[发明专利]金属工件利用残留淬火油通过隧道窑进行低温回火的方法

说明书

技术领域

本发明涉及低温回火热处理工艺领域，特别涉及一种金属工件利用残留淬火油通过隧道窑进行低温回火的方法。

背景技术

生产中通过淬火与不同温度的回火配合，对各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齿轮、轧辊、渗碳零件等)进行热处理，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的综合机械性能，以满足不同的使用要求。

目前回火设备以箱式回火炉比较常见，当对采用油淬工艺的工件进行回火时，回火炉顶部需装有抽风机，这样可及时排除工件表面残留的淬火油遇热挥发产生的气体，避免炉内油气压过大产生爆炸。但由于抽风机的运转使回火炉内温度快速降低，为了保证保温的温度，保温时间内仍有电耗，增加了生产成本；同时淬火油挥发气排入大气，对环境也造成极大污染。

隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，广泛用于陶瓷产品的焙烧生产，在磨料等冶金行业中也有应用。隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，窑车沿隧道窑底部铺设的轨道运行。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的升温带(即烧成带)，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，这一段构成隧道窑的冷却带，鼓入的冷风流经制品被加热后送入干燥器作为干燥生坯的热源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属工件利用残留淬火油通过隧道窑进行低温回火的方法，利用隧道窑的保温优势以及方便连续作业的优点，通过控制油淬金属工件入窑的温度和速度，使工件上残留的淬火油充分氧化释放能量即可满足低温回火的温度要求，节约能源，同时避免回火过程中淬火油挥发气体排放严重污染环境的问题。

本发明是采用以下技术方案实现的：

金属工件利用残留淬火油通过隧道窑进行低温回火的方法，该隧道窑的前段为升温带，中段为保温带，尾段为冷却带，升温带和保温带的抽风机设为关闭状态，工件的油淬工步和回火热处理工步连续进行，其具体操作步骤如下：

1)回火前先将隧道窑的升温带预热至180-250℃，油淬工步结束后，工件的表面温度不低于100℃，工件在窑车的牵引下进入隧道窑的升温带，电阻丝通电加热使残留淬火油开始氧化，升温带长度为3.3-4m，工件前进速度为1.2-1.5m/h，工件表面温度升至300℃后，工件进入保温带；

2)工件在保温带内匀速通过，保温带长度为3.3-4m，工件表面残留的淬火油氧化释放热量，使保温带内的温度不低于240℃，满足低温回火的温度要求，工件在保温带内停留的时间应满足低温回火的保温时间要求，工件表面残留的淬火油氧化结束后，工件进入冷却带，自然空冷至室温，完成低温回火工步。

所述步骤2)中，工件表面残留的淬火油氧化释放的热量Q₁应大于工件在保温带内散失的热量Q₂；

其中：工件表面残留的淬火油氧化释放的热量Q₁为：

Q₁＝ΔJ*m_油      [KJ]                公式1；

公式1中：ΔJ表示单位质量淬火油氧化所能释放的热量，单位KJ/Kg；m_油表示工件表面残留的淬火油质量，单位为Kg；ρ表示淬火油的密度为900-1000Kg/m³；

工件在保温带内散失的热量Q₂为：

Q₂＝c*m工*Δt    [KJ]                公式2；

公式2中：C表示工件比热容，单位为J/Kg·℃；m_工表示工件的质量，单位为Kg；Δt表示工件在保温带头尾的温度差，单位为℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用隧道窑的保温优势以及方便连续作业的优点，通过控制油淬金属工件入窑的温度和速度，进而控制了单位时间内窑内产生的可燃气体总量，将回火保温工艺中所需的能量通过残余淬火油氧化释放的能量得到，使淬火油得以充分的氧化后排入大气，保护车间和大气的环境，同时淬火油产生的热量在隧道窑内进行利用，降低了企业成本，实现了较好的环保节能效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。