火焰加热淬火大口径不锈钢管表面的方法

火焰加热表面淬火是一种表面淬火方法，将大直径不锈钢管在强火焰中加热，使其迅速达到淬火温度，然后用水或水溶液冷却，以获得预期的硬度和硬化层深度。

火焰加热表面淬火的优点是：

1)设备简单，使用方便，成本低廉。

2)不受大口径不锈钢管体积的限制，可灵活移动使用。

3)淬火后表面洁净，无氧化脱碳，变形小。

然而，火焰淬火依赖于在3000的温度下强烈的火焰加热。大直径不锈钢管表面容易过热，影响硬化层质量的因素比较复杂，限制了火焰淬火的广泛应用。尽管如此，在某些情况下(特别是对于重型机械、冶金机械、采矿机械和其他中小型企业)，从经济效果、技术可能性和当地生产条件来看，它比感应加热淬火更有利。

最常用的火焰淬火是乙炔-oxygen火焰。也可以使用其他气体燃料，如天然气、焦炉气、液化石油气或液体燃料——煤油不锈钢钢管。

特殊的火焰喷嘴通常用于火焰淬火。乙炔和氧气混合后从喷嘴喷出燃烧。燃烧火焰根据乙炔和过量氧的情况可分为还原火焰、中性火焰或氧化火焰。图9-34示意性地示出了中性火焰的组成和沿着火焰长度的温度分布。其中，还原区温度最高(一般在距火焰核心顶部2-3毫米处温度最高)；在操作过程中，大直径不锈钢管应在此高温区域尽可能加热。乙炔和氧气的混合比对火焰燃烧温度有很大影响。图9-35显示了乙炔-oxygen火焰的温度与其混合比之间的关系。从图中可以看出，对于中性火焰，当O2与C2H2的体积比为c=1时，当C值稍有波动时，火焰温度会发生很大变化。然而，当C值在1和1.5之间时，C值波动很小，仅引起火焰温度的微小变化。火焰温度的稳定程度将直接影响大直径不锈钢管加热温度和加热表层深度的变化，并对硬化层质量有很大影响。C值在1 ~ 1.5之间的火焰具有较高的温度和温度稳定性，因此在运行过程中C值意外变化时，应控制好火焰温度。最常用的氧气比例在1.15到1.25之间。在此比例下，火焰中心为蓝色，端部形状为光滑的圆弧，火焰显得强烈，并有三个明显的燃烧区。如果乙炔，过多，火焰会变长(颜色会因少量浓烟而变红，核心会变长)，整个火焰看起来会变弱。例如，如果氧气过多，火焰中心相对较轻且尖锐，火焰中心的形状缩短，火焰呈现明亮的白色，整个火焰的颜色从浅红色变为深紫色。淬火时，大直径不锈钢管的表面会被氧化，过高的温度容易使大直径不锈钢管过热或开裂。

根据大直径不锈钢管淬火表面的形状和尺寸以及表面淬火的要求，火焰淬火的基本操作方法可归纳为四种类型，如图9-36。

图9-37显示了当大直径不锈钢管被乙炔-oxygen火焰加热时表面温度随时间的变化。加热时，最高温度可达1250。如果此时喷水孔太近，淬火温度将过高，变形将很大。此外，飞溅的喷雾很容易灭火或引起回击。304不锈钢管厂家如果距离太远，表面温度将扩散到大直径不锈钢管的内表面，增加硬化层的深度或降低表面温度太多而不能硬化。因此，在加热大直径st的表面之后，喷嘴停止5-6秒

喷嘴和大口径不锈钢管的相对移动速度通常在50毫米/分钟和150毫米/分钟之间。速度由硬化层的深度、钢的成分以及喷嘴和大直径不锈钢管的淬火表面之间的距离决定，并通过改变加热持续时间来调节。在操作过程中，运动应保持稳定和均匀，以保证大直径不锈钢管淬火质量的一致性。各种类型的火焰淬火机床都能满足上述要求。

制定大直径不锈钢管加热规范的原则是先根据经验选择加热规范，然后逐个改变影响加热的因素，最后根据获得的宏观断口、微观组织和性能来确定。

火焰淬火后，淬火表面不应有过热、烧伤和裂纹，大直径不锈钢管的变形应符合规定的技术要求。

经火焰淬火的大直径不锈钢管应进行回火或自回火。回火温度为180-220，回火保温时间为1-2小时。磨削大直径不锈钢管淬火表面后，最好在炉内进行二次回火。温度和以前一样，时间可以减少一半。使用这种回火程序，淬火应力可以进一步降低，而不影响表面硬度。

火焰淬火与感应加热淬火相同，变形相对较小，其变形规律与感应加热淬火相似。图9-38 (a)显示了火焰淬火后扁平大直径不锈钢管的变形。为了减少淬火后的变形，可以将大直径不锈钢管预压制成反弯形状，或者将大直径不锈钢管放入循环水箱中，只对暴露在水面上的大直径不锈钢管表面进行加热淬火。

轴类零件的火焰淬火一般采用组合方法。304钢管环形喷嘴和环形冷却器合为一体以一定速度前进，大直径不锈钢管以一定速度旋转。如果适当调整这些工艺参数，可以获得深度为3-6 mm的均匀分布的硬化层.