可控气氛热处理设备概述.ppt

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1、第二章可控气氛热处理设备第一节概述可控气氛：可实现金属的无氧化、无脱碳、无增碳加热，实现化学热处理控制（如碳势控制、氮势控制），完成诸如硅钢片的脱碳退火、钢铁工件脱碳后的复碳、低碳钢冲压件的穿透渗碳等的特殊热处理工艺。◆将采用可控气氛的热处理炉称为可控气氛热处理炉。◆采用可控气氛热处理，可改善工件表面的组织结构，提高机器零件的使用性能；◆减少工件的加工余量或加工工序，以节约金属材料消耗；◆可控气氛热处理炉的机械化自动程度较高，可明显提高劳动生产率和改善劳动条件。※可控气氛热处理的工业应用，最初是由空气通过灼热的木炭而制取的主要含N2和CO气的木炭发生气。※20世纪40年代，以天然

2、气、液化石油气制备放热式气氛和吸热式气氛的技术就已发展成熟。※50年代，可控气氛热处理已成为美国的热处理方式。※我国的可控气氛处理，开始于60年代。70年代发展较快，主要发展了吸热式气氛。最近几年，随着氮基气氛、滴注式气氛的发展，我国可控气氛的应用又出现了好势头。※70年代中东石油危机，促进了氮基气氛的开发。气密空气循环箱式炉－保护气氛用于保护气氛下的金属热处理，可用于光亮退火、回火、钎焊以及金属粉末（PM）的排胶和烧结等热处理工艺。■最高温度可达900℃（1100℃，可选购）另有更多装置：■在门上安装空气循环风扇，增加了马弗腔中的空气循环根据德国标准DIN17052-1,温度均

3、匀性最佳可达±7℃带密封罐的空气循环立式炉-保护气氛带密封罐的空气循环井式炉用于金属热处理，如保护性气氛下的光亮退火和回火、金属粉末（PM）的钎焊和烧结。■有更多装置：■根据德国标准DIN17052-1,温度均匀性最佳可达±3℃■可用氮气、氩气、氢气和混合气的自动通气装置■密封罐的内部温度控制■带‘O’形密封圈的水冷门带密封罐及中央控制的立式空气循环炉用于反应气氛下的粉末硼化处理第二节可控气氛类型1、固体原料——木炭﹡木炭气氛主要成分：N2和CO，还有少量H2、CO2。﹡制备装置:结构简单，制取简易；﹡缺点：木炭消耗量较大，劳动条件差；木炭气氛很不稳定，只适用于要求不严格的工件的

4、保护加热。一、制备可控气氛的原料2、液体原料——有机液﹡常用的有机液：甲醇、乙醇等。﹡一般做为滴注式可控气氛，即把有机液体直接滴入炉内，经高温反应生成可控气氛。3、气体原料﹡常用的有：工业煤气、天然气、液化石油气等。二、放热式气氛放热式气氛的制取容易，产气量大，装置简单，成本低廉，广泛用作毛坯料和一般工件的保护加热气氛。1、定义放热式气氛就是将原料气和空气按一定比例混合，空气过剩系数0.5~0.9，经燃烧反应制备成的气氛。由于反应温度是靠自身燃烧发热来维持的，无需外部供热，所以称为放热式气氛。◆在α为0.9~0.98下燃烧所得气氛称为淡型放热式气氛，空气较多，所得气氛中CO2含量

5、就较高。在燃烧空气系数α小于1的条件下，原料气与空气进行不完全燃烧，其燃烧产物经冷却除水便制得放热式气氛。习惯上，在α为0.5~0.8下燃烧所得的气氛称为浓型放热式气氛，空气较少，所得气氛中还原性组分CO、H2含量较高，而CO2较少。浓型放热式气氛淡型放热式气氛分为2、放热式气氛的制备流程原料气与空气按一定比例混合——燃烧室进行不完全燃烧——燃烧产物迅速冷却除水——经气水分离器进一步除水——制得放热式气氛3、放热式气氛的特性及应用※浓型主要用于毛坯料和不重要零件的保护加热；低碳钢的光洁退火以及中碳钢短时加热淬火。※淡型放热式气氛，主要用于铜及铜合金（不含锌）的光亮热处理、可锻铸铁

6、退火和粉末冶金烧结。4、放热式气氛的净化净化处理目的是去除或进一步降低放热式气氛中H2O和CO2的含量。※常用的方法：1）化学法—它通过10%NaOH水溶液或乙醇胺吸收气氛中的CO2；用化学干燥剂与水结合生成水合物而排除水分；干燥剂有：KOH、CaO等。2）冷冻法除水—使气氛露点达到2~4℃，水分含量为0.7%~0.8%，再用气体干燥剂（硅胶或铝胶（活性氧化铝））进一步除水，使气氛的露点下降到-40℃。露点：就是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。3）吸附剂吸附除水※沸石分子筛、硅胶、铝

7、胶（活性氧化铝）是最常用的气体干燥剂。通常，硅胶、铝胶只是在高湿度下吸附容量才很大，所以在气体含水很多时，一般先用硅胶吸附，其后才用沸石分子筛吸附，即所谓串联吸附。使气氛的露点下降到-40~-60℃。分子筛晶体内的微孔直径大小均一，能吸附比微孔小的流体分子，而不能吸附比微孔大的分子。因此，它具有“筛子”作用，故名为分子筛。H2O、CO2、SO2等分子直径均小于4埃,均能被分子筛吸附。※吸附剂经一段时间使用后，吸附能力下降。为了恢复吸附剂的吸附能力，需要将吸附质从吸附剂内排出，这一