Применение технических газов при термообработке

2024-02-07 15:18

Применение технических газов при термообработке

В процессе механической обработки механические детали необходимо подвергать термической обработке, помещая их в различные нагревательные печи для нагрева. После достижения заданной температуры их некоторое время держат в тепле, затем выпускают из печи, а затем охлаждают для завершения процесса термообработки. В машиностроении большая часть обрабатываемых деталей изготавливается из стальных материалов. При нагреве стальных деталей в печи при температуре 500°С происходит окисление поверхности, то есть происходит обезуглероживание. Если заготовка обрабатывается, то позже будет сделан припуск на механическую обработку, чтобы гарантировать удаление слоя окисления и обезуглероживания. Если это заключительный процесс термообработки, на детали остается лишь небольшой объем шлифовальных работ. Если слой окислительного обезуглероживания глубокий и не может быть удален окончательной обработкой, работоспособность деталей после термообработки будет значительно снижена.

 

Явление обезуглероживания стальных деталей при нагреве обусловлено наличием в греющей среде кислорода. Пока кислород изолирован от нагрева, явления окислительного обезуглероживания можно избежать. Для этого требуется не нагревать в воздушной печи, обычно в печи с соляной ванной. Чтобы использовать соляную ванну для выделения кислорода, соляную ванну необходимо раскислить. Перерабатываемые солевые остатки и пар также загрязняют окружающую среду. Для обработки также применяют вакуумные печи, но технология герметизации требует высоких требований и печь нельзя делать слишком большой, что ограничивает ее применение.

Газозащищенные печи широко используются в промышленности. В процессе термообработки используются различные газы, в том числе аргоновая защита, защита на основе азота и большое количество защитных атмосфер на основе азота.

Защита на основе азота позволяет предотвратить окислительное обезуглероживание стальных деталей и значительно улучшить качество поверхности термообработанных деталей, особенно при работе с некоторыми инструментами и формами сложной формы. После их закалки полость больше не будет обрабатываться. Если произойдет окислительное обезуглероживание, это значительно снизит твердость поверхностного слоя, то есть снизит его износостойкость и срок службы. Благодаря использованию нейтрального нагрева в защитной атмосфере на основе азота на рабочей поверхности больше не будет возникать явлений окислительного обезуглероживания, что улучшает качество термообработки поверхности детали и продлевает срок службы детали.

В оборудовании для термообработки, чтобы использовать различные газы для защиты, имеется универсальная печь или печь с псевдоожиженным слоем, в которой можно использовать азот и различные носители в разных пропорциях для выполнения азотирования, нитроцементации (мягкое азотирование), цементации и других химических нагревов. методы лечения.

Он обеспечивает защиту процесса термообработки на основе промышленных газов и может готовить различные газы-носители для различных химико-термических обработок, что не только облегчает процесс термообработки материалов, но и значительно повышает эффективность термообработки.

Защитная атмосфера на основе азота использует чистый азот (99,99%) или промышленный азот в качестве исходного газа с добавлением соответствующих углеводородов (таких как природный газ, пропан и т. д.) и, при необходимости, с добавлением определенных газов, участвующих в реакции, таких как как водород, аммиак, углекислый газ, воздух и т. д., чтобы получить газовую смесь с аммиаком в качестве основного компонента. Этот тип газа не содержит или содержит определенные газы-восстановители и может широко использоваться в различных процессах нагрева, таких как яркая термообработка, химико-термическая обработка, пайка, спекание порошковой металлургии и другие процессы.

Азот, используемый для термической обработки, можно условно разделить на следующие виды:

1. Чистый кислород обычно относится к защитному газу, содержащему более 99,99% азота.

2. Аминонейтральный защитный газ – это защитный газ, который не окисляет, не обезуглероживает и не науглероживает сталь. Этот вид защитного газа также обладает определенными восстановительными свойствами. Поскольку он обладает защитными свойствами для сталей с различным содержанием углерода, при одинаковом цикле нагрева стали с различным содержанием углерода можно обрабатывать в одной печи и использовать для закалки, отжига, отпуска и т. д. при высоких температурах. , средние и низкие температуры. Процесс термообработки для достижения яркого эффекта. Обычно используемые нейтральные газы включают следующее:

1. Азот + водород. Этот защитный газ обладает определенными восстановительными свойствами и слабыми обезуглероживающими свойствами. Содержание водорода в газе обычно регулируется в пределах от 0,5% до 3%.

2. Азот + окись углерода + водород: этот защитный газ можно использовать для термической обработки стальных конструкций, инструментальных сталей и подшипниковых сталей без окисления, обезуглероживания и без науглероживания, например, с содержанием угарного газа 0,5% ~ 1. % и водород 1%~2% Отжиг и закалка инструментальной и штамповой стали, быстрорежущей стали и подшипниковой стали проводятся в защитном газе. В атмосфере азота с содержанием оксида углерода + водорода 2 % быстрорежущая сталь с содержанием углерода 1 % нагревается до 1200°С, при этом обезуглероживание через 40 минут практически не происходит. Препарат этого протектора можно получить очисткой технического азота метанолом.

3. Углеродная атмосфера на основе азота. Это атмосфера на основе азота с высоким содержанием активных ингредиентов. Обычно к азоту можно добавить соответствующее количество добавок (углеводородов или кислородсодержащих производных углеводородов), чтобы получить атмосферу с углеродным потенциалом для цементационной обработки.

4. Защитный газ азот-метанол: это атмосфера на основе азота, которая в настоящее время широко используется за рубежом. Контролируйте соотношение азота и метанола так, чтобы в атмосфере соотношение оксид углерода:водород:азот = 1:2:2.

Преимущества использования термообработки в атмосфере азота: Во-первых, это экономит энергию. По сравнению с эндотермической атмосферой, использование атмосферы на основе азота может сэкономить расход топлива на 25–85%. Во-вторых, источник газа в изобилии. Приготовление источника азота в атмосфере на основе азота в основном происходит из воздуха, а источник газа очень богат. В-третьих, это может улучшить качество продукции. Атмосфера на основе азота содержит меньше окиси углерода и водорода, что значительно снижает водородное охрупчивание и внутреннее окисление. Обычно эндотермическая атмосфера является восстановительным газом для стали из-за высокого содержания монооксида углерода и водорода. Но угарный газ является окислителем для таких элементов, как хром, марганец, стронций, молибден и титан. Следовательно, эндотермическая атмосфера является яркой атмосферой нагрева для углеродистой стали, тогда как на поверхности нагрева легированной стали образуется черный оксид. Например, нержавеющая сталь и подшипниковая сталь имеют высокое содержание хрома. Поскольку хром имеет сильное сродство с кислородом, хром окисляется в атмосфере угарным газом и углекислым газом. Содержание угарного газа в эндотермической атмосфере достигает около 25%, поэтому результаты термообработки большинства нержавеющих, подшипниковых и высокохромистых сталей в эндотермической атмосфере не идеальны. На поверхности стали образуется оксидный слой. Точно так же хром также окисляется в водной атмосфере. Следовательно, согласно теоретическому анализу, для стали с высоким содержанием хрома использование эндотермической атмосферы не подходит. Использование атмосферы на основе азота позволяет снизить степень окисления легирующих элементов и повысить качество термической обработки. В-четвертых, он обладает широкой адаптируемостью. Атмосфера на основе азота подходит для термической обработки различных типов углеродистой, легированной и нержавеющей стали, а также цветных металлов, таких как медь и алюминий. В-пятых, он имеет хорошую безопасность. Азот — нейтральный газ, нетоксичный, не загрязняет окружающую среду, не взрывоопасен, прост в транспортировке, обращении и использовании.

Что касается применения промышленных газов при термообработке, то комплексная термообработка в атмосфере азота имеет очевидные преимущества. Поэтому ключевые предприятия и проекты в Китае внедрили зарубежные передовые устройства для получения газа и атмосферы на основе азота для различных термических обработок.


Получить последнюю цену? Мы ответим как можно скорее (в течение 12 часов)
This field is required
This field is required
Required and valid email address
This field is required
This field is required
For a better browsing experience, we recommend that you use Chrome, Firefox, Safari and Edge browsers.