气体渗氮作业指导书

气体渗氮作业指导书
1．概述
渗氮俗称氮化，通常是指把已经预备热处理（如调质）的工件放入含氮介质的密闭容器中，在一定温度和一定压力下保持适当时间，使含氮介质通过工件表面的触媒作用发生化学反应，分解为活性氮原子，然后又工件表面渗入，并通过扩散而形成一定深度的渗层的汉为机械化学热处理方法。

与渗碳不同的是：渗氮虽然也包括吸收、分解和扩散几个过程，但它的扩散是一种反应扩散，即氮原子由工件表面吸收后，经一系列化学反应和转化、传递向内部扩散。

2．施工过程
2.1 清洗及防渗处理
由于渗氮对工件表面的清洁程度要求非常高，因此工件必须进行严格的清洗，操作者清洗工件前，必须先洗净并擦干双手，然后用煤油或普通汽油附之以毛刷清洗工件。

工件清洗前应无锈迹，清洗后汉为机械不得沾染任何油腻和污渍，炉具、炉架均应进行刷洗或擦拭；困扎工件用的铁丝应事先去锌（高温烧掉或酸浸后清洗烘干），以免污染炉罐，影响炉内气氛。

根据图纸要求，对工件防渗区域进行防渗处理。

1、涂料的配制：粉料：粘结剂=10:2~3，充分搅拌，调成一定稠度的浆液。

2、涂料的覆盖：涂层厚度一般为0.2mm，若氮化时间超过60h，则为0.3-0.5mm。

涂层应在第一遍干后再刷第二遍。

3、涂料的干燥：阴干4-5h，即可进炉施工。

4、涂料的去除：用棉纱或刷子去除。

注：粘结剂尽量存放在10-40℃环境中，若有冻结，用50-60℃化冻。

2.2 装炉
渗氮一般采用冷炉装料（按照工艺规程要求的装炉方式和装炉量装炉，以免工件变形和施渗不均），随炉升温。

在连续作业生产中，允许到温入炉（如出一炉，接着装一炉）。

炉盖密封后，应通氨（或氮气）排气30min，待炉内空气驱除殆尽，然后加压施渗。

2.3 设备操作
1、根据《热处理氮化工艺卡片》调取程序号。

2、炉温升至100℃以前，开启冷却泵，保证循环冷却水畅通。

3、升温达到100℃以上，打开搅拌风扇。

装炉后温升至160-200℃时保持通入甲醇，滴量为40-60滴/分。

4、升温至565℃，甲醇滴量调为30-40滴/分，通入氨气，打开氨瓶高压阀，使压力调至0.4~1 Mpa，再打开低压阀，使工作压力调至0.2~0.4Mpa。

持续通入，流量在3-4Nm³/h，并确保其燃烧，并保证U型管内水压差在220mm 左右。

注：氨气罐在使用过程中，需防止阳光照射，温度不得超过30℃，同时，在使用中需水淋。

5、降温至510℃时，停止通入氨气。

510℃保温结束后（即设备报警），停止通入甲醇，切断电源，关闭汉为机械搅拌风扇，通过压缩空气打开炉盖，工件出炉，人员必须离开设备2米之外，防止火苗烧伤，静止3分钟后，用行车吊出工装进行油冷，20-30分钟后提出油槽。

将工件放置到沥油架上进行沥油。

6、长时间停炉时，降温至300℃后关闭搅拌风扇，100℃以下关水阀，停止冷却。

3．过程质量控制
气体渗氮的基本工艺参数为：工艺温度、工艺时间和过程氨分解率。

这三个参数均在工艺规程中给定，其中氨分解率是靠调节原料氨气的流量和甲醇的比例来控制和调节。

可见，在工艺温度和装炉量一定的情况下，氨分解率只能靠控制气体流量来实现。

因此，过程气体流量汉为机械是最重要的控制参数。

过程气体流量若发生重大变化或中断供气，将意味着严重失控，严重影响产品质量，甚至造成整炉产品报废。

因此，要求操作者在通入氨气后必须每间隔90min对气体流量、压力指示（U型压力计和废气燃放的火苗高度和强弱程度）及水气路巡回检查一次，填写《气体氮化设备运行点检表》，发现异常或故障，及时排除或采取紧急措施，并向车间及公司报告。

4．紧急情况处理办法
气体渗氮是一种周期长、可变参数多的一种化学热处理工艺，控制难度大。

因此，要求操作者不仅具有很强的责任心，还要具备相当丰富的基础知识和应变能力。

本作业指导书提供以下几种紧急情况的处理办法：
A、机械故障应急预案：
1、在工艺实施过程中，如因炉膛循环风机故障不能正常工作时，可提前出炉，工件进行油冷。

2、新型氮化炉（75~105KW）由于炉罐容积较大，炉口为双密封，内圈为石棉盘根，外圈为密封条，为保证密汉为机械封条不至于早期焦化而报废，特配置有循环水冷系统，工作过程若炉温高于100℃时，不得停止供水。

若水泵出现故障，应立即换上备用水泵；生产作业过程如遇长时间停电停水，应提前出炉。

同时，做好各种记录，向车间技术人员报告，以便安排善后事
宜。

B、停电故障应急预案：
1、在工艺实施过程中，如遇短时间停电（30分钟之内），各气氛正
常通入，恢复正常送电后，加时间补渗即可。

2、在工艺实施过程中，如遇长时间停电，则氨气停止通入，甲醇滴
注1小时后，停止滴注即可。

C、氨气泄露应急预案：
1、若因氨气储量不足，不能保证工艺规程实施完毕，则应立即出炉油冷，并向车间技术人员如实报告情况，以便安排善后处理事宜。

2、在其他远离设备汉为机械的区域闻到有刺鼻性气味，首先判定罐体及总阀门是否泄露，若无泄露，说明管路有泄露，立即关闭总阀门。

3、沿管路寻找泄漏点，若发现泄漏点，问题不大，及时修复并恢复供气。

若中断供气超过20min，必须向车间技术人员报告，以确定是否延长工艺时间；问题大，不能及时修复的，不能保证工艺规程实施完毕，则应立即出炉油冷，并向车间技术人员如实报告情况，以便安排善后处理事宜。

4、若发现氨气罐泄露，属问题严重，需开启喷淋系统进行水溶处理。

5、所有泄漏点处理时，需穿戴好防护用品，如防毒面具、皮手套等。

**事业部
2019年2月11日。