一、产品基础定义
ZG30Cr18Mn12Si2N 循环风叶又称炉内搅拌风扇、热风叶轮、渗碳炉循环叶轮,是井式渗碳炉、箱式回火炉、多用可控气氛炉、铝合金时效炉核心旋转耐热铸件,配套炉顶长轴高温电机使用。 叶片高速搅动炉膛内热风与保护气氛,消除温场死角、均衡碳势,保障整炉工件热处理性能一致;一体铸造成型,无焊接拼接,专门适配 850~980℃中温渗碳、碳氮共渗、回火、球化退火工况,解决 304/316 焊接风叶高温变形、叶片断裂、焊缝开裂、频繁报废的行业痛点。
二、材质国标化学成分(GB/T 8492-2019)
高锰氮节镍奥氏体耐热铸钢,以 Mn、N 替代高成本镍,兼顾高温旋转强度与采购性价比,质量分数:
表格
| 元素 | 含量区间 | 核心作用 |
|---|---|---|
| C 碳 | 0.26~0.36% | 提升叶片根部、叶缘高温耐磨强度,抵抗气流长期冲刷磨损 |
| Cr 铬 | 17.0~19.0% | 高温生成致密 Cr₂O₃防护膜,抗渗碳、抗氧化、防起皮掉渣 |
| Mn 锰 | 11.0~13.0% | 稳定奥氏体基体,大幅提升冷热交替抗热震、抗疲劳韧性 |
| Si 硅 | 1.6~2.4% | 强化氧化保护膜,抵御甲醇、煤油裂解碳气氛腐蚀,优化铸造流动性 |
| N 氮 | 0.20~0.35% | 细化晶粒、强化晶界,抑制高温蠕变,高速旋转不扭曲变形 |
| P、S 杂质 | ≤0.04% | 严控有害杂质,避免叶片根部高温产生微裂纹、疲劳断裂 |
三、核心温度与力学性能
1、耐温工况区间
长期连续稳定使用:850℃~980℃(渗碳、回火、退火主流工艺)
短时峰值耐受:1050℃(间歇高温保温,禁止长期持续超温)
热循环耐受:600℃温差频繁启停炉,叶片无龟裂、无扭曲失衡
2、出厂力学性能(固溶去应力处理)
常温抗拉≥480MPa,屈服≥240MPa,韧性高,高速冲击不易崩片;
950℃高温抗拉≥45MPa,持续旋转不甩片、轮毂不偏心;
抗蠕变优异:950℃长期高速运转,千小时形变<0.1%;
抗氧化:950℃氧化增重<0.05g/㎡・h,极少氧化碎屑脱落污染工件;
加工性能:轮毂可数控铣键槽、镗轴孔,适配各类高温风机主轴;
动平衡等级:出厂校正至 G2.5 级(ISO1940),1450/2800rpm 高速运转无抖动、不伤电机轴承。
四、铸造生产工艺流程
主流工艺:消失模精密铸造(薄型流线风叶首选)轮毂与叶片一次整体浇筑成型,无焊缝、无拼接应力;叶片曲面精准,风阻小、循环风量更大,尺寸公差 ±2~3mm,气孔、疏松缺陷极低,适配中小型井式炉、精密多用炉。
重载大直径款:砂型重力铸造叶片加厚、轮毂加宽加强,承载高风量、大扭矩工况,适合大型台车炉、深井渗碳炉。
完整出厂加工流程 熔炼浇筑→950℃高温固溶热处理(消除铸造内应力)→抛丸除氧化皮→轮毂数控镗孔、铣传动键槽→动静平衡校正→磁粉探伤排查暗裂→光谱材质检测→附带材质报告出厂。
五、主流结构款式与设计优势
1、四大标准叶轮结构
1)四叶十字径向风叶(通用标准款)4 片直叶片一体成型,风量均衡、制造性价比高,井式渗碳炉、回火炉标配,直径 φ380~700mm 现货充足。 2)六叶后弯流线搅拌风叶叶片带流体力学倾角,风压更大、气流循环更深,消除炉膛底部温区死角,高深度深井炉专用。 3)八叶鼠笼式循环叶轮多层环形叶片,炉内上下气流分层循环,温场均匀度 ±3℃以内,大批量轴类、线材退火炉使用。 4)窄叶高速小风叶 轻薄窄叶片,适配小型试验炉、铝合金时效炉,配套小功率长轴电机。
2、核心结构设计亮点
加厚叶片根部过渡圆弧叶片与轮毂连接处大圆弧过渡,无直角应力集中,高速旋转、冷热循环不易从根部断裂;
加宽一体轮毂轮毂壁厚充足,内置标准平键槽 / 锥形轴孔,与风机主轴贴合紧密,高温不打滑、不偏心;
流线光滑叶面减少气流阻力,降低风机负荷,节约电能,同时减少碳黑附着堆积;
整体无焊接结构全程一体铸造,彻底杜绝普通焊接风叶焊缝高温开裂、叶片脱落停机故障;
轻量化加强筋布局叶片背面内置细微加强筋,减重同时提升高温抗弯性能,降低电机负载。
六、六大核心功能与使用优势
均衡炉膛温场,降低工艺次品率强制搅动热风与 RX 保护气氛,打散炉膛上下、左右涡流滞流,整炉温差控制 ±5℃以内,工件渗碳层深度、回火硬度均匀一致,杜绝软硬不均、色差、退火不透缺陷。
加速升温,缩短生产周期快速对流换热,炉膛升温速度提升 20% 以上,减少工件保温时长,单炉生产效率提升,适配 24 小时连续量产。
高温高速运转不变形、不碎叶高锰氮材质抗高温蠕变,950℃长期高速旋转叶片不扭曲、不失衡,避免叶片断裂造成炉膛设备损坏、生产线停机。
抗氧化不掉渣,保证工件表面光洁高温形成稳定致密氧化膜,无氧化皮、金属碎屑脱落,不会附着齿轮、紧固件表面产生麻点、凹坑,大幅降低返工率。
抗冷热疲劳,适配间断生产耐受每日开炉、降温、淬火剧烈冷热冲击,叶片无疲劳裂纹,连续量产、间歇小批量生产均可稳定使用。
高性价比,运维成本更低节镍配方,采购成本比 Cr25Ni20 高镍风叶低 35%~40%;正常工况使用寿命 10~14 个月,是 304 焊接风叶寿命 3~5 倍,减少频繁更换停机损失。
七、适配炉型与行业应用
适配热处理炉设备
井式气体渗碳炉、井式氮化炉、箱式回火多用炉、铝合金时效热风循环炉、线材球化退火炉、连续网带热处理炉。
适用行业 & 工件
汽车零部件:变速箱齿轮、曲轴、凸轮轴、半轴渗碳淬火;
紧固件行业:螺栓、螺母、弹簧光亮退火、去应力;
冶金线材:钢丝、合金棒材软化球化退火;
通用机械:轴承套圈、小型锻件、五金标准件调质细化晶粒。
八、定制加工范围
尺寸定制:叶轮直径 φ300~φ1000mm,叶片厚度、轮毂孔径、键槽规格按需开模;
结构定制:4 叶 / 6 叶 / 8 叶、径向 / 后弯流线、锥形轴孔 / 平键孔;
配套一站式供应:同材质炉罐、炉底板、导风板、炉辊支座整套耐热钢工装;
质检配套:出厂提供光谱材质报告、无损探伤记录、动平衡检测单,支持来图来样开模打样、批量代工。
九、使用注意事项
高温风叶严禁直接淋水骤冷,温差超 700℃易产生贯穿裂纹;
长期 980℃以上持续高温、高硫腐蚀气氛,建议升级 ZG30Cr25Ni20Si2N 高镍材质叶轮;
渗碳工况每 3 个月停机清理叶面碳黑堆积,避免风道堵塞、风量下降;
安装预留热膨胀间隙,定期检查风机长轴密封,防止炉内高温传导损坏电机;
禁止超额定转速长期运行,高速过载会加速叶片蠕变扭曲。
十、竞品性能对比
304/316 不锈钢焊接风叶:900℃以上快速软化扭曲,焊缝热裂、叶片脱落,使用寿命仅 1~3 个月;
普通碳钢冲压风叶:极易氧化起皮,气流冲刷快速磨损,频繁更换;
ZG30Cr18Mn12Si2N 一体铸造风叶:无焊缝、抗热震、抗蠕变,中温工况性价比最优,寿命提升 3~5 倍;
ZG40Cr25Ni20Si2 高镍风叶:耐温上限 1100℃,性能更强,但采购成本高出 40%,仅适合超高温连续工况。



