可控气氛热处理设备培训课件
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◆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含量就较高。
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。
第六章 可控气氛热处理设备
第一节 概述
◆将采用可控气氛的热处理炉称为可控气氛热处 理炉。 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。
◆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。
0.25~0.27，在高温与催化剂作用下在反应罐内产
生不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ全燃烧生成的气氛。由于这种不完全燃烧反
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 一、制备可控气氛的原料
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 工件的保护加热。
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。
浓型放热式气氛 分为
淡型放热式气氛 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。
※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，这一过程称为吸附剂的解吸或再生。
再生方法有：加热再生、抽真空（减压）再生。
吸附是放热过程，因此提高吸附剂温度可使吸附质 排出。最常用的是热空气加热，分子筛和铝胶的再 生温度为300~500℃，硅胶为180~250 ℃ 。由 于吸附剂不易传热，升温速度应缓慢，每分钟应不 超过10 ℃。再生完毕后，吸附剂应冷却，以恢复 吸附能力。
3）吸附剂吸附除水 ※沸石分子筛、硅胶、铝胶（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。
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
※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。
抽真空（减压）再生。
气体加压可使吸附容量增加，相反，减压则可脱出吸 附质。解吸压力愈低愈好，但真空度一般为20KPa左 右。为使效果好，真空泵的抽速要大，抽真空并同时 用净化气体吹洗分子筛，则再生就较为彻底。
三、吸热式气氛 吸热式气氛的应用最为广泛，与它较易制取，
成本较低 ，产气组分稳定，且易于实现碳势的 自动控制等因素有关。 1、定义： ◆将原料气与少量空气混合，空气过剩系数
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
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。
※ 50年代，可控气氛热处理已成为美国的热处 理方式。
※ 70年代中东石油危机，促进了氮基气氛的开发。
※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。
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, 温度均匀性最佳可达±7℃
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。
第六章 可控气氛热处理设备
第一节 概述
◆将采用可控气氛的热处理炉称为可控气氛热处 理炉。 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。
◆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。
0.25~0.27，在高温与催化剂作用下在反应罐内产
生不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ全燃烧生成的气氛。由于这种不完全燃烧反
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 一、制备可控气氛的原料
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 工件的保护加热。
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。
浓型放热式气氛 分为
淡型放热式气氛 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。
※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，这一过程称为吸附剂的解吸或再生。
再生方法有：加热再生、抽真空（减压）再生。
吸附是放热过程，因此提高吸附剂温度可使吸附质 排出。最常用的是热空气加热，分子筛和铝胶的再 生温度为300~500℃，硅胶为180~250 ℃ 。由 于吸附剂不易传热，升温速度应缓慢，每分钟应不 超过10 ℃。再生完毕后，吸附剂应冷却，以恢复 吸附能力。
3）吸附剂吸附除水 ※沸石分子筛、硅胶、铝胶（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。
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
※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。
抽真空（减压）再生。
气体加压可使吸附容量增加，相反，减压则可脱出吸 附质。解吸压力愈低愈好，但真空度一般为20KPa左 右。为使效果好，真空泵的抽速要大，抽真空并同时 用净化气体吹洗分子筛，则再生就较为彻底。
三、吸热式气氛 吸热式气氛的应用最为广泛，与它较易制取，
成本较低 ，产气组分稳定，且易于实现碳势的 自动控制等因素有关。 1、定义： ◆将原料气与少量空气混合，空气过剩系数
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
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。
※ 50年代，可控气氛热处理已成为美国的热处 理方式。
※ 70年代中东石油危机，促进了氮基气氛的开发。
※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。
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, 温度均匀性最佳可达±7℃