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汽车零部件行业热处理节能与减排的途径与方法

发布日期:2019-04-19 发布者:德帮汽车

随着我国国民经济的持续发展,我国汽车零部件制造业中的热处理数量伴随着制造业的发展也与日俱增,目前热处理零部件占钢材总量的50%以上。汽车零部件种类、名称繁多,需要热处理的种类也很多,如发动机的气门、弹簧、挺杆、凸轮轴、曲轴、连杆、活塞等,用于传动的半轴、半轴套管、转向节、转向球头、转向臂、转向拉杆、转向接口等,变速器的差速器齿轮、变速器轴齿轮、销轴等,用于减震的汽车板簧,螺栓、螺杆等紧固件,以及生产各种零件用的模具等。

汽车零件的热处理节能体现在节约能源和提高能源利用的综合效率两个方面,热处理节能贯穿于其整个生产过程的各个环节,需要各个环节(包括生产组织、工艺技术、材料、设备、管理多方面)加以控制并不断整改。热处理节能是一项全面的系统工程,其主要包括工艺技术节能、设备节能、管理节能等三大板块。从工艺设计的角度讲,在满足零件热处理要求的前提下,来实现节能与环保的目的是热处理工作者的职责所在。

需要注意的是热处理技术的先进程度,则是保证零部件产品质量的关键因素,热处理行业的节能与清洁生产已经实施,在热处理设备、热处理工艺及淬火冷却介质等领域均开展了“四废”排放活动,但能耗大、污染环境的问题未有大的好转,故加强热处理的节能生产与环保已是汽车零部件制造业中的当务之急。

汽车零部件的热处理方式包括常规热处理、化学热处理、感应热处理等,围绕着满足零件的工作条件与技术要求,需要选择的热处理方式与工艺,这离不开完成热处理的关键热处理设备。需要指出的是,在达到性能要求的前提下,应尽可能地选用高效、低耗、少污染、自动化程度高的热处理设备与工艺装备,同时要求对热处理设备定期校对温控仪表、测温电偶和炉温均匀性的检查,并及时修正误差,这是十分重要的热处理基础工作。

热处理对于环境的污染主要表现在4个方面,即废水、废气、废渣以及噪声等,通常称为“城市四害”,需要特别关注。另外,要做好设备与工装等检查,确保设备运行正常。下面介绍几类热处理设备与辅助设备,供参考借鉴。

1.采用节能的热处理生产线

可控气氛热处理设备基本炉型包括周期性密封箱式多用炉生产线、连续式可控气氛热处理炉生产线、网带炉热处理生产线等,大多数厂家采用周期性密封箱式多用炉生产线,因该生产线具有设计制造先进、自动化程度高、柔性强、运行灵活可靠,以及结构类型多样化等特点,不仅适应多品种、中小批量生产的要求,也适应单一品种大批量生产的要求,为几种热处理设备外形与工作情况。

编制汽车零部件热处理工艺时应合理选用设备,从而实现节能与环保,大炉子比小炉子节能、连续炉比周期炉节能、圆筒炉比矩形炉节能;减轻料盘、料筐以及夹具的重量,可节约10%一20%的电能;优化炉体结构设计,采用密封炉体结构,防止漏气和吸人空气,选用绝缘性能好的轻质耐火材料作炉衬,以减少热损失,提高热利用率;充分利用余热,实现一炉多用。

2.高频感应设备

感应热处理是生产率高、不污染环境、易于自动化和节省能源的一种先进热处理技术。这一技术自问世以来一直在迅速发展。有资料表明,美国感应加热设备的安装容量1965年为100台套,1985年为400台套,增加了三倍,感应热处理技术的较大用户是汽车零部件领域。

由于感应热处理技术具有优质、高效、节能、环保等诸多优点,符合现代汽车生产需要,故得到了广泛的应用,技术水平迅速提升。高频感应加热设备在汽车零部件领域的应用十分广泛,如气门、挺杆、连杆、曲轴、凸轮轴、齿轮等。

3.真空热处理炉

多功能气氛炉、网带炉等均可实现在少氧气氛下进行加热。真空热处理是节能、清洁热处理工艺方法,在保证汽车零部件热处理质量的同时,具有良好的节能环保效果,可实现清洁生产。

真空热处理炉被称为高效节能、洁净环保的热处理设备,是可实现真空油淬、高压真空气淬、真空回火等热处理技术的典型设备。目前真空炉与多功能炉总数占热处理设备的10%左右,可基本实现自动化、智能化和柔性化,发展的加热技术至今已实现脱脂、脱气、无氧 化加热,还解决了防止元素挥发、粘结等问题。

零件的加热可分为有效加热和无效加热。直接加热零件所耗的能称有效热,而炉壁的散热、料筐和夹具的加热属无效热。从节能的角度讲,应尽可能降低无效热的损耗。采用具有一定柔性化的双排炉、多排炉将大大降低炉壁热损耗,有效降低单位能耗。采用更高热强度的炉内耐热结构件,尽可能降低料盘与零件的质量比也是节能降耗的重要措施。废热综合利用。淬火余热的综合利用,如利用废热加热清洗液,或作为预氧 化炉的辅助热源等。


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