FUCHUAN

Язык

Китайский Английский Немецкий Русский

Новости

Новости отрасли

Новости компании

Расположение: Главная страница

2022

Как сократить время нагрева при термообработке кованных заготовок?

Отношение времени, за которое поверхность кованой детали после нагрева в печи достигает заданной температуры (равномерный нагрев), к времени, за которое сердцевина достигает заданной температуры (изоляция), — то есть к общей продолжительности нагрева — изменяется в зависимости от температуры нагрева. Чем ниже температура нагрева, тем выше это отношение; чем выше температура нагрева, тем дольше длится период выдержки. Таким образом, ключ к сокращению времени нагрева заключается в той фазе, которая занимает значительную часть общей продолжительности нагрева. Согласно принципам теплопередачи, существуют следующие возможности для сокращения времени нагрева:

1. Равномерный нагрев

Если заготовка нагревается неравномерно, неравномерный нагрев поверхности приводит к появлению эксцентричного центра нагрева. Это соответствует увеличению поперечного сечения, например, до диаметра (1,4D). Чтобы исправить эту ситуацию, время нагрева необходимо продлить на 30–50 %. Поэтому наиболее важным аспектом для сокращения времени нагрева является обеспечения равномерного нагрева. При этом следует обратить внимание на оптимальные условия работы в нагревательной печи, точно регулировать температуру печи и учитывать циркуляцию газа при загрузке заготовки.

2. Выбрать подходящую разницу температур поперечного сечения

После того как поверхность кованой детали нагрета, температура её сердцевины в силу ограниченной теплопроводности достигает поверхностной температуры лишь через длительное время. Поэтому время нагрева должно определяться с учётом реальных требований к центру заготовки, то есть допустима определённая разница температур по сечению. Например, при нагреве обычной строительной стали, не требующей деформации, нагрев не должен доводиться почти до поверхностной температуры. В случае же дефектного сердечника его необходимо нагреть до достаточно высокой температуры. Анализ стандартов нагрева зарубежных кованых деталей показывает, что при высокотемпературном широкопрессовом методе разница температур по сечению составляет менее 10 °C, тогда как допустимая разница температур по сечению для традиционных кованых деталей практически достигает 100 °C, а время нагрева составляет лишь 60 % от времени, необходимого для первого метода. Те же проблемы возникают и при термической обработке: для образования межкристаллических растворов легирующих элементов, утончения зерна, изменения микроструктуры и параметров закалки и других процессов независимо от конечной цели существует соответствующий диапазон температур. Таким образом, при обеспечении качества можно значительно сократить время нагрева путём изучения подходящего температурного диапазона для различных марок сталей и технологических требований, а также определения адекватной допустимой разницы температур по сечению.

3. Соответственно повысить температуру печи

При нагреве ковочного заготовки температура поверхности всегда отстаёт от температуры печи. После того как температура в печи достигнет требуемой величины, поверхность кованой детали может набрать максимальную температуру в течение более длительного промежутка времени. Продолжительность этого периода тесно связана с необходимой температурой нагрева. По мере снижения температуры нагрева коэффициент теплопередачи на поверхности уменьшается, и время, необходимое для достижения нужной температуры, увеличивается. Поэтому соответствующее повышение температуры печи до достижения температуры поверхности кованой детали может значительно сократить время, необходимое для достижения желаемой температуры. Этот метод особенно подходит для заготовок простой формы. С помощью расчёта температурного поля можно регулировать температуру печи и время выдержки в соответствии с размером заготовки, требуемой температурой нагрева и скоростью нагрева.

4. Усилить конвекцию

При высоких температурах теплообмен на поверхности происходит преимущественно за счёт конвекции. При постоянной температуре газов в печи скорость движения газов на поверхности загрузки печи и ковочного блока определяет коэффициент теплопередачи и влияет на время, необходимое для достижения требуемой температуры поверхностью. В традиционных угольных газовых и тяжёлых нефтяных печах основным способом обеспечения вынужденной конвекции является подача воздуха для горения. При низкотемпературном нагреве в диапазоне 200–400 °C горелка частично отключается. Снижение объёма подаваемого воздуха существенно ухудшает эффективность нагрева в низкотемпературном диапазоне. Поэтому в низкотемпературных печах можно повысить мощность нагрева и сократить время разогрева, если оптимизировать конструкцию печи и улучшить циркуляцию газов.

Связанные новости