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熱處理爐可以分為空氣爐、可控氣氛爐、真空爐、浴爐、浮動粒子爐。

熱處理爐按工作介質可以分為氣氛爐、浴爐、流態粒子爐。

氣氛爐可以分為空氣氣氛爐、火焰氣氛爐、可控氣氛爐、真空爐。

空氣氣氛爐是一種結構最簡單的爐型。工件在該爐內高于560℃以上加熱時會氧化脫碳。

火焰氣氛是燃料爐燃燒產物氣氛。燃燒產物的組成主要是二氧化碳，水和氮氣。還可能有過剩的氧氣或未完全燃燒的一氧化碳。火焰氣氛的性質主要是氧化性，只有當一氧化碳較多時才為弱氧化性或人還原性。

可控氣氛是人們特意加入爐內的氣氛，主要是控制碳勢氮勢或氣氛還原性。按可控氣氛的性質分類有：

1)中性氣氛，主要是氮氣，在氮氣的基礎上附加其他組分，形成氮基氣氛，其性質隨附加劑的性質而變化。

2）還原性氣氛，主要是氫氣。氫氣的密度小，粘度低，熱導率高，還原性強，因此它有熱容量小，流動狀態好，溫度均勻度高的優點。

3）含碳氣氛，含碳氣氛由碳氫化合物裂化或不完全燃燒而成，有吸熱式和放熱式兩大類，此氣氛可在熱處理爐外或爐內生成。

1)、在少無氧化熱處理技術的發展趨勢中，首推可控氣氛和真空熱處理的發展迅猛。

在目前少品種、大批量生產中，尤其是碳素鋼和一般合金結構鋼件的光亮淬火、退火、滲碳淬火、碳氮共滲淬火、氣體氮碳共滲仍以應用可控氣氛為主要手段。所以可控氣氛熱處理仍是先進熱處理技術的主要組成部分。

2)、制備氣氛的氣源。

我國在掌握和推廣可控氣氛過程中，在解決氣氛問題上走過了漫長的道路。最早的吸熱式氣氛發生爐主要用液化氣，即純度較高的丙烷或丁烷。近幾年已證實，我國的天然氣資源豐富，為用甲烷制備吸熱式氣氛創造了良好的條件。使用不用了生爐的直生式氣氛也是一條不容忽視的途徑。

3)、加熱設備。

密封多用爐和多用爐生產線自動化程度高，生產柔性大，適用性強，因而應用廣

4)、可控氣氛熱處理工藝。

滲碳。高溫滲碳是滲碳技術發展趨勢之一。提高滲碳溫度可以顯著提高生產率和節省能耗。為此研究開發可用于1000℃以上的電輻射管材料是當務之急，低壓滲碳技術的開發和完善為實現高溫滲碳(1040℃)創造了條件。鋼件的滲碳層深度要求一般都較保守，有時也很盲目。看來有必要研究決定滲碳層深度的力學因素，探討減少滲層規定的可能性。

碳氮共滲。碳氮共滲溫度比滲碳低，工件畸變小。在滲層深度為0.6mm以下時的滲速接近于930℃滲碳。鋼碳氮共滲時容易出現反常組織，淬火后表面硬度有下降現象，滲層中有較多的殘留奧氏體。如何合理選擇工藝，充分發揮碳氮共滲潛力仍是值得探討的問題。過去曾有人提倡過高濃度碳氮共滲，也曾有過鋼件碳氮共滲時表面含碳量在0.6%，具有最好綜合力學性能的報道，為此眾說紛紜。看來有必要掌握這些規律，對生產工藝的優選有所幫助。過去和現在都有對滾動軸承施行碳氮共滲以提高接觸疲勞強度的報道。例如AISI52100(相當于GCr15)鋼制的球和滾柱則由過去的淬火、回火改為碳氮共滲、淬火、回火、軸承的破壞壽命提高了2.42倍。看來，要充分發揮碳氮共滲工藝的潛力還有許多工作需要做。

低于101.325kPa的稀薄氣體狀態，均稱真空態。在高真空狀態下熱處理設備發展的主要方向之一。

1)、真空熱處理的優越性。

真空熱處理是和可控氣氛并駕齊驅的應用面很廣的無氧化熱處理技術，也是當前熱處理生產技術先進程度的主要標志之一。真空熱處理不僅可實現鋼件的無氧化、無脫碳，而且還可以實現生產的無污染和工件的少畸變，因而它還屬于清潔和精密生產技術范疇。目前它已成為工模具生產中不可替代的先進技術。

2)、真空熱處理工藝。

工件畸變小是真空熱處理的一個非常重要的優點。據國內外經驗，工件真空熱處理的畸變量僅為鹽浴加熱淬火的三分之一。研究各種材料、不同復雜程度零件的真空加熱方式和各種冷卻條件下的畸變規律，并用計算機加以模擬，對于推廣真空熱處理技術具有重要意義。真空加熱、常壓或高壓氣冷淬火時氣流均勻性對零件淬硬效果和質量分散度有很大影響。采用計算機模擬手段研究爐中氣流循環規律，對于改進爐子結構變具有重要意義。真空滲碳是實現高溫滲碳的最可能的方式。但在高溫下長時間加熱會使大多數鋼種的奧氏體晶粒度長得很大，對于具體鋼材高溫滲碳，重新加熱淬火對材料和工件性能的影響規律加以研究，對優化真空滲碳、冷卻、加熱淬火工藝和設備是很有必要的。近幾年，國際上有研究開發使用氣體燃料的燃燒式真空爐的動向。在真空爐中采用氣體燃料加熱的困難太多，雖然有節約能源的說法，但不一定是一個重要的發展方向。

3)、真空熱處理爐。

現代真空熱處理爐是指可施行元件的真空加熱，然后在油中淬火或在常壓和加壓氣體中淬火的冷壁式爐子。研究開發這種類型的設備是一項綜合性強、跨學科、牽涉到很多科技領域的工作。工模具材料的真空熱處理的應用前景很大。大多數工模具鋼目前都采取在真空中加熱，然后在氣體中冷卻淬火的方式。為了使工件表面和內部都獲得滿意的力學性能，必須采用真空高壓氣淬技術。目前國際上真空氣淬的氣壓已從0.2MPa、0.6MPa提高到1～2MPa甚至3MPa。所以高壓氣淬真空爐的冷卻氣體壓力的逐步提高是一個重要的發展趨勢。除高壓氣淬外，在先抽真空而后填充高壓惰性氣體后施行對流加熱可以比傳統真空輻射加熱速度提高一倍以上，從而明顯提高加熱效率也是真空加熱技術的重要方向之一。向多功能發展也是真空爐的趨勢之一。在前室中施行油淬，在后室施行常壓或高壓氣淬，在中間加熱室施行真空加熱或等離子滲碳的半連續式真空熱處理設備是其典型例子之一。當前國內市場已有這種爐型需求的反映。各種可滿足大批量生產的連續式真空滲碳、高壓、氣冷、淬火、回火生產線已相繼問世。可以預料，在不久的將來會引起汽車零件熱處理的一場重大變革。針對真空加熱容易實現高溫滲碳的特點，開發真空高溫(1000℃～1050℃)滲碳、緩冷、重新加熱、油中淬火、清洗、回火生產線應該盡快提到日程上來。

定義：利用液體介質加熱（或冷卻）工件的一種熱處理爐。

液體介質：鹽浴爐、金屬浴爐、堿浴爐、油浴爐

工作溫度：150-1300℃

應用的工藝：淬火、正火、回火、局部加熱、化學熱處理、等溫或分級淬火。

結構：由爐體和坩堝組成，采用電阻加熱的外熱式（電阻熱元件布置在爐膛外）或內熱式

（將管狀加熱器布置在爐膛外）的硝鹽爐，用作鋼的回火、等溫淬火和鋁合金加熱等，目前在熱處理車間較為常見，但如操作不當，鹽浴存在著火或的隱患，使用時必須采取嚴密的安全措施。

介質的選用

優點：加熱速度快，加熱均勻，防止氧化與脫碳，提高工件的表面質量，操作方便；

用途：加熱一些尺寸不大、形狀復雜且表面質量要求高的工件，象刀具、模具、量具以及其他一些精密的零件。

特點：熱源在坩鍋外部，熱量通過坩鍋壁傳入加熱介質。

工作溫度：900°C以下

應用：碳鋼與合金鋼工件的淬火、正火、回火等，特別適于作各種化學熱處理，或者等溫冷卻用；

 

特點：將熱源放在介質的內部，直接加熱介質；

輻射管式浴爐常用管狀電熱元件直接插入介質（硝鹽、堿類或油類）中，工作溫度在600℃以下，用于鋼件回火及等溫冷卻用；

電極式浴爐的工作溫度范圍廣，適用于各種熱處理工序，且溫度均勻，熱效率高，啟動開爐快，爐子結構簡單。分插入式電極鹽浴爐和埋入式電極鹽浴爐。

 

用石墨，石英砂，剛玉粒代替熔鹽作介質。工作時粒子形成懸浮狀態的流床，材料在其中加熱，這種方法可以避免鹽溶加熱的缺點，但需要有鼓風機裝置和保護氣體。

將固體顆粒堆存容器內的多孔板上，形成一個床層，若液體系自上而下通過，顆粒并不運動，此種床層稱為固態床。

若令液體自上而下通過床層，流速低時，顆粒不動，情況與流體自上而下通過時并無區別；流速加大到一定程度后顆粒便活動，而床層膨脹；流速進一步加大則顆粒彼此離開而在流體中浮動，流速愈大，浮動愈劇烈床層愈高，通常稱為固體液態化。

1、節能方面：同樣加熱容積，鹽浴爐比粒子爐功率大50%。

2、操作方面和環境方面：粒子電爐升溫快，1.5小時可升溫到900攝氏度，環境沒有鹽浴爐的鹽蒸汽污染和腐蝕，并且免去了鹽浴爐的清洗設備和人員。

3、工藝方面：由于粒子爐溫度均勻，不脫碳、不氧化，對基體的變形很小，而且基體淬火后可直接發藍，常時間存放不生銹，最大的優點是沒有廢品。基體在淬火時因種種原因沒合格，但可以連續淬火，直到合格，而鹽浴爐做不到這點。

流態石墨粒子電爐是流態化與熱處理技術相結合而發展起來的一種新型爐種。

1、流態石墨粒子電爐由流態床、旋風分離除塵器及粒子自動回收裝置，電氣控制柜，送風泵，引風機等組成，流態床主要起流態化作用。旋風分離除塵器及自動回收裝置是為了保證環境無污染，改善工人勞動條件，電氣控制柜是控制、記錄溫度和使機電動作協調。

2、流態化技術是該設備的關鍵，對流態化要求不出現氣溝騰涌或死區，流化介質為石墨。流化過程是壓縮氣體從底部吹進，經穩壓室，布風板，使爐膛內的石墨粒子呈懸浮狀態，類似流體流動，即呈流化狀態，廢氣經沉降斗從抽風窄逢經旋風分離除塵器排出。

3、流態石墨粒子電爐加熱系統：本爐加熱系統采用內熱式，利用流化狀態的石墨為導電體，特制電極，用屏蔽網屏蔽，若干零電位區作電阻發熱體，經熱能的傳導，輻射，對流對工件進行快速均勻無氧化加熱。

4、流態石墨粒子電爐用途與特點：本爐是一種理想的多用途電爐，可用于多種金屬零件的正火，退火、淬火、回火、固溶熱處理等，特別適用于模具熱處理。