié)控制溫度，這樣可以有效的提高其對(duì)熱處理進(jìn)行設(shè)備的控制精度。

熱處理的加熱爐多采用氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，其內(nèi)多是無(wú)氧或少氧的，對(duì)其熱處理加工的零件質(zhì)量是一個(gè)保證，而對(duì)零件進(jìn)行冷卻時(shí)采用空氣冷卻器，對(duì)其介質(zhì)的使用溫度加以保證，曲軸采用中頻感應(yīng)淬火，這樣可以實(shí)現(xiàn)零件的在線加工模式，我們熱處理施工的企業(yè)以經(jīng)積極的進(jìn)行熱處理工藝與其產(chǎn)品質(zhì)提高的方法，長(zhǎng)期以來(lái)，熱處理普遍以油、水作為淬火介質(zhì)，壓縮空氣、板式或塔式熱交換器循環(huán)冷卻。但是近些年來(lái)我國(guó)的企業(yè)多采用環(huán)保水基做為其淬火劑使用，對(duì)其工件的變形與開(kāi)裂進(jìn)行控制，整體提高了其質(zhì)量。針對(duì)大截面鋼淬透性不足和油煙污染等問(wèn)題，業(yè)內(nèi)企業(yè)積極研究某些較高淬透性鋼采用可控雙液淬火冷卻，取得很好的效果。

（二）熱處理需要更好適應(yīng)性的設(shè)備

我國(guó)目前的熱處理爐雖然其精度較高，但是多數(shù)機(jī)械的使用多以人員操作為主，全自動(dòng)的操作較少，機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量與人的操作相關(guān)，所以我們?cè)谶M(jìn)行一些量較小或是品種多的情況時(shí)，其多使用氛爐進(jìn)行外理。石油機(jī)械產(chǎn)品熱處理的企業(yè)應(yīng)該多與其進(jìn)行此項(xiàng)研究的單位進(jìn)行聯(lián)系，研究出一種少氧化處理，鹽浴爐是目前一些企業(yè)仍在不得不使用的污染重，耗能高的設(shè)備，我們正在努力的改變這一現(xiàn)狀，但是對(duì)其進(jìn)行改變的根本原因在于對(duì)其制造方法進(jìn)行改變，所以進(jìn)行熱處理工藝施工的企業(yè)正在對(duì)另一種機(jī)工方式進(jìn)行究，保證其進(jìn)行熱處理技術(shù)的工廠在其進(jìn)行石化機(jī)械產(chǎn)品制造 方式的研究，也包括各種裝出爐機(jī)具、淬火槽冷卻循環(huán)系統(tǒng)、控制溫度調(diào)節(jié)裝置等，使其能夠?qū)τ谶@種生產(chǎn)的方式進(jìn)行接受。

（三）熱處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破

我們目前對(duì)于熱處理產(chǎn)品質(zhì)量的控制主要是通過(guò)其后期的檢測(cè)進(jìn)行的，所以如果石化機(jī)工產(chǎn)品產(chǎn)生了質(zhì)量問(wèn)題，那么其前期生產(chǎn)的產(chǎn)品就會(huì)產(chǎn)生大量的損失，我們對(duì)其進(jìn)行熱處理的工序的處理，只是為了提高其整體的生產(chǎn)管理水平，目前我國(guó)有一批先進(jìn)的熱處理企業(yè)，對(duì)其新型的熱處理設(shè)置進(jìn)行集成化控制系統(tǒng)的選用，可以在機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行大批熱處理時(shí)，對(duì)其進(jìn)行群體性的控制，對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程時(shí)空行金控。保讓下其施工工藝的集中管理，場(chǎng)急需可靠的熱處理施工工藝模擬、淬透性、淬硬層深度預(yù)測(cè)系統(tǒng)，希望借助數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行熱處理工藝評(píng)定。所以許多的石化機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)企企對(duì)其以經(jīng)產(chǎn)生了認(rèn)識(shí)，進(jìn)行熱處理的段件多是在完全準(zhǔn)花前月下會(huì)才可以進(jìn)行熱處理工藝的，在這其中其段件上大量的熱能被釋放，進(jìn)行熱處理時(shí)其還得進(jìn)行重新的加熱處理，所以我們現(xiàn)在希望可以通過(guò)對(duì)其預(yù)熱進(jìn)行處理的工，使得制造企業(yè)對(duì)其越來(lái)越上心，這種技術(shù)以經(jīng)成為企業(yè)內(nèi)部的核心競(jìng)爭(zhēng)力。現(xiàn)在的熱處理行業(yè)變得規(guī)范化與專業(yè)化，以后其相關(guān)的材料學(xué)與其熱處理將會(huì)得到更大的發(fā)展。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文所提到的石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制的研究工作，希望可以對(duì)石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制的發(fā)展提供參考價(jià)值。隨著石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制的不斷開(kāi)展， 對(duì)石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程控制的研究工作也將成為保障石化機(jī)械產(chǎn)品熱處理工藝質(zhì)量的重要工作。

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