CEPIc
ICS25.200 J36 备案号：455042014
中华人民共和国机械行业标准
JB/T11810—2014
真空高压气炉热处理技术要求
Technical requirements of heat treatment for vacuum high
pressure gas quenching furnace
2014-05-06发布
2014-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 CEPic
JB/T118102014
目 次
前言. 范围.
.I1 .1 .1 .2 .2
1
2 规范性引用文件， 3 术语和定义
.
设备及工艺材料要求
4
....
4.1一般要求， 4.2设备分类 4.3 结构要求 4.4 控制系统 4.5 炉外送料车 4.6 基本技术指标 4.7 试验方法 4.8 可靠性要求， 4.9 设备的电耗与节能，工艺及工艺过程要求 5.1工艺参数 5.2工艺过程要求 5.3工件出炉 6质量控制与检验. 6.1质量控制. 6.2质量检验，
*,
.2 ,2 .4 .4 .4 .5 .6 .6 .7 .7 .7 .7 .7 .7 .8 .8 .9 .10 .5 .9 .10
.
*
.
.
安全、卫生和环保要求
7
附录A（资料性附录）常用钢材真空高压气淬的参考数据附录B（资料性附录）常用材料真空高压气淬淬硬能力参考数据表1空炉抽真空时间表A.1常用钢材的真空热处理温度、真空度和冷却介质，表B.1 常用钢材真空高压气淬的淬硬能力参考数据
..
I CEPic
JB/T118102014
前言
本标准按照GB/T1.1-—2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国热处理标准化技术委员会归口（SAC/TC75)。 本标准负责起草单位：江苏丰东热技术股份有限公司、北京机电研究所、北京华海中谊工业炉有限
公司。
本标准参加起草单位：浙江双环传动机械股份有限公司、北京易利工业炉制造有限公司、天津市热处理研究所有限公司。
本标准主要起草人： 向建华、丛培武、陈国民、孙强、吕东显、史天振、杨哗、陈红进、高文栋、 施剑峰、杨建军、宋宝敬、高新宇。
本标准为首次发布。
II CEPIc
JB/T11810—2014
真空高压气率炉热处理技术要求
1范围
本标准规定了真空高压气淬热处理设备及工艺材料、工艺及工艺过程、质量控制及检验、安全、卫生和环保等技术要求。
本标准适用于合金钢、高温合金等金属材料的真空高压气淬热处理。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB150.1压力容器第1部分：通用要求 GB150.2 压力容器第2部分：材料 GB 3095 环境空气质量标准 GB/T 3163 真空技术术语 GB/T 4844 纯氨、高纯氨和超纯氨 GB 4962 氢气使用安全技术规程 GB 5959.1 电热装置的安全 第1部分：通用要求 GB 5959.4 电热装置的安全 第4部分：对电阻加热装置的特殊要求 GB/T 7232 金属热处理工艺 术语 GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T10066.1 电热设备的试验方法第1部分：通用部分 GB/T10066.4 电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉 GB/T10067.1 电热装置基本技术条件第1部分：通用部分 GB/T10067.4--2005电热装置基本技术条件第4部分：间接电阻炉 GB 12348 工业企业广界环境噪声排放标准 GB/T13298 金属显微组织检验方法 GB/T 13324 热处理设备术语 GB/T15318 热处理电炉节能监测 GB 15735 金属热处理生产过程安全、卫生要求 GB/T17358 热处理生产电耗计算和测定方法 GB/Z18718 热处理节能技术导则 GB/T22561—2008真空热处理 JB/T6050 钢铁热处理零件硬度检验通则 JB/T7530 热处理用氩气、氮气、氢气一般技术条件 JB 8434 热处理环境保护技术要求 JB/T10175 热处理质量控制要求
1 CEPic
JB/T11810—2014
3术语和定义
GB/T3163、GB/T7232、GB/T10066.4—2004、GB/T13324界定的以及下列术语和定义适用于本文
件。 3.1
真空高压气炉vacuumhigh-pressuregasquenchingfurnace 真空加热后往炉内充入非氧化性气体，使炉料在压力大于6×10’Pa的介质中冷却淬火的真空炉。
3.2
淬火充气时间quenchingandgas-filledtime 气淬时，从开始充气到风机达到规定转速和气压达到规定值所需的时间。
4设备及工艺材料要求
4.1一般要求
真空高压气淬炉应符合GB/T22561—2008、GB/T10067.1、GB/T10067.4—2005的规定。 4.2设备分类
真空高压气淬炉按结构形式可分为卧式和立式。 真空高压气淬炉按功能空间可分为单室、双室或多室。
4.3结构要求
真空高压气淬炉主要由炉体、加热保温系统、气淬系统、真空系统、充排气系统、水冷系统、控制系统和辅助设备等组成。 4.3.1炉体 4.3.1.1炉体由炉壳和炉门组成。 4.3.1.2炉体采用碳钢或不锈钢焊接而成，可以是整体结构，也可由多节组合而成。炉壳、炉门都应采用双层水冷结构，其设计、制造、检验和安装应符合GB150.1和GB150.2的规定。炉体制造商应取得相应承压设备的设计和制造资质。 4.3.1.3炉体上应设有电极引入、热电偶引入、安全阀、冷却管道、充气系统等装置。 4.3.1.4炉门可以采用边铰链、顶铰链、乘直提升或悬挂在轨道上滑动等形式。炉门及相应运动部件应有足够的强度，以满足长期稳定运行的需要。 4.3.1.5炉壳焊接加工后，必须经过去应力处理，并进行探伤水压、气压及检漏仪的检测，保证焊接质量和炉壳的气密性。 4.3.1.6炉门及炉体上所有接入口都应采用密封圈密封，以保证设备在真空负压、正压气淬时的双向密封。 4.3.2加热保温系统 4.3.2.1电流导入装置
电流导入装置应采用水冷结构，并配备冷却水流量安全监控装置。 4.3.2.2加热元件
加热元件的具体要求：
一加热元件材料根据炉的使用要求选用，可选材料包括非金属的石墨材料（棒、管、带等）、难
2 CEPIC
JB/T118102014
熔金属材料（钨、钳、钼等）的带、棒、丝等。加热元件的布置和功率的分布要保证炉温的均匀性和加热工艺的要求。
一电热元件的端电压应小于100V，防止在炉内局部产生真空放电，损伤设备及部件。 一加热元件应更换方便，便于维护和修理。
4.3.2.3隔热层
隔热层的具体要求：
隔热层一般采用机械框架结构，由石墨硬毡、碳纤维材料、陶瓷等耐高温构件或难熔金属及不锈钢薄板组成：
一一隔热层在使用过程中应不变形、不开裂、不剥离；隔热层设计中应考虑热胀冷缩引起的变形，
以及在兼作冷却室时要承受的高压气流的冲刷，满足长期使用的要求：隔热层的构件应更换方便，便于维护和修理。
4.3.2.4炉床
炉床应采用性能与真空高压气淬炉工作条件相适应的材料制造（如石墨、碳纤维材料、钼等难熔金属）。在真空高压气淬炉的整个工作温度范围内，炉床应能承受最大装载量而不损坏或无明显交形。当料盘使用镍铬合金时，在料盘与石墨炉床之间应设置钼条等，以防料盘与炉床粘连 4.3.2.5对流加热装置
为提高设备低温段的加热效率和温度均匀性，可配置对流加热装置，搅拌风扇一般采用高强度复合碳纤维材料制造。 4.3.3气系统 4.3.3.1气淬系统由冷却电机、热交换器、导流装置以及控制系统等组成。根据气流循环结构方式的不同，可分为内循环式和外循环式两种。 4.3.3.2冷却风机由大功率电动机和气体循环风扇组成，为防止电动机绕组过热应配有电热保护装置。 大功率电动机起动时不得对电网形成冲击，必要时应采用软启动等方式解决。 4.3.3.3热交换器一般采用水冷方式单独供水，冷却水进口温度应不高于35℃。冷却水压力应不小于0.2 MPa，并应配有流量、压力报警保护装置。 4.3.3.4导流装置及控制系统的设计、制造应能满足高压气淬工艺要求。根据炉型结构，可采用360°圆周均布喷嘴或采用导流栅板配合换向翻板的方式，实施气流换向冷却。通过对淬火气体压力和换向冷却周期的控制来满足淬火工艺的要求。为减小工件变形、预防开裂，可配置等温淬火控制系统。 4.3.3.5气淬用气包括氮气、氩气、氢气、氢气等气体，当使用氨气、氩气等稀有气体作为气淬用气时，建议配置相应的气体回收再利用装置。所用气体应符合JB/T7530的规定，氮气的使用应符合 GB/T4844的规定，氢气的使用应符合GB4962的规定。 4.3.4真空系统
真空系统由真空泵组、管道、阀门、真空计、真空传感器等组成。真空泵组应根据设备要求的极限真空度、抽气速率等来选配。系统中应设置自动阀门，以便在发生意外停电时能自动关闭，以防空气和真空泵油进入炉内。系统应有安全联锁，当炉内真空度超出给定值时，切断加热电源。 4.3.5充排气系统
主要由大直径充气阀、补气阀、排气阀、压力检测与控制装置及相应的管路等组成。充气压力应在
3 CEPic
JB/T11810-2014
气淬压力范围内任意可调，同时应具有超压电器连锁保护功能。
为防止部分合金元素在高温高真空环境下蒸发，系统中应设有分压气体输入系统 4.3.6水冷系统
主要对炉体、热交换器、水冷电极及真空系统中的真空泵组等进行冷却，应能使炉体各部分的表面温升不超过4.6.9的规定。总进水管路上应装有可自动报警的水温、水压检测装置。 4.4控制系统 4.4.1以智能化控温仪表、可编程序控制器、加热变压器、真空计及记录仪为核心构成包括供电、控制、记录、监视、报警保护功能在内的控制系统。可以通过自动或手动方式实现全部工艺过程， 4.4.2真空高压气淬炉控制系统应配置气淬压强指示和控制仪表，应配置电压、电流、加热区温度、 冷却水温度测量指示仪表。 4.4.3真空高压气淬炉各加热区段都必须配置独立的温度控制系统，各区段的加热功率配置应满足所设计额定载荷加热、保温的需要，且应保证温度均匀性符合要求。 4.4.4真空高压气淬炉加热室的每个加热区至少应有两支热电偶，一支接温度自动控制仪表，另一支接温度指示自动记录仪表。其中每个加热区至少有一块仪表具有超温报警功能。 4.4.5真空高压气淬炉控温仪表精度应不低于0.2级，记录仪表精度应不低于0.5级，有效加热区内温度均勾性偏差应不大于土5℃，炉温均匀性应按GB/T9452的规定定期测量，炉子应配备炉温均匀性测定用安装孔。 4.4.6真空高压气淬炉温度测量系统在正常使用状态下，应定期做系统精度校验，系统精度校验允许温度偏差不大于土1℃，炉子应配有系统精度校验热电偶安装孔。 4.4.7真空高压气淬炉的其他技术要求应符合JB/T10175的要求。 4.4.8真空高压气淬炉应配置计算机监控系统，计算机监控系统应具备半自动控制系统或全自动控制系统，可对生产和工艺全过程进行监控和记录。 4.5炉外送料车
送料由液压升降驱动的叉式小车完成。对于装炉量超过600kg的炉型，其配备的料车应具备电动辅助送取料功能。 4.6基本技术指标 4.6.1最高温度
真空高压气淬炉的最高温度一般为1350℃。 4.6.2工作温度
真空高压气炉的工作温度一般在550℃1300℃之间。 4.6.3炉温均匀性
真空高压气淬炉的炉温均匀性通常应不大于士5℃，当炉体有效工作区较大，要求较高时，可由供需双方协商确定。 4.6.4极限真空度
真空高压气淬炉的极限真空度可分为常规极限真空度和高极限真空度，其中常规极限真空度应不大于5×101Pa，高极限真空度应不大于5×10-"Pa. 4 CEPIc
ICS25.200 J36 备案号：455042014
中华人民共和国机械行业标准
JB/T11810—2014
真空高压气炉热处理技术要求
Technical requirements of heat treatment for vacuum high
pressure gas quenching furnace
2014-05-06发布
2014-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 CEPic
JB/T118102014
目 次
前言. 范围.
.I1 .1 .1 .2 .2
1
2 规范性引用文件， 3 术语和定义
.
设备及工艺材料要求
4
....
4.1一般要求， 4.2设备分类 4.3 结构要求 4.4 控制系统 4.5 炉外送料车 4.6 基本技术指标 4.7 试验方法 4.8 可靠性要求， 4.9 设备的电耗与节能，工艺及工艺过程要求 5.1工艺参数 5.2工艺过程要求 5.3工件出炉 6质量控制与检验. 6.1质量控制. 6.2质量检验，
*,
.2 ,2 .4 .4 .4 .5 .6 .6 .7 .7 .7 .7 .7 .7 .8 .8 .9 .10 .5 .9 .10
.
*
.
.
安全、卫生和环保要求
7
附录A（资料性附录）常用钢材真空高压气淬的参考数据附录B（资料性附录）常用材料真空高压气淬淬硬能力参考数据表1空炉抽真空时间表A.1常用钢材的真空热处理温度、真空度和冷却介质，表B.1 常用钢材真空高压气淬的淬硬能力参考数据
..
I CEPic
JB/T118102014
前言
本标准按照GB/T1.1-—2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国热处理标准化技术委员会归口（SAC/TC75)。 本标准负责起草单位：江苏丰东热技术股份有限公司、北京机电研究所、北京华海中谊工业炉有限
公司。
本标准参加起草单位：浙江双环传动机械股份有限公司、北京易利工业炉制造有限公司、天津市热处理研究所有限公司。
本标准主要起草人： 向建华、丛培武、陈国民、孙强、吕东显、史天振、杨哗、陈红进、高文栋、 施剑峰、杨建军、宋宝敬、高新宇。
本标准为首次发布。
II CEPIc
JB/T11810—2014
真空高压气率炉热处理技术要求
1范围
本标准规定了真空高压气淬热处理设备及工艺材料、工艺及工艺过程、质量控制及检验、安全、卫生和环保等技术要求。
本标准适用于合金钢、高温合金等金属材料的真空高压气淬热处理。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB150.1压力容器第1部分：通用要求 GB150.2 压力容器第2部分：材料 GB 3095 环境空气质量标准 GB/T 3163 真空技术术语 GB/T 4844 纯氨、高纯氨和超纯氨 GB 4962 氢气使用安全技术规程 GB 5959.1 电热装置的安全 第1部分：通用要求 GB 5959.4 电热装置的安全 第4部分：对电阻加热装置的特殊要求 GB/T 7232 金属热处理工艺 术语 GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T10066.1 电热设备的试验方法第1部分：通用部分 GB/T10066.4 电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉 GB/T10067.1 电热装置基本技术条件第1部分：通用部分 GB/T10067.4--2005电热装置基本技术条件第4部分：间接电阻炉 GB 12348 工业企业广界环境噪声排放标准 GB/T13298 金属显微组织检验方法 GB/T 13324 热处理设备术语 GB/T15318 热处理电炉节能监测 GB 15735 金属热处理生产过程安全、卫生要求 GB/T17358 热处理生产电耗计算和测定方法 GB/Z18718 热处理节能技术导则 GB/T22561—2008真空热处理 JB/T6050 钢铁热处理零件硬度检验通则 JB/T7530 热处理用氩气、氮气、氢气一般技术条件 JB 8434 热处理环境保护技术要求 JB/T10175 热处理质量控制要求
1 CEPic
JB/T11810—2014
3术语和定义
GB/T3163、GB/T7232、GB/T10066.4—2004、GB/T13324界定的以及下列术语和定义适用于本文
件。 3.1
真空高压气炉vacuumhigh-pressuregasquenchingfurnace 真空加热后往炉内充入非氧化性气体，使炉料在压力大于6×10’Pa的介质中冷却淬火的真空炉。
3.2
淬火充气时间quenchingandgas-filledtime 气淬时，从开始充气到风机达到规定转速和气压达到规定值所需的时间。
4设备及工艺材料要求
4.1一般要求
真空高压气淬炉应符合GB/T22561—2008、GB/T10067.1、GB/T10067.4—2005的规定。 4.2设备分类
真空高压气淬炉按结构形式可分为卧式和立式。 真空高压气淬炉按功能空间可分为单室、双室或多室。
4.3结构要求
真空高压气淬炉主要由炉体、加热保温系统、气淬系统、真空系统、充排气系统、水冷系统、控制系统和辅助设备等组成。 4.3.1炉体 4.3.1.1炉体由炉壳和炉门组成。 4.3.1.2炉体采用碳钢或不锈钢焊接而成，可以是整体结构，也可由多节组合而成。炉壳、炉门都应采用双层水冷结构，其设计、制造、检验和安装应符合GB150.1和GB150.2的规定。炉体制造商应取得相应承压设备的设计和制造资质。 4.3.1.3炉体上应设有电极引入、热电偶引入、安全阀、冷却管道、充气系统等装置。 4.3.1.4炉门可以采用边铰链、顶铰链、乘直提升或悬挂在轨道上滑动等形式。炉门及相应运动部件应有足够的强度，以满足长期稳定运行的需要。 4.3.1.5炉壳焊接加工后，必须经过去应力处理，并进行探伤水压、气压及检漏仪的检测，保证焊接质量和炉壳的气密性。 4.3.1.6炉门及炉体上所有接入口都应采用密封圈密封，以保证设备在真空负压、正压气淬时的双向密封。 4.3.2加热保温系统 4.3.2.1电流导入装置
电流导入装置应采用水冷结构，并配备冷却水流量安全监控装置。 4.3.2.2加热元件
加热元件的具体要求：
一加热元件材料根据炉的使用要求选用，可选材料包括非金属的石墨材料（棒、管、带等）、难
2 CEPIC
JB/T118102014
熔金属材料（钨、钳、钼等）的带、棒、丝等。加热元件的布置和功率的分布要保证炉温的均匀性和加热工艺的要求。
一电热元件的端电压应小于100V，防止在炉内局部产生真空放电，损伤设备及部件。 一加热元件应更换方便，便于维护和修理。
4.3.2.3隔热层
隔热层的具体要求：
隔热层一般采用机械框架结构，由石墨硬毡、碳纤维材料、陶瓷等耐高温构件或难熔金属及不锈钢薄板组成：
一一隔热层在使用过程中应不变形、不开裂、不剥离；隔热层设计中应考虑热胀冷缩引起的变形，
以及在兼作冷却室时要承受的高压气流的冲刷，满足长期使用的要求：隔热层的构件应更换方便，便于维护和修理。
4.3.2.4炉床
炉床应采用性能与真空高压气淬炉工作条件相适应的材料制造（如石墨、碳纤维材料、钼等难熔金属）。在真空高压气淬炉的整个工作温度范围内，炉床应能承受最大装载量而不损坏或无明显交形。当料盘使用镍铬合金时，在料盘与石墨炉床之间应设置钼条等，以防料盘与炉床粘连 4.3.2.5对流加热装置
为提高设备低温段的加热效率和温度均匀性，可配置对流加热装置，搅拌风扇一般采用高强度复合碳纤维材料制造。 4.3.3气系统 4.3.3.1气淬系统由冷却电机、热交换器、导流装置以及控制系统等组成。根据气流循环结构方式的不同，可分为内循环式和外循环式两种。 4.3.3.2冷却风机由大功率电动机和气体循环风扇组成，为防止电动机绕组过热应配有电热保护装置。 大功率电动机起动时不得对电网形成冲击，必要时应采用软启动等方式解决。 4.3.3.3热交换器一般采用水冷方式单独供水，冷却水进口温度应不高于35℃。冷却水压力应不小于0.2 MPa，并应配有流量、压力报警保护装置。 4.3.3.4导流装置及控制系统的设计、制造应能满足高压气淬工艺要求。根据炉型结构，可采用360°圆周均布喷嘴或采用导流栅板配合换向翻板的方式，实施气流换向冷却。通过对淬火气体压力和换向冷却周期的控制来满足淬火工艺的要求。为减小工件变形、预防开裂，可配置等温淬火控制系统。 4.3.3.5气淬用气包括氮气、氩气、氢气、氢气等气体，当使用氨气、氩气等稀有气体作为气淬用气时，建议配置相应的气体回收再利用装置。所用气体应符合JB/T7530的规定，氮气的使用应符合 GB/T4844的规定，氢气的使用应符合GB4962的规定。 4.3.4真空系统
真空系统由真空泵组、管道、阀门、真空计、真空传感器等组成。真空泵组应根据设备要求的极限真空度、抽气速率等来选配。系统中应设置自动阀门，以便在发生意外停电时能自动关闭，以防空气和真空泵油进入炉内。系统应有安全联锁，当炉内真空度超出给定值时，切断加热电源。 4.3.5充排气系统
主要由大直径充气阀、补气阀、排气阀、压力检测与控制装置及相应的管路等组成。充气压力应在
3 CEPic
JB/T11810-2014
气淬压力范围内任意可调，同时应具有超压电器连锁保护功能。
为防止部分合金元素在高温高真空环境下蒸发，系统中应设有分压气体输入系统 4.3.6水冷系统
主要对炉体、热交换器、水冷电极及真空系统中的真空泵组等进行冷却，应能使炉体各部分的表面温升不超过4.6.9的规定。总进水管路上应装有可自动报警的水温、水压检测装置。 4.4控制系统 4.4.1以智能化控温仪表、可编程序控制器、加热变压器、真空计及记录仪为核心构成包括供电、控制、记录、监视、报警保护功能在内的控制系统。可以通过自动或手动方式实现全部工艺过程， 4.4.2真空高压气淬炉控制系统应配置气淬压强指示和控制仪表，应配置电压、电流、加热区温度、 冷却水温度测量指示仪表。 4.4.3真空高压气淬炉各加热区段都必须配置独立的温度控制系统，各区段的加热功率配置应满足所设计额定载荷加热、保温的需要，且应保证温度均匀性符合要求。 4.4.4真空高压气淬炉加热室的每个加热区至少应有两支热电偶，一支接温度自动控制仪表，另一支接温度指示自动记录仪表。其中每个加热区至少有一块仪表具有超温报警功能。 4.4.5真空高压气淬炉控温仪表精度应不低于0.2级，记录仪表精度应不低于0.5级，有效加热区内温度均勾性偏差应不大于土5℃，炉温均匀性应按GB/T9452的规定定期测量，炉子应配备炉温均匀性测定用安装孔。 4.4.6真空高压气淬炉温度测量系统在正常使用状态下，应定期做系统精度校验，系统精度校验允许温度偏差不大于土1℃，炉子应配有系统精度校验热电偶安装孔。 4.4.7真空高压气淬炉的其他技术要求应符合JB/T10175的要求。 4.4.8真空高压气淬炉应配置计算机监控系统，计算机监控系统应具备半自动控制系统或全自动控制系统，可对生产和工艺全过程进行监控和记录。 4.5炉外送料车
送料由液压升降驱动的叉式小车完成。对于装炉量超过600kg的炉型，其配备的料车应具备电动辅助送取料功能。 4.6基本技术指标 4.6.1最高温度
真空高压气淬炉的最高温度一般为1350℃。 4.6.2工作温度
真空高压气炉的工作温度一般在550℃1300℃之间。 4.6.3炉温均匀性
真空高压气淬炉的炉温均匀性通常应不大于士5℃，当炉体有效工作区较大，要求较高时，可由供需双方协商确定。 4.6.4极限真空度
真空高压气淬炉的极限真空度可分为常规极限真空度和高极限真空度，其中常规极限真空度应不大于5×101Pa，高极限真空度应不大于5×10-"Pa. 4