Användning av industrigaser vid värmebehandling

Användning av industrigaser vid värmebehandling

Under den mekaniska bearbetningsprocessen måste mekaniska delar värmebehandlas genom att de placeras i olika värmeugnar för uppvärmning. Efter att ha nått en förutbestämd temperatur hålls de varma under en tid, släpps sedan ut från ugnen och kyls sedan för att fullborda en värmebehandlingsprocess. Inom maskintillverkningsindustrin är de flesta delarna som bearbetas stålmaterial. När ståldelar värms upp i en ugn kommer ytan att oxideras vid 500°C, det vill säga avkolning sker. Om ämnet bearbetas kommer det att finnas en bearbetningstillägg senare för att säkerställa att oxidations- och avkolningsskiktet tas bort. Om det är den sista värmebehandlingsprocessen återstår endast en liten mängd sliparbete på delen. Om det oxidativa avkolningsskiktet är djupt och inte kan avlägsnas genom slutbehandling, kommer delarnas prestanda efter värmebehandling att minska kraftigt.

Avkolningsfenomenet av ståldelar under uppvärmning beror på närvaron av syre i värmemediet. Så länge som syret är isolerat från uppvärmningen kan fenomenet med oxidativ avkolning undvikas. Detta kräver att man inte värms i en luftugn, vanligtvis i en saltbadsugn. För att använda ett saltbad för att isolera syre måste saltbadet deoxideras. De bearbetade saltresterna och ångan förorenar också miljön. Vakuumugnar används också för bearbetning, men tätningstekniken ställer höga krav och ugnen kan inte göras för stor, vilket begränsar dess tillämpning.

Gasskyddade ugnar används i stor utsträckning inom industrin. Under värmebehandlingsprocessen används en mängd olika gaser, inklusive argonskydd, kvävebaserat skydd och ett stort antal kvävebaserade skyddsatmosfärer.

Kvävebaserat skydd kan förhindra oxidativ avkolning av ståldelar och avsevärt förbättra ytkvaliteten på värmebehandlade delar, särskilt när det gäller vissa verktyg och formar med komplexa former. Efter att de har släckts kommer kaviteten inte längre att bearbetas. Om det finns oxidativ avkolning, kommer det att kraftigt minska hårdheten på ytskiktet, det vill säga minska dess slitstyrka och livslängd. Genom att använda neutral uppvärmning i en kvävebaserad skyddsatmosfär kommer eventuella oxidativa avkolningsfenomen inte längre att uppstå på arbetsytan, vilket förbättrar kvaliteten på värmebehandlingen på arbetsstyckets yta och förlänger arbetsstyckets livslängd.

I värmebehandlingsutrustning, för att använda olika gaser för skydd, finns det en multifunktionsugn eller fluidiserad ugn, som kan använda kväve och olika bärare i olika proportioner för att utföra nitrering, nitrokarburering (mjuk nitrering), karburering och annan kemisk värme behandlingar.

Det ger skydd för värmebehandlingsprocessen baserad på industriella gaser och kan förbereda olika bärgaser ovan för olika kemiska värmebehandlingar, vilket inte bara underlättar värmebehandlingsprocessen av material, utan också avsevärt förbättrar värmebehandlingseffektiviteten.

Kvävebaserad skyddsatmosfär använder rent kväve (99,99 %) eller industriellt kväve som råmaterialgas, tillsätter lämpliga kolväten (såsom naturgas, propan etc.) och vid behov tillsätter vissa gaser som deltar i reaktionen, t.ex. som väte, ammoniak, koldioxid, luft etc., för att producera en blandad gas med ammoniak som huvudkomponent. Denna typ av gas innehåller inte eller innehåller vissa reducerande gaser och kan användas i stor utsträckning i olika uppvärmningsprocesser, såsom ljus värmebehandling, kemisk värmebehandling, hårdlödning, pulvermetallurgisk sintring och andra processer.

Kväve som används för värmebehandling kan grovt delas in i följande typer:

1. Rent syre avser generellt skyddsgas som innehåller mer än 99,99 % kväve.

2. Aminoneutral skyddsgas avser en skyddsgas som inte oxiderar, avkolar eller förkolar stål. Denna typ av skyddsgas har också vissa reducerande egenskaper. Eftersom det har skyddande egenskaper för stål med olika kolhalter, så länge som uppvärmningscykeln är densamma, kan stål med olika kolinnehåll bearbetas i samma ugn, och kan användas för härdning, glödgning, härdning etc. vid höga , medel och låga temperaturer. Värmebehandlingsprocess för att uppnå ljus effekt. Vanligt använda neutrala gaser inkluderar följande:

1. Kväve + väte: Denna skyddsgas har vissa reducerande egenskaper och svaga avkolningsegenskaper. Vätehalten i gasen regleras i allmänhet mellan 0,5 % och 3 %.

2. Kväve + kolmonoxid + väte: Denna skyddsgas kan användas för icke-oxidation, icke-avkolning och icke-förkolning värmebehandling av stålkonstruktioner, verktygsstål och lagerstål, såsom kolmonoxidhalt 0,5%~1 % och väte 1%~2% Glödgning och härdning av verktygs- och formstål, snabbstål och lagerstål utförs i skyddsgas. I en kvävebaserad atmosfär med en kolmonoxid + vätehalt på 2 % värms snabbstål med en kolhalt på 1 % upp till 1200°C, och det sker i princip ingen avkolning efter 40 minuter. Framställningen av detta skydd kan erhållas genom att rena industriellt kväve med metanol.

3. Kvävebaserad kolpotential atmosfär: Detta är en kvävebaserad atmosfär med ett högt innehåll av aktiva ingredienser. Vanligtvis kan en lämplig mängd tillsatser (kolväten eller syrehaltiga derivat av kolväten) sättas till kväve för att erhålla en kolpotential atmosfär för uppkolningsbehandling.

4. Kväve-metanol skyddsgas: Detta är en kvävebaserad atmosfär som för närvarande används i stor utsträckning utomlands. Kontrollera förhållandet mellan kväve och metanol så att kolmonoxid: väte: kväve = 1:2:2 i atmosfären.

Fördelarna med att använda kvävebaserad atmosfärsvärmebehandling: För det första sparar det energi. Jämfört med endotermisk atmosfär kan användning av kvävebaserad atmosfär spara bränsleförbrukningen med 25 % till 85 %. För det andra är gaskällan riklig. Framställning av kvävekälla i en kvävebaserad atmosfär kommer huvudsakligen från luft, och gaskällan är mycket riklig. För det tredje kan det förbättra produktkvaliteten. Den kvävebaserade atmosfären innehåller mindre kolmonoxid och väte, vilket kraftigt minskar väteförsprödning och intern oxidation. Vanligtvis är den endotermiska atmosfären en reducerande gas för stål på grund av dess höga kolmonoxid- och vätehalt. Men kolmonoxid är ett oxidationsmedel för element som krom, mangan, strontium, molybden och titan. Därför är den endotermiska atmosfären en ljus uppvärmningsatmosfär för kolstål, medan en svart oxid bildas på uppvärmningsytan av legerat stål. Till exempel har rostfritt stål och lagerstål högt krominnehåll. Eftersom krom har en stark affinitet med syre, oxideras krom i atmosfären av kolmonoxid och koldioxid. Kolmonoxidhalten i den endotermiska atmosfären når cirka 25 %, så värmebehandlingsresultaten för de flesta rostfria stål, lagerstål och högkromstål i den endotermiska atmosfären är inte idealiska. Ett oxidskikt kommer att bildas på stålets yta. På liknande sätt kommer krom också att oxidera i vattenatmosfären. Därför, för högkromlegerat stål, är användningen av endoterm atmosfär inte lämplig från teoretisk analys. Användningen av kvävebaserad atmosfär kan minska oxidationsgraden av legeringselement och förbättra kvaliteten på värmebehandlingen. För det fjärde har den bred anpassningsförmåga. Kvävebaserad atmosfär är lämplig för värmebehandling av olika typer av kolstål, legerat stål och rostfritt stål samt icke-järnmetaller som koppar och aluminium. För det femte har den bra säkerhet. Kväve är en neutral gas, giftfri, förorenar inte miljön, har ingen explosionsrisk och är lätt att transportera, hantera och använda.

När det gäller tillämpningen av industrigaser vid värmebehandling har en omfattande kvävebaserad atmosfärsvärmebehandling uppenbara fördelar. Därför har nyckelföretag och projekt i Kina antagit utländska avancerade gaskällor och kvävebaserade atmosfärer för olika värmebehandlingar.