一、前言： 
少無氧化熱處理是熱處理工作者的追求，是熱處理現代化生產發展趨勢。

當今熱處理少無氧化技術發展迅速，以真空加熱設備和可控氣氛保護加熱就技術輔以計算機控制已在熱處理行業用于大批量和流水線生產。取得穩定的產品質量和良好的經濟效益。

實現從工藝裝備現代化的熱處理必須從基礎設施建設、設備的購制、安裝、調試、人員培訓等需投入大量資金。許多中小企業難以承擔。熱處理生產過程會遇到許多產品，有的是大型構建或大型工模具，真空加熱爐和可控氣氛爐的加熱室難以容納，還有的是具有一定批量而又有嚴格技術要求的加工件，如何保障上述工件能實現少無氧化加熱，選擇少無氧化保護加熱工藝材料來滿足技術要求是唯一的技術措施，少無氧化工藝材料近幾十年也發展很快，種類很多。這就要結合工藝，依據工件技術要求有比較、合理的選擇熱處理少無氧化工藝材料。

 

二、“鋼鐵加熱保護劑”

本文介紹的“鋼鐵加熱保護劑”是適用于熱處理工藝過程的一種防控工件氧化，防止產生脫碳的工藝材料，易于適用，防氧化效果明顯。

1967年用于生產后，由于多種因素并未推廣適用，直到1990年在北京地區及周邊逐步擴散應用。

“鋼鐵加熱保護劑”是在鋼鐵制品加熱過程有防氧化，防脫碳作用而定名的。其為水基材料，應用過程適合于熱處理的工藝機制，一般只要具備熱處理入門知識的操作人員即可順利掌握。說其適用熱處理工藝機制，即爐溫達到動議溫度，工件入爐后隨即將其噴、潑、浸、投方式注入爐內即可，滴注、涂刷亦可，適用方便，隨意。

“鋼鐵加熱保護劑”是無毒、無嗅，可長期儲存，使用量少，性價比高的熱處理工藝材料。RX-45-9箱式電阻爐只需一次隨工件投入50ml左右，而RX-75-9箱式電阻爐或以RT-105-9臺車式電阻爐一次只需投入約80-100ml即可。當投入后后，從爐縫溢出淡淡煙霧說明加熱室已充滿防護物質、工件在數分鐘即可形成一層防護罩膜，只要不損壞罩膜，工件就能實現少無氧化保護加熱的效果。當淬火或出爐后，若膜不破壞依舊有防護作用，若需清除此膜，工裝輕輕一碰即掉，或吹氣、吹風、拂掃即輕易除膜，由于其膜極薄不影響冷卻效果，在淬火時不影響冷卻烈度，可獲較高淬硬表面。在正火時又可在不同風冷條件下獲得理想晶粒組織。其膜對淬火介質不構成污染，可沉淀清理或過濾清除。

1、40Cr 鋼連桿正火+調質工藝：
加熱工藝：840℃×4h

加熱設備：RX-100-9箱式和RT-150-9臺車式電阻爐實現少無氧化加熱。

技術要求：40Cr鋼制連桿熱鍛成型已造成表面脫碳0.30mm，協作方要求熱處理后脫碳層≯0.30mm。

熱處理有兩道工序，正火+調質，生產中發現正火后脫碳為0.35mm，再經調質工序脫碳層達0.40mm已超出協作方的要求。

該廠熱處理設備僅有RX-100-9箱式電阻爐和RT-150-9臺車式電阻爐，無法勝任協作方技術要求。

經采用“鋼鐵加熱保護劑”將工件堆放在工裝箱700×400×300mm平均每箱可裝100-120件，每爐可裝4-5箱，投入劑量每次100-200ml，最后滿足協作方技術條件，脫碳層控制在0.30mm以內。

2、交叉支撐組成正火工藝：
材質：QCZ105-71C

單重：50.76

技術要求：桿體與定位座環焊縫進行正火熱處理，熱影響區晶粒度≤6.5，桿體脫碳層深度≯0.2mm。

加熱設備：RT-320-9臺車式電阻爐（四臺）

工裝：每個工裝100件交叉桿每爐二個工裝（共計200件）

工藝過程：

為防止工件管壁內外表面氧化脫碳，采用將工件浸漬后裝卡在工裝上，當爐溫到溫后再將工裝吊入臺車上，每爐兩個工裝（200件交叉桿），關爐門前再投入250ml保護劑，出爐后由2-4臺軸流風機強制冷卻控制質量滿足技術條件，實現大批量生產。該項目曾選擇書中工藝材料，經工藝試驗最后選定“鋼鐵加熱保護劑“，分析原因：能保證正火風冷后晶粒度和防脫碳的條件，因防護罩膜極薄不妨礙風冷效果，再有浸漬可達到管內外表面均可實現防護，同時操作簡單，易于工人掌握。

3、承載容器的熱處理
材料：34CrMo4

工藝溫度：870℃

保溫時間：2小時

淬火介質：水

回火溫度：640℃×3小時

技術要求：HB218-300

抗拉強度：≥850Mpa

屈服強度：≥735Mpa

延伸率：≥20%

 

    原熱處理工藝無法解決容器內壁產生的脫碳和氧化物，專設清理工序清除內表面氧化但效果不理想。經采用噴槍向容器內壁噴注“鋼鐵加熱保護劑”有效防止容器的表面氧化脫碳還省略了內壁清理的繁重的勞動。罐狀的容器膛大口小采用噴砂，拋丸清理工藝不好實施，而手工清理內腔氧化物是笨重的體力勞動，功效極低是得不償失的工作，采用“鋼鐵加熱保護劑”保護加熱無氧化現象也省略了內腔清理工序，即提高產品質量又提高工作效率。

4、大型GCr15鋼質軋輥淬火防氧化脫碳的應用：
工件：GCr15鋼軋輥直徑500×400mm（最大的直徑900重量2噸）。加工設備：RT-350-9臺車式電阻爐（爐子長4m寬1.2m高0.8m）。

工藝溫度：840℃×6小時

選用“鋼鐵加熱保護劑”一次性采用撥入500ml，經實施保護加熱，淬火后硬度可控制HRC62-63，生產實踐數年產品質量穩定。

5、60Si2Mu彈簧片
工件名稱：

彈簧片厚度0.8×68×20mm

加熱溫度：840℃

保熱時間：5min分

由于采用鹽爐和采用真空加熱均未達到技術條件，采用RX-30-9箱式電阻爐，并自制小鏟型工裝數只，將工件浸過“鋼鐵加熱保護劑”加熱，或入爐后再噴入保護劑加熱均可獲得理想的淬硬效果。

6、將不同材料制作的不同類別工模具、結構零件、小型零件在同一爐中加熱，分別淬火。如下三種零件
5CrMnMo 熱作膜 直徑240×300mm   保溫時間：6小時

45鋼模套400×200×100mm          保溫時間：2小時

40Cr銷軸 直徑28×150mm           保溫時間：50分鐘

加熱溫度：840℃

三類工件同時入爐，噴入“鋼鐵加熱保護劑”按不同時間分三次出爐淬火可實現加熱保護，加熱時間重疊可以提高工效，質量可以得到控制。

 

三：小結：

1、“鋼鐵加熱保護劑”經不同類型生產廠多年應用，實踐證明適用空氣加熱介質爐的少無氧化保護加熱的熱處理工藝材料。

2、應用范圍廣泛適用不同材質和不同類型工件，可通過技術措施廣泛應用。

3、采用鋼鐵加熱保護劑可提高產品質量，減輕勞動強度，提高工作效率。

4、鋼鐵加熱保護劑無毒、無公害、便于儲存、運輸、管理使用，提高工作效率。

5、鋼鐵加工保護劑經多年生產驗證，是一種性價比高，經濟實用，節能，高效，是確保熱處理品質控制的工藝材料。