重型齒輪熱處理節能增效技術
節能增效是齒輪熱處理領域的重要課題。 通過具體案例說明，工藝優化是熱處理節能降耗的有效手段之一。 在滿足技術要求的前提下，通過挖掘熱處理工藝的節能潛力，縮短生產週期，降低能耗，實現經濟效益。
在重載齒輪領域，廣泛使用中硬齒和硬齒齒輪，調質和滲碳淬火是兩種最常用的熱處理方法。 熱處理是傳統製造業。 是提高齒輪強度和韌性的必要工序。 生產中需要大量的能量來改善齒輪的表面和內部結構以獲得性能。 我國機械工業產品所消耗的能源一般佔全國能源消耗的65%，其中熱處理行業佔機械工業能源消耗的20%～30%。 由於歷史原因，我國熱處理整體生產效率較低，是美國的1/26，能耗比美國高40%。 現代製造技術非常重視製造業的可持續發展，尤其是在熱處理領域。 如何降低能耗，實現節能增效，是機械製造領域的重要課題。
熱處理是將零件加熱到一定溫度，保持一段時間，然後採用不同的冷卻速度，得到不同的組織結構的過程。 熱處理只改變零件的內部結構，而不會改變零件的形狀。 熱處理節能增效的方法是在保證固有性能的前提下，通過改變加熱溫度、保溫時間、冷卻方式等參數，縮短生產週期，節能降耗。 熱處理作為傳統行業，是耗能大戶，主要體現在電力的消耗上。
在重型齒輪製造領域，尤其是滲碳淬火熱處理，通常要求硬化層深度大於2mm，滲碳時間大於20h。 節能是最直觀的節能方向。 節能可以通過不同的措施來實現，比如採用先進的低能耗熱處理設備，連續生產，制定合理的熱處理工藝，做好設備維護保養。 在眾多的節能方法中，工藝優化是無需投入大量資金即可實現節能增效的有效方法之一。 下面將介紹幾種重型齒輪熱處理生產的節能方法。
1、鹽浴淬火后鹽浴回火的應用
風電重載齒輪滲碳件主要採用18CrNiMo7-6材料。 淬火後必須在170-200°C下去應力，以減少內應力，提高齒輪的強度和塑性。 對於50%KNO3+50%NaNO2配方的低溫鹽浴淬火介質，國內外常規低溫回火採用電爐加熱，空氣傳熱。 電爐內的傳熱以對流為主； 工件在鹽浴介質中。
加熱時以熱傳導為主，輻射傳熱和對流傳熱相結合。 電爐加熱，空氣為傳熱介質，風電重型齒輪迴火時間按每毫米直徑或厚度2.4min計算，即100mm直徑或厚度保溫4h，保溫時間最短時間不少於2h。 對於50%KNO3+50%NaNO2配方的鹽浴介質，其熔點為140℃，使用溫度為150～550℃。 由於鹽浴的電導率遠大於空氣介質的電導率，鹽浴回火的保溫時間大大縮短，根據JB/T6048-2004《鹽浴中金屬零件的加熱和冷卻》，回火保溫時間為直徑100mm或厚度保溫2h左右。 鹽浴回火的優點：
- 鹽浴回火均勻性優於電爐，單件表面硬度偏差由電爐±1HRC提高到±0.5HRC。
- 由於鹽浴介質的傳熱係數遠大於空氣，對於相同的齒輪零件，鹽浴的回火時間僅為電爐回火的50%，生產週期和加熱成本為減少了 50%。
- 顯示了電爐加熱和鹽浴加熱回火後滲碳件表層殘餘應力分佈曲線。 圖4和圖5為電爐加熱和鹽浴加熱回火後的滲碳層結構。 體水平相同，可見鹽浴回火的殘餘應力和組織性能測試的結果可以達到電爐回火的效果。
- 鹽浴淬火介質不能結塊，必須永久隔熱。 鹽浴淬火後，利用閒置熱源進行回火，節能增效。
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