热处理设备选用手册

第一章热处理设备基础

第一节热传递基础1

一、传导传热1

二、对流传热1

三、辐射传热1

第二节筑炉材料2

一、耐火材料和保温材料2

二、热处理工艺辅助材料4

第三节热处理设备的分类与特性5

一、基本概念与分类5

二、热处理主要设备6

三、热处理辅助设备6

四、热处理炉7

五、加热装置与特点10

六、气相沉积装置与热处理设备的技术指标11

第二章热处理电阻炉

第一节炉体结构与功率计算14

一、热处理电阻炉炉体结构14

二、热处理电阻炉功率计算18

第二节主要类型与性能22

一、普通间隙式箱式电阻炉22

二、台车炉25

三、RJ系列自然对流井式电阻炉27

四、强迫对流箱式电阻炉29

五、强迫对流井式电阻炉34

六、井式渗碳炉和渗氮炉36

七、罩式炉38

八、密封箱式炉41

九、转筒式炉48

十、推杆式连续热处理炉及其生产线48

十一、输送带式炉及其生产线56

十二、振底式炉60

十三、辊底式炉68

十四、转底式炉70

十五、滚筒式（鼓形）炉74

十六、步进式和摆动步进式炉75

十七、牵引式炉76

第三节电阻炉的操作与维修79

一、箱式电阻炉的操作和设备改造79

二、井式电阻炉操作85

第三章热处理浴炉及流态粒子炉

第一节简介92

一、主要类型与分类92

二、浴炉的品种和代号93

三、浴炉的特性94

四、浴炉的热工性能94

第二节主要类型与特点95

一、低温浴炉95

二、外部电加热中温浴炉100

三、燃料加热中温浴炉102

四、插入式电极盐浴炉104

五、埋入式电极盐浴炉109

六、盐浴炉排烟装置119

七、盐浴炉设备机械化与自动化121

第三节浴炉操作、安全与维修技术和设备改造124

一、盐浴炉操作技术124

二、硝盐炉操作技术125

三、硝盐槽操作技术125

四、回火用盐浴坩埚电炉操作技术126

五、盐浴炉的管理127

六、盐浴炉的安全操作技术128

七、盐浴含氯钡废渣的处理技术129

八、盐浴炉的改造技术130

第四节流态粒子炉133

一、流态粒子炉工作原理133

二、流态粒子炉的基本类型与特点135

三、流态粒子炉技术性能139

四、流态粒子炉的应用141

第四章热处理燃料炉

第一节简介143

一、常用燃料炉分类143

二、燃料炉炉型选择144

第二节炉用燃料及燃烧计算146

一、燃料分类146

二、固体燃料147

三、液体燃料149

四、气体燃料153

第三节燃料炉类型与特点154

一、室式炉154

二、台车式炉156

三、井式炉160

四、振底式炉160

五、步进式炉162

六、罩式炉167

七、差温炉170

第四节燃料炉附属设备174

一、燃烧装置174

二、预热器189

三、管道193

四、炉用机械199

五、排烟系统208

第五节燃料炉的操作与调节210

一、烘炉210

二、燃料炉操作规程212

三、燃料炉的调节214

第五章真空与等离子热处理炉

第一节真空热处理炉217

一、真空热处理炉的基本类型与特点217

二、真空热处理炉的结构221

三、真空系统228

四、真空测量与供气234

五、真空热处理炉的性能考核与使用维修240

六、常用真空热处理炉243

第二节等离子热处理炉265

一、等离子热处理炉的类型与特点265

二、等离子热处理炉的主要构件267

三、等离子热处理炉的电源及控制系统273

四、供选用的等离子热处理炉280

五、等离子热处理炉的性能考核与使用维修287

第六章热处理感应加热装置

第一节感应加热电源292

一、简介292

二、晶闸管中频感应加热电源294

三、MOSFET固态感应加热电源295

四、真空管（电子管）高频感应加热电源298

第二节工频感应加热装置299

一、简介299

二、工频感应加热供电线路300

三、工频感应加热电路主要参数的计算300

四、工频感应加热装置的安装、使用与维护302

第三节感应热处理设备303

一、简介303

二、感应淬火机床304

三、可供选的感应淬火机床308

第七章火焰表面加热装置

第一节简介324

第二节乙炔发生器324

一、乙炔及其发生器324

二、气瓶与管道328

第三节火焰加热用工具与阀类331

一、火焰加热器331

二、气体减压器334

三、快速启闭阀335

四、气体调节阀336

五、流量计336

第四节火焰淬火机床337

一、利用气割机小车淬火337

二、齿轮火焰淬火机床338

三、立式火焰淬火机床340

第八章表面改性热处理设备

第一节激光表面热处理装置341

一、简介341

二、激光表面热处理装置的构成342

三、可供选用的激光热处理装置350

四、激光加工的安全防护措施352

第二节电子束表面改性装置353

一、电子束表面改性装置353

二、电子束热处理装置组成355

第三节气相沉积装置362

一、化学气相沉积装置362

二、等离子体辅助化学气相沉积装置364

三、等离子体增强化学气相沉积366

四、物理气相沉积368

五、沉积金刚石薄膜的技术379

第九章热处理冷却设备

第一节简介381

一、热处理、冷却设备的功能作用381

二、主要类型与分类方法381

第二节浸液式淬火设备（淬火槽）383

一、常见淬火槽的结构形式383

二、淬火槽388

三、淬火介质的加热与冷却397

第三节淬火辅助装置403

—、淬火槽输送机械403

二、去除淬火槽氧化皮的装置407

三、淬火槽排烟装置与烟气净化408

四、淬火冷却过程的控制装置410

五、淬火槽冷却能力的测定415

六、淬火油槽的防火417

第四节淬火机械与冷处理设备418

一、淬火压床和淬火机418

二、喷射式淬火装置422

三、冷处理设备425

第十章热处理辅助设备

第一节可控气氛发生装置429

一、吸热式气氛发生装置429

二、放热式气氛发生装置438

三、工业氮制备装置443

四、其他气氛发生装置450

五、气体净化装置454

六、可控气氛经济指标对比461

第二节清洗设备462

一、一般清洗机462

二、超声波清洗设备466

三、脱脂炉清洗设备468

四、真空清洗设备468

五、溶剂型真空清洗机470

第三节清理及强化设备472

—、机械式抛丸设备472

二、抛丸强化设备477

第四节矫直与起重运输设备482

一、矫直设备482

二、起重运输设备486

第五节热处理用夹具486

一、热处理夹具选择条件486

二、热处理夹具用钢489

第十一章炉温测量与控制

第一节温度传感器496

一、热电偶496

二、热电阻502

三、全辐射温度计503

四、光学高温计504

五、光电高温计506

六、红外光电高温计506

七、其他温度测量仪507

第二节温度显示与调节仪表509

一、常规温度显示与调节仪表509

二、数字式温度显示调节仪表512

三、智能温度调节仪514

四、显示调节仪的选择517

第三节温度控制执行器517

一、电阻炉控温执行器517

二、燃料炉控温执行器522

第四节热处理温度控制方法529

一、被控对象的动态特性529

二、比例（P）积分（I）、微分（D）控制规律529

三、数字PID控制算法530

四、PID调节器结构选择530

五、PID参数选择530

六、新型智能控制方法531

七、电阻炉温度自动控制回路533

八、燃料炉温度自动控制系统535

参考文献539

热处理设备是实现热处理工艺技术的有效手段，其质量高低和先进程度直接决定被处理工件的质量。故热处理设备的制造与研制一直受到业内人员的普遍关注。各国均投入大量的人力、物力开发新型高度自动化的热处理设备。近几年来，随着高新技术在热处理设备研制中的应用，使其先进程度和自动化水平均得到长足发展。为热处理工艺技术的发展起到重要的引领作用，也展示了高超的机械制造水平和能力，使这一传统的工艺技术充满了光明的发展前景。

为了普及热处理设备的基础知识，推广并宣传近年来热处理设备研究制造与应用成果，中国兵工学会材料委员会、山东兵工学会、内蒙古第一机械制造厂联合编写了本书。本书较为详细地介绍了热处理电阻炉、盐浴炉、液态粒子炉、燃料炉、真空炉、等离子炉，热处理感应加热设备，火焰表面加热装置、激光、电子束与气相沉积表面改性装置、淬火设备、可控气氛发生装置、清洗装置、矫直装置、起重运输机械和炉温测量与控制装置等的基本结构、功能作用、操作方法、维修或维护保养方法等内容，另外，还对热处理设备的基础知识扼要地进行了说明，是从事热处理研究、产品设计、制造生产、管理销售和教学等人员必读必备之书。书中还增加了新型热处理设备推荐内容，可供广大热处理设备用户选购。

本书突出实用性、先进性和可操作性，理论叙述从简，侧重于实例和实用数据说明问题，全书结构清晰严紧，信息量大，数据翔实可靠，图文并茂，查阅方便。

由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请批评指正。

编者

2012年8月

《热处理设备选用手册》写到，为了普及热处理设备的基础知识，推广并宣传近年来热处理设备研究制造与应用成果，中国兵工学会材料委员会、山东兵工学会、内蒙古第一机械制造厂联合编写了《热处理设备选用手册》。《热处理设备选用手册》较为详细地介绍了热处理电阻炉、盐浴炉、液态粒子炉、燃料炉、真空炉、等离子炉，热处理感应加热设备，火焰表面加热装置、激光、电子束与气相沉积表面改性装置、淬火设备、可控气氛发生装置、清洗装置、矫直装置、起重运输机械和炉温测量与控制装置等的基本结构、功能作用、操作方法、维修或维护保养方法等内容，另外，还对热处理设备的基础知识扼要地进行了说明，是从事热处理研究、产品设计、制造生产、管理销售和教学等人员必读必备之书。书中还增加了新型热处理设备推荐内容，可供广大热处理设备用户选购。