Приложение на промишлени газове при термична обработка

Приложение на промишлени газове при термична обработка

По време на процеса на механична обработка механичните части трябва да бъдат термично обработени чрез поставянето им в различни нагревателни пещи за нагряване. След достигане на предварително определена температура, те се държат топли за определен период от време, след което се освобождават от пещта и след това се охлаждат, за да завърши процесът на термична обработка. В индустрията за производство на машини повечето от обработваните части са стоманени материали. Когато стоманените части се нагряват в пещ, повърхността ще се окисли при 500°C, т.е. ще настъпи обезвъглеродяване. Ако заготовката е обработена, по-късно ще има резерв за обработка, за да се гарантира, че окислителният и обезвъглеродяващият слой са премахнати. Ако това е окончателният процес на топлинна обработка, върху детайла остава само малко количество шлайфане. Ако окислителният обезвъглеродяващ слой е дълбок и не може да бъде отстранен чрез крайна обработка, производителността на частите след топлинна обработка ще бъде значително намалена.

Феноменът на обезвъглеродяване на стоманени части по време на нагряване се дължи на наличието на кислород в нагряващата среда. Докато кислородът е изолиран от нагряването, явлението окислително обезвъглеродяване може да бъде избегнато. Това изисква да не се нагрява във въздушна пещ, обикновено в пещ със солна баня. За да използвате солна баня за изолиране на кислород, солната баня трябва да бъде деоксидирана. Остатъците от преработената сол и парата също замърсяват околната среда. За обработка се използват и вакуумни пещи, но технологията на запечатване изисква високи изисквания и пещта не може да се направи твърде голяма, което ограничава нейното приложение.

Пещите с газова защита се използват широко в промишлеността. По време на процеса на топлинна обработка се използват различни газове, включително защита от аргон, защита на основата на азот и голям брой защитни атмосфери на базата на азот.

Защитата на базата на азот може да предотврати окислителното обезвъглеродяване на стоманени части и значително да подобри качеството на повърхността на топлинно обработените части, особено когато се работи с някои инструменти и форми със сложни форми. След като бъдат закалени, кухината вече няма да се обработва. Ако има окислително обезвъглеродяване, това значително ще намали твърдостта на повърхностния слой, тоест ще намали неговата устойчивост на износване и експлоатационен живот. Чрез използването на неутрално нагряване в защитна атмосфера на основата на азот, всеки феномен на окислително обезвъглеродяване вече няма да се появи на работната повърхност, което подобрява качеството на топлинна обработка на повърхността на детайла и удължава експлоатационния живот на детайла.

В оборудването за термична обработка, за да се използват различни газове за защита, има многофункционална пещ или флуидизирана пещ, която може да използва азот и различни носители в различни пропорции за извършване на азотиране, нитрокарбюризиране (меко азотиране), карбуризиране и друга химическа топлина лечения.

Той осигурява защита за процеса на топлинна обработка на базата на промишлени газове и може да подготви различни газове-носители по-горе за различни химически топлинни обработки, което не само улеснява процеса на топлинна обработка на материалите, но също така значително подобрява ефективността на топлинната обработка.

Базираната на азот защитна атмосфера използва чист азот (99,99%) или промишлен азот като суровинен газ, добавяйки подходящи въглеводороди (като природен газ, пропан и др.) и, ако е необходимо, добавяйки определени газове, които участват в реакцията, като като водород, амоняк, въглероден диоксид, въздух и т.н., за да се получи смесен газ с амоняк като основен компонент. Този тип газ не съдържа или съдържа определени редуциращи газове и може да се използва широко в различни процеси на нагряване, като ярка топлинна обработка, химическа топлинна обработка, спояване, синтероване в праховата металургия и други процеси.

Азотът, използван за термична обработка, може грубо да бъде разделен на следните видове:

1. Чистият кислород обикновено се отнася до защитен газ, съдържащ повече от 99,99% азот.

2. Аминонеутрален защитен газ се отнася до защитен газ, който не окислява, обезвъглеродява или въглеродява стоманата. Този вид защитен газ също има определени редуциращи свойства. Тъй като има защитни свойства за стомани с различно съдържание на въглерод, стига цикълът на нагряване да е един и същ, стоманите с различно съдържание на въглерод могат да се обработват в една и съща пещ и могат да се използват за закаляване, отгряване, темпериране и т.н. , средни и ниски температури. Процес на топлинна обработка за постигане на ярък ефект. Често използваните неутрални газове включват следното:

1. Азот + водород: Този защитен газ има определени редуциращи свойства и слаби свойства за обезвъглеродяване. Съдържанието на водород в газа обикновено се контролира между 0,5% и 3%.

2. Азот + въглероден оксид + водород: Този защитен газ може да се използва за топлинна обработка без окисление, без декарбюризация и без карбуризация на стоманени конструкции, инструментални стомани и лагерни стомани, като съдържание на въглероден оксид 0,5%~1 % и водород 1%~2% Отгряването и охлаждането на инструментална и щанцова стомана, бързорежеща стомана и лагерна стомана се извършват в защитен газ. В базирана на азот атмосфера със съдържание на въглероден окис + водород от 2%, бързорежеща стомана с въглеродно съдържание от 1% се нагрява до 1200°C и по същество няма обезвъглеродяване след 40 минути. Приготвянето на този протектор може да се получи чрез пречистване на промишлен азот с метанол.

3. Атмосфера с въглероден потенциал на основата на азот: Това е атмосфера на базата на азот с високо съдържание на активни съставки. Обикновено подходящо количество добавки (въглеводороди или кислородсъдържащи производни на въглеводороди) могат да бъдат добавени към азота, за да се получи въглеродна потенциална атмосфера за карбуризиране.

4. Защитен газ азот-метанол: Това е базирана на азот атмосфера, която в момента се използва широко в чужбина. Контролирайте съотношението на азот към метанол, така че въглероден окис:водород:азот = 1:2:2 в атмосферата.

Предимствата на използването на топлинна обработка на азотна основа: Първо, спестява енергия. В сравнение с ендотермичните атмосфери, използването на азотна атмосфера може да спести разход на гориво с 25% до 85%. Второ, източникът на газ е изобилен. Приготвянето на източник на азот в азотна атмосфера идва главно от въздух, а източникът на газ е много изобилен. Трето, може да подобри качеството на продукта. Базираната на азот атмосфера съдържа по-малко въглероден окис и водород, което значително намалява водородната крехкост и вътрешното окисление. Обикновено ендотермичната атмосфера е редуциращ газ за стоманата поради високото си съдържание на въглероден окис и водород. Но въглеродният окис е окислител за елементи като хром, манган, стронций, молибден и титан. Следователно ендотермичната атмосфера е ярка нагряваща атмосфера за въглеродна стомана, докато върху нагряващата повърхност на легирана стомана се образува черен оксид. Например неръждаемата стомана и лагерната стомана имат високо съдържание на хром. Тъй като хромът има силен афинитет към кислорода, хромът се окислява в атмосферата на въглероден оксид и въглероден диоксид. Съдържанието на въглероден окис в ендотермичната атмосфера достига около 25%, така че резултатите от термичната обработка за повечето неръждаема стомана, лагерна стомана и стомана с високо съдържание на хром в ендотермичната атмосфера не са идеални. На повърхността на стоманата ще се образува оксиден слой. По същия начин хромът също ще се окислява във водна атмосфера. Следователно, за стомана с високо съдържание на хром, използването на ендотермична атмосфера не е подходящо от теоретичния анализ. Използването на атмосфера на основата на азот може да намали степента на окисляване на елементите на сплавта и да подобри качеството на термичната обработка. Четвърто, има широка адаптивност. Азотната атмосфера е подходяща за термична обработка на различни видове въглеродна стомана, легирана стомана и неръждаема стомана, както и цветни метали като мед и алуминий. Пето, има добра безопасност. Азотът е неутрален газ, нетоксичен, не замърсява околната среда, няма опасност от експлозия и е лесен за транспортиране, управление и използване.

По отношение на прилагането на промишлени газове при топлинна обработка, цялостната топлинна обработка на азотна основа има очевидни предимства. Ето защо ключови предприятия и проекти в Китай са приели чуждестранни усъвършенствани устройства за източници на газ и базирани на азот атмосфери за различни топлинни обработки.