第二章_可控气氛热处理设备.ppt

3、滴控气氛的制备原理 有两种基本方式： A、直接将滴注液滴入炉内，进行反应生成滴控气氛。 B、当热处理炉的炉温较低或其他原因不能使滴注液完全裂解时，应将滴注液滴入裂解炉内，在催化剂作用下进行完全裂解，然后再将裂解气通入热处理炉内。 4、滴控气氛的应用 用有机液体制取可控气氛，成本较高，但制取设备简单，使用方便、灵活，很适合于中、小型炉使用。 ◆滴控气氛作保护气氛时：多采用甲醇滴注液，为了提高气氛碳势可再滴入少量增碳有机液体，如：乙醇或丙酮。 ◆滴控气氛作渗碳气氛时： 以甲醇为载体，滴入C/O＞1的有机液体为渗碳剂，以提高炉气的碳势。 例如： 醋酸乙酯：炉气组分稳定，但炉气中CO2和CH4较多，易析出碳黑造成炉气失控。 丙酮：最常用，随滴入量增加，CO2降低，碳势增高，操作易掌握。 实际生产中几种热处理工艺所采用的两种滴注液的混合比。 五、氨分解气氛与氨燃烧气氛 ※ 将氨气通入装有催化剂的反应罐内，在一定温度下分解，便制得氨分解气。将氨气与空气混合燃烧，经冷却干燥除水，便制得氨燃烧气氛。 ※这两种气氛主要是N2和H2，都不含碳，不会渗碳，因此特别适合低碳不锈钢、镍铬合金，硅钢片等的光亮热处理。 ※1、氨分解气氛 氨气加热到300℃以上就开始分解，随温度的升高，分解加快，为了使氨完全分解，一般选用700~850 ℃。温度太高，会使反应罐寿命缩短，催化剂失效。 ※氨分解气氛特性及应用： 氨分解气氛的组成75%H2+25%N2，无渗碳和析出碳黑倾向，制备流程与装置简单，易得到纯净而稳定的气氛，可用于各种金属的光亮加热。 缺点：耗氨多、产气量少、生产成本高，有易爆危险、残余氨未除净对钢件有轻微渗氮作用。 ※2、氨燃烧气氛 用氨气直接燃烧制气，可省去氨分解装置，使设备简化，节省电能。 ※氨燃烧气氛含H2较少，可避免加热高强钢出现氢脆现象。 ※当含H2低于5%时无爆炸危险，又由于它不含碳低温时不析出碳黑，故适合于高温回火的保护气氛。 第三节 可控气氛的碳势控制 ※要使钢件不脱碳或表面增碳到一定的浓度，就要对炉气成分做更为严格的控制，也就是要控制炉气的碳势。 一、定义 ※碳势：是指在一定温度下气氛与钢（奥氏体）中含碳量达到平衡时，钢的含碳量。（也可以是表征含碳气氛在一定温度下改变钢件表面含碳量的能力的参数。） ※工件在渗碳或加热过程中，对其表面含碳量控制，称为碳势控制。其实质就是控制炉气组分。 ※碳势控制，50年代，采用露点仪； 60年代，采用红外线CO2仪； 70年代，出现了氧探头； 80年代，实现了微机多参数碳势控制。 这些都是间接控制炉气碳势。近几年发展的电阻探头控制碳势，是目前唯一直接控制碳势的方法。 二、碳势的测量 ※1、热丝电阻法： 是目前唯一能够直接测量和控制炉气碳势的方法。 ※用到电阻探头，其中有纯铁丝，直径0.1~0.2mm，焊上引线，接到电阻测定仪上。 ※铁丝在奥氏体状态下，其阻值与炉温和含碳量有关。温度升高，含碳量增加，铁丝阻值增加。当渗碳温度一定时，铁丝阻值与含碳量存在单值函数关系。将电阻探头放入一定温度的炉膛内，通过测量电阻值，便可知道铁丝的含碳量，即达到测量气氛碳势的目的。 ※电阻探头的测量精度高，重复性好，投资少，多用于小型炉。 ※2、露点法： 露点：指气氛中水蒸气开始凝结成雾的温度，即在一定压力下气氛中水蒸气达到饱和状态时的温度。 气氛中含水蒸气愈多，其露点就愈高，而碳势就愈低。 ※测量仪器：氯化锂露点仪； ※利用露点与碳势的关系间接测出气氛的碳势。 第四节 可控气氛热处理炉 1、炉膛的密封性 ※密封的目的：防止空气侵入炉内，保证炉气成分稳定； 防止炉气外溢，减少可控气氛的消耗量。 一、可控气氛热处理炉的结构特点 ※常采用的密封方法： A、炉壳焊接采用连续焊缝，并经过气密封性检查；B、炉体上的孔洞，如热电偶孔、加热元件等均应设可靠的密封装置； C、炉门严密不漏气，炉门与门框之间要尽量贴合和压紧，减少间隙； D、设置前室和后室。 2、炉衬的化学稳定性 可控气氛炉必须采用含氧化铁少于1.0%~1.3%的耐火砖（称抗渗碳砖）。对砌砖灰浆也要求同样的材料，这样才能保持砌体的强度和寿命。 A、采用电热辐射管，使电热元件不与可控气氛接触； B、采用截面较厚的Fe-Cr-Al合金电阻板（带），采用低压大电流供电，防止因碳黑沉积而造成相间短路，也可以在电阻板表面涂釉以增加寿命。 为了增加电热元件的寿命，一般采取两种方法： 3、加热元件的耐久性 ※采用燃料加热的可控气氛炉，可使用煤气辐射管加热，或者使用耐热钢制马弗罐。 ※当可控气氛炉使用不含碳或含碳较少的保护气氛时，电热元件不