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(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)。
當(dāng)今熱處理少無氧化技術(shù)發(fā)展迅速，以真空加熱設(shè)備和可控氣氛保護(hù)加熱就技術(shù)輔以計(jì)算機(jī)控制已在熱處理行業(yè)用于大批量和流水線生產(chǎn)。取得穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和良好的經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)現(xiàn)從工藝裝備現(xiàn)代化的熱處理必須從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、設(shè)備的購制、安裝、調(diào)試、人員培訓(xùn)等需投入大量資金。許多中小企業(yè)難以承擔(dān)。熱處理生產(chǎn)過程會(huì)遇到許多產(chǎn)品，有的是大型構(gòu)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(yán)格技術(shù)要求的加工件，如何保障上述工件能實(shí)現(xiàn)少無氧化加熱，選擇少無氧化保護(hù)加熱工藝材料來滿足技術(shù)要求是唯一的技術(shù)措施，少無氧化工藝材料近幾十年也發(fā)展很快，種類很多。這就要結(jié)合工藝，依據(jù)工件技術(shù)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(hù)劑”
本文介紹的“鋼鐵加熱保護(hù)劑”是適用于熱處理工藝過程的一種防控工件氧化，防止產(chǎn)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(chǎn)后，由于多種因素并未推廣適用，直到1990年在北京地區(qū)及周邊逐步擴(kuò)散應(yīng)用。
“鋼鐵加熱保護(hù)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(yīng)用過程適合于熱處理的工藝機(jī)制，一般只要具備熱處理入門知識(shí)的操作人員即可順利掌握。說其適用熱處理工藝機(jī)制，即爐溫達(dá)到動(dòng)議溫度，工件入爐后隨即將其噴、潑、浸、投方式注入爐內(nèi)即可，滴注、涂刷亦可，適用方便，隨意。
“鋼鐵加熱保護(hù)劑”是無毒、無嗅，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存，使用量少，性價(jià)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(tái)車式電阻爐一次只需投入約80-100ml即可。當(dāng)投入后后，從爐縫溢出淡淡煙霧說明加熱室已充滿防護(hù)物質(zhì)、工件在數(shù)分鐘即可形成一層防護(hù)罩膜，只要不損壞罩膜，工件就能實(shí)現(xiàn)少無氧化保護(hù)加熱的效果。當(dāng)淬火或出爐后，若膜不破壞依舊有防護(hù)作用，若需清除此膜，工裝輕輕一碰即掉，或吹氣、吹風(fēng)、拂掃即輕易除膜，由于其膜極薄不影響冷卻效果，在淬火時(shí)不影響冷卻烈度，可獲較高淬硬表面。在正火時(shí)又可在不同風(fēng)冷條件下獲得理想晶粒組織。其膜對(duì)淬火介質(zhì)不構(gòu)成污染，可沉淀清理或過濾清除。
1、40Cr 鋼連桿正火+調(diào)質(zhì)工藝：
加熱工藝：840℃×4h
加熱設(shè)備：RX-100-9箱式和RT-150-9臺(tái)車式電阻爐實(shí)現(xiàn)少無氧化加熱。
技術(shù)要求：40Cr鋼制連桿熱鍛成型已造成表面脫碳0.30mm，協(xié)作方要求熱處理后脫碳層≯0.30mm。
熱處理有兩道工序，正火+調(diào)質(zhì)，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)正火后脫碳為0.35mm，再經(jīng)調(diào)質(zhì)工序脫碳層達(dá)0.40mm已超出協(xié)作方的要求。
該廠熱處理設(shè)備僅有RX-100-9箱式電阻爐和RT-150-9臺(tái)車式電阻爐，無法勝任協(xié)作方技術(shù)要求。
經(jīng)采用“鋼鐵加熱保護(hù)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(xié)作方技術(shù)條件，脫碳層控制在0.30mm以內(nèi)。
2、交叉支撐組成正火工藝：
材質(zhì)：QCZ105-71C
單重：50.76
技術(shù)要求：桿體與定位座環(huán)焊縫進(jìn)行正火熱處理，熱影響區(qū)晶粒度≤6.5，桿體脫碳層深度≯0.2mm。
加熱設(shè)備：RT-320-9臺(tái)車式電阻爐（四臺(tái)）
工裝：每個(gè)工裝100件交叉桿每爐二個(gè)工裝（共計(jì)200件）
工藝過程：
為防止工件管壁內(nèi)外表面氧化脫碳，采用將工件浸漬后裝卡在工裝上，當(dāng)爐溫到溫后再將工裝吊入臺(tái)車上，每爐兩個(gè)工裝（200件交叉桿），關(guān)爐門前再投入250ml保護(hù)劑，出爐后由2-4臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻控制質(zhì)量滿足技術(shù)條件，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。該項(xiàng)目曾選擇書中工藝材料，經(jīng)工藝試驗(yàn)最后選定“鋼鐵加熱保護(hù)劑“，分析原因：能保證正火風(fēng)冷后晶粒度和防脫碳的條件，因防護(hù)罩膜極薄不妨礙風(fēng)冷效果，再有浸漬可達(dá)到管內(nèi)外表面均可實(shí)現(xiàn)防護(hù)，同時(shí)操作簡(jiǎn)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(shí)間：2小時(shí)
淬火介質(zhì)：水
回火溫度：640℃×3小時(shí)
技術(shù)要求：HB218-300
抗拉強(qiáng)度：≥850Mpa
屈服強(qiáng)度：≥735Mpa
延伸率：≥20%
原熱處理工藝無法解決容器內(nèi)壁產(chǎn)生的脫碳和氧化物，專設(shè)清理工序清除內(nèi)表面氧化但效果不理想。經(jīng)采用噴槍向容器內(nèi)壁噴注“鋼鐵加熱保護(hù)劑”有效防止容器的表面氧化脫碳還省略了內(nèi)壁清理的繁重的勞動(dòng)。罐狀的容器膛大口小采用噴砂，拋丸清理工藝不好實(shí)施，而手工清理內(nèi)腔氧化物是笨重的體力勞動(dòng)，功效極低是得不償失的工作，采用“鋼鐵加熱保護(hù)劑”保護(hù)加熱無氧化現(xiàn)象也省略了內(nèi)腔清理工序，即提高產(chǎn)品質(zhì)量又提高工作效率。
4、大型GCr15鋼質(zhì)軋輥淬火防氧化脫碳的應(yīng)用：
工件：GCr15鋼軋輥直徑500×400mm（最大的直徑900重量2噸）。加工設(shè)備：RT-350-9臺(tái)車式電阻爐（爐子長(zhǎng)4m寬1.2m高0.8m）。
工藝溫度：840℃×6小時(shí)
選用“鋼鐵加熱保護(hù)劑”一次性采用撥入500ml，經(jīng)實(shí)施保護(hù)加熱，淬火后硬度可控制HRC62-63，生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)年產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)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(shí)間：5min分
由于采用鹽爐和采用真空加熱均未達(dá)到技術(shù)條件，采用RX-30-9箱式電阻爐，并自制小鏟型工裝數(shù)只，將工件浸過“鋼鐵加熱保護(hù)劑”加熱，或入爐后再噴入保護(hù)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(jié)構(gòu)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(shí)間：6小時(shí)
45鋼模套400×200×100mm 保溫時(shí)間：2小時(shí)
40Cr銷軸 直徑28×150mm 保溫時(shí)間：50分鐘
加熱溫度：840℃
三類工件同時(shí)入爐，噴入“鋼鐵加熱保護(hù)劑”按不同時(shí)間分三次出爐淬火可實(shí)現(xiàn)加熱保護(hù)，加熱時(shí)間重疊可以提高工效，質(zhì)量可以得到控制。
三：小結(jié)：
1、“鋼鐵加熱保護(hù)劑”經(jīng)不同類型生產(chǎn)廠多年應(yīng)用，實(shí)踐證明適用空氣加熱介質(zhì)爐的少無氧化保護(hù)加熱的熱處理工藝材料。
2、應(yīng)用范圍廣泛適用不同材質(zhì)和不同類型工件，可通過技術(shù)措施廣泛應(yīng)用。
3、采用鋼鐵加熱保護(hù)劑可提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
4、鋼鐵加熱保護(hù)劑無毒、無公害、便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸、管理使用，提高工作效率。
5、鋼鐵加工保護(hù)劑經(jīng)多年生產(chǎn)驗(yàn)證，是一種性價(jià)比高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，節(jié)能，高效，是確保熱處理品質(zhì)控制的工藝材料。
